装配式钢结构施工技术

前言推进装配式建筑的发展和应用是我国实现整个建筑行业升级转型和可持续发展的必由之路。装配式建筑以标准化设计、工厂化生产、 装配化施工、一体化装修、信息化管理、智能化应用为主要特征。装配式建筑主体结构有三种主要的形式：钢结构、预制混凝土结构和木结构，而钢结构天然就是符合装配式建筑特点的结构形式。发展装配式钢结构建筑是建造方式的重大变革，有利于节约资源、减少施工污染、提升劳动生产效率和质量安全水平，有利于促进建筑业与信息化工业化深度融合、培育新产业新动能、推动化解过剩产能。钢结构建筑作为装配式建筑的一种重要形式，将在未来得到更大的发展。钢结构建筑在我国已经有多年的发展经验，技术上可以说比预制混凝土结构和木结构更加成熟。但是因为钢结构建筑造价稍高、人们对传统现浇混凝土建筑已经习惯等原因，前些年钢结构并没有在我国大面积得到应用。同时，我国对装配式钢结构建筑的研究与建造起步相对较晚，一度缺乏完整的装配式钢结构建筑技术体系，缺少相关专业技术人员和完整建筑的设计、生产及施工能力，缺少对装配式钢结构建筑的围护、内装和管线系统的重视，在集成配套上出现较多问题。在现阶段的工程项目施工中，有较多建筑行业工作者虽然熟知传统建筑生产模式和方法，但是对于装配式钢结构建筑这种新工艺知之甚少，既不利于工程项目建设工作的开展，也会对装配式钢结构建筑产业的持续发展形成阻碍。要推动装配式钢结构建筑的可持续发展，应重视建设人员职业技能的培养，满足装配式钢结构建筑施工需要。本教材编写的目的在于通过装配式钢结构施工基础培训，对包括建筑、结构、内装、外围护、机电设计等全专业，在设计、生产、施工、验收、运营维护等建筑全生命周期的实施过程中的技术重点和难点，结合相关国家、行业和地方规范标准，帮助钢结构建筑从业技术人员快速建立起所需的知识体系，安全、经济、合理的完成钢结构建筑的工程实施，从而培养起钢结构建筑工程专业人员。本教材结合钢结构企业工程案例，介绍内容既包括钢结构建筑技术体系、钢结构深化设计和钢结构制作工艺等基础知识，还包括高层钢结构及大跨度钢结构的安装等高难度钢结构工程的重难点介绍，以及钢结构施工组织及安全管理等方面，涵盖设计、生产、施工、验收、运营维护的建筑全生命周期。本教材由陈子莹、唐小方、朱家勇、王建河主编；袁富贵、沈兵主审；参与编写人员为：前言、第一章由陈子莹、贾伟栋、赵雅慧编写，第二章由汪星、毛朝江编写，第三章由唐小方、王兰蓉编写，第四章由陈晓旭、张大伟编写，第五章由宝鼎晶、赵沙编写，第六章由刘淑娟、戚猛编写，第七章由邢璐、谷春军编写。广东白云学院的学生罗俊杰、陈伟焕、肖柏龙、李智豪、钟俞淳、钟一林、何铟楠、谭蕴青、廖丹丹、盘育良等负责了收集、编辑图片及绘制文章配图工作。

本书共分为七章，主要讲述内容为：第一章 装配式钢结构建筑技术体系简介；第二章 钢结构深化设计介绍；第三章 钢结构制作工艺；第四章 高层钢结构安装；第五章 大跨度钢结构安装；第六章 钢结构施工组织；第七章 钢结构施工安全管理。本书每章配套有立体化数字资源，以二维码的形式插入视频、动画、图片、案例等，拓展丰富教材的内容和形式。本书特别适合装配式建筑的相关工程技术人员及大中专院校相关专业的学生以及相关社会培训班的学员阅读。

现任广东白云学院建筑工程学院城乡规划专业负责人。1999年获华南理工大学建筑学系建筑学学士学位，国家一级注册建筑师，具有二十年大型甲级设计院的设计及管理工作经历，担任多个大型民用、工业、规划项目总负责人，拥有丰富的方案、施工图设计经验。

第一章 装配式钢结构建筑技术体系简介 1
1.1装配式钢结构建筑 1
1.2 装配式钢结构建筑的特点和发展意义 2
1.2.1装配式钢结构建筑的特点 2
1.2.2发展装配式钢结构建筑的意义 2
1.3 装配式钢结构发展过程中存在的问题及对策 3
1.3.1 使用习惯方面 3
1.3.2 研究与技术方面 3
1.3.3 部品配套方面 3
1.4 装配式钢结构建筑的结构系统 3
1.4.1 钢框架结构 4
1.4.2钢框架—支撑结构 5
1.4.3钢框架—延性墙板结构 7
1.4.4交错桁架结构 9
1.4.5低层冷弯薄壁型钢结构 10
1.4.6其他新型结构体系 11
1.4.7楼板与楼梯 12
1.5装配式钢结构建筑的外围护系统 13
1.5.1外围护墙板的主要类型 13
1.5.2装配式建筑外围护系统性能要求 14
1.5.3与结构主体的连接方式 16
1.5.4主要类型板材设计要点 16
1.6装配式钢结构建筑的设备管线系统与内装系统 26
1.6.1设备管线系统 26
1.6.2 内装系统 27
第二章 钢结构深化设计介绍 32
2.1概述 32
2.1.1深化设计的概念 32
2.1.2深化设计的依据 32
2.1.3深化设计的作用 33
2.2钢结构深化设计内容 33
2.2.1深化模型定义的基本要求 33
2.2.2深化设计图编制 35
2.2.3制图标准 39
第三章 钢结构制作工艺 45
3.1原材料采购及检测 45
3.1.1采购原则 45
3.1.2原材料进场检验 45
3.2钢结构制作 47
3.2.1加工制作准备 47
3.2.2钢结构制作工序 48
3.3典型钢构件制作流程 53
3.3.1焊接H型构件制作 53
3.3.2箱型构件制作 57
3.4焊接质量检验等级及无损检测要求 60
3.4.1一级焊缝 60
3.4.2二级焊缝 61
3.4.3三级焊缝 61
3.5钢构件除锈及涂装方案 61
3.5.1构件的除锈方式 61
3.5.2构件涂装方案 63
3.6 工厂检验 66
3.7构件运输方案 67
第四章 高层钢结构安装 68
4.1 埋件安装 68
4.1.1钢柱预埋锚栓施工工艺 68
4.1.2钢梁预埋件施工工艺 68
4.1.3预埋件安装技术措施 69
4.1.4后置埋件安装步骤 70
4.2常规钢柱安装 71
4.2.1安装工艺 71
4.2.2常规钢柱安装技术措施 73
4.2.3地上外框钢柱安装 73
4.2.4劲性钢骨柱安装 74
4.2.5 钢柱安装技术措施 75
4.2.6缆风绳施工 77
4.3钢梁安装工艺 77
4.3.1常规钢梁安装 77
4.3.2钢梁吊装技术措施 79
4.4组合楼板安装工艺 81
4.4.1楼承板安装流程 81
4.4.2楼承板安装工艺 81
4.5栓钉安装工艺 83
第五章 大跨度钢结构安装 85
5.1支撑施工 85
5.1.1支撑类型简介 85
5.1.2支撑胎架施工技术措施 86
5.2地面预拼装工艺 87
5.3桁架安装工艺 88
5.3.1高空原位安装工艺 88
5.3.2提升施工工艺 90
5.3.3滑移施工工艺 91
5.3.4整体提升工艺 95
第六章 钢结构施工组织 101
6.1 钢结构工程概况 101
6.2 工程目标 102
6.3 工程重难点分析及对策 102
6.3.1不对称的三面悬挑双裙楼安装重难点分析与对策 102
6.3.2厚板焊接层状撕裂控制重点分析与对策 102
6.3.3大跨度钢梁安装重点分析与对策 103
6.3.4钢结构安全防护重点分析与对策 103
6.4 施工管理组织架构 103
6.4.1项目经理职责 104
6.4.2总工程师职责 104
6.4.3生产经理职责 104
6.4.4质量总监职责 105
6.4.5安全总监职责 105
6.4.6安全总监职责 106
6.5 施工部署 106
6.5.1施工分区 106
6.5.2 施工思路 106
6.5.3施工总流程 107
6.5.4 施工顺序 108
6.6 进度计划及工期保证措施 110
6.6.1进度计划 110
6.6.2工期保证措施 110
6.7 施工准备及资源计划 111
6.7.1施工准备 111
6.7.2 现场劳动力投入计划 112
6.7.3现场机械设备计划 113
6.8 施工平面布置 113
6.8.1施工总平面布置原则及依据 113
6.8.2现场钢结构施工临时用电布置 115
第七章 钢结构施工安全管理 116
7.1安全风险分析 116
7.1.1风险分析 116
7.1.2风险管理应对措施 116
7.1.3主要危险源分析 118
7.2安全生产管理体系及制度 119
7.2.1安全管理目标 119
7.2.2项目安全管理组织架构 120
7.2.3安全保证体系 120
7.2.4工程安全岗位职责 121
7.2.5安全管理制度 122
7.2.6工人安全技术交底 129
7.3 “三宝”防护措施及使用要求 129
7.3.1安全帽 129
7.3.2安全带 130
7.3.4安全网 130
7.3.5防坠器 131
7.4 钢结构安装安全防护措施 131
7.4.1人员登高爬梯 131
7.4.2焊接操作平台 132
7.4.3楼层梁施工安全防护 132
7.4.4高空防坠安全措施 133
7.4.5安全通道 135
7.4.6焊接施工安全措施 136
7.4.7楼承板的安全防护作用 136
7.4.8屯料平台 137
7.8.9重大危险源公示 137
7.5 起重吊装安全措施 138
7.5.1吊装耳板 138
7.5.2钢丝绳与卸扣的选择 138
7.5.3起重安全注意事项 138
7.5.4构件起吊与落位 138
7.5.5吊机安全技术措施 141
7.6 高强螺栓作业安全措施 141
7.7 压型钢板和栓钉施工安全措施 141
7.7.1压型钢板吊装安全注意事项 141
7.7.2压型钢板铺设安全防护 142
7.8 钢结构涂装施工安全措施 143
7.8.1防火涂料施工工况 143
7.8.2防火涂料施工中存在的危险因素 143
7.8.3防范措施 144
7.9 构件卸车及堆放安全措施 145
7.9.1构件卸车的安全事项 145
7.9.2构件堆放的安全事项 146
7.10 施工现场临时用电管理 146
7.10.1电缆线路 146
7.10.2配电箱及开关箱的设置 147
7.10.3配电箱及开关箱的使用与维护 146
7.10.4用电人员要求及职责 147
7.10.5施工用电安全技术档案 147
7.10.6电动机械和手持式电动工具的配备要求 148
7.10.7照明装置及供电要求 149

本书共分为七章，主要讲述内容为：第一章 装配式钢结构建筑技术体系简介；第二章 钢结构深化设计介绍；第三章 钢结构制作工艺；第四章 高层钢结构安装；第五章 大跨度钢结构安装；第六章 钢结构施工组织；第七章 钢结构施工安全管理。本书每章配套有立体化数字资源，以二维码的形式插入视频、动画、图片、案例等，拓展丰富教材的内容和形式。本书特别适合装配式建筑的相关工程技术人员及大中专院校相关专业的学生以及相关社会培训班的学员阅读。

现任广东白云学院建筑工程学院城乡规划专业负责人。1999年获华南理工大学建筑学系建筑学学士学位，国家一级注册建筑师，具有二十年大型甲级设计院的设计及管理工作经历，担任多个大型民用、工业、规划项目总负责人，拥有丰富的方案、施工图设计经验。

装配式建筑是由预制部品部件在工地装配而成的建筑(《装配式建筑评价标准》GB/T51129-2017)，而《装配式钢结构建筑技术标准》GB/T51232-2016指出“装配式钢结构建筑是指建筑的结构系统由钢部(构)件构成的装配式建筑”。从适用范围看，装配式钢结构建筑适用于低层、多层和高层的居住建筑，超高层建筑以及部分工业建筑。但要正确理解装配式钢结构建筑的内涵，就要弄清下面几个问题。
1）钢结构建筑不等于装配式钢结构建筑
无论钢结构的节点采用焊接连接或者螺栓连接，主流观点都认为钢结构本身就是装配的。但根据已经施行的国家标准《装配式钢结构建筑技术标准》GB/T51232-2016和《装配式建筑评价标准》GB/T51129-2017，装配式钢结构建筑的组成应包括：结构系统、外围护系统、设备管线系统和内装系统。单纯的某个系统装配，例如只有结构系统装配不能称作装配式建筑。这样强调，是为了扭转目前在装配式钢结构建筑领域部分存在的“重结构、轻建筑、无内装”的错误说法。
2）装配式钢结构建筑的设计实施过程
传统现浇建筑无论是在设计阶段的建筑专业、结构专业、设备专业等，还是在策划、设计、生产加工、施工等建造实施环节，相互之间的交叉、协调相对简单，工艺(工法)也很明确。而装配式建筑的建造是基于部品部件进行系统集成，进而实现建筑功能并满足用户需求的过程，因此在系统集成的过程中，各系统之间的交叉和相互影响更加复杂。所以需要装配式建筑的设计人员从根本上转变思维、理念，必须站在建筑系统集成的层面上去思考问题。
总体而言，装配式建筑的集成设计，要做到以建筑功能为核心，以结构布置为基础，以工业化的围护、内装和设备管线部品为支撑，综合考虑建筑户型、外立面、结构体系、围护、设备管线、构件防护、内装等各方面的协同与集成。