李景芳
（中国建筑股份有限公司技术中心，北京101300）
构滑移安装施工技术、钢结构与大型设备计算机控制警体顶升与提升安装施工技术、钢与提题土组合结构技术、作 [摘要】（建筑业10项新技术）（2010版）之钢结构技术包括9项内容：深化设计技术、厚钢板焊接技术、大型例结宅钢结构技术、高强度钢材应用技术，大塑复杂膜结构施工技术、模块式钢结构概果组装吊装技术等，主要介绍了 各部分的研究与发展、主要技术要点以及工程应用.
[关键词]建筑业10项新技术；钢结构技术：研究发展；工程应用
[中面分英号]TU391 [文献标识码]A [文章编号]1002-8498（2011}05-0026-06
Steel StructureTechnology in2010 Edition TenNew Technologies ofBuildings
Li Jingfang
(Techelgy Cester ef Chins Siase Conutractios Engineriang Corporatien Bejing 101300 Chine)
Abstract;Steel structure technology in 2010 edition Ten New Technologies of Buildings includes ninecontents which are deep design technology welding technology for thick steel plate sliding andinstallation construetion technology for lerge steel struetures integral lifting and hoisting installation technology controlled by puter for steel structures and large equipment bination structure g o dde a aae o o pe g strength steel materials construetion technology for large plex membrane struetares asembly and hoisting technology for module-type steel frame. The study and development key technology points andengineering applicatios are introduced in detail.
Key words: ten new technologies of buildings: steel structure technology: study and development;engineering applicatiom
住房和城乡建设部2010年10月14日发布的度钢材“5项技术：修改了“钢结构设计与制造、整体共9节，9项技术.分别是深化设计技术、厚钢板焊构、模块式钢结构框架组装”2项技术；取消了“施工接技术、大型钢结构滑移安装施工技术、钢结构与大仿真、预应力钢结构、钢结构防火防腐”3项技术：盘设备计算机控制整体顶升与提升安装施工技术、“施工仿真”放到”信息化应用”部分，“预应力钢结
（））钢材应用技术、大型复杂膜结构施工技术、模块式钢结构概架组装品装技术.
2新版钢结构技术的应用要点
2.1深化设计技术
2.1.1研究与发展
1新版钢结构技术修订概述
钢结构深化设计技术是根据设计技术图的已知条件，配合土建、机电、电梯、幕墙等专业需委，结合 施工方案和现场条件进行细化设计，提供满足加工和安装要求的施工设计和施工图.
在9项技术中，保留了“厚钢板焊接、大型钢结构滑移安装、钢与混摄土组合结构、住宅结构、高强
2.1.2主要技术要点
.材料下料、等件钻孔、铣边、构件组装、焊接、防腐等 操化设计贯穿于施工的全过程.主要有：满足
2.1.3工程应用
2.2厚钢板焊接技术
2.2.1研究与发展
2.2.2主要技术要点
万方数据
加工制作需要的详细图纸、加工工艺路径和要求，预见性地解决和预防整个施工过程可能出现的影响成 品质量的问题，为加工成品质量和期利安装施工提供技术保障：了解各专业对钢结构的影响和需求，根据构件运输、安装方案确定制作单元质量及长度的 划分：为制作、安装阶段提供结构变形分析、结构安装施工安全性分析及临时支撑设计建议.
布置图、下料图、零部件加工图、组装图、总装图、材 深化设计应编制以下设计文件：详细说明、结构料构件统计表、焊接参数表等.深化设计工作要求：①符合原设计意图：②符合国家相关规范标准：③所 有杆件连接和支座连接节点要可靠、合理、经济：④深化设计结果经原设计人确认.
此技术适用于各类建筑钢结构工程，特别适用于大型工程及复杂空间结构工程.随着设计软件、详图软件的升级换代，钢构件将朝着模数化、标准化 的方向发展，将极大地提高钢结构工程施工效率.该技术在全国各地均有应用，典型工程有国家体育场、CCTV新址、上海浦东机场航站楼等.
世纪90年代，日本开发研制了多种建筑用厚钢板. 国外建筑行业中厚钢板的运用较为广泛.20例如HT500低预热型厚钢板的厚度达100mm;的深判发展中心，柱钢板那度达到130mm：2007年 HT780锅板厚度也达100mm.我国在1986年施工上海环球金融中心的钢板最大厚度为100mm，其中40mm以上钢板用量占钢结构总量的60%以上：中 央电视台新台址工程最大钢板厚度达到110mm，厚板约占钢结构总量的70%.
1）钢板按厚度（t）可划分为薄钢板（r<3mm）、中板（3mm≤<20mm）、厚板（20mm≤1<50mm）、特厚板（50mm≤r）4类.厚钢板焊接通常采用C0 气体保护排. 2）厚钢板焊接工艺施程如图1所示. 能要求的钢板，加强质量检测，严格控制材料质量： 3）厚板层状撕裂防治措施宜采用有乙向性改着、选用合理的节点和坡口形式：采用合理的焊接方法和工艺. 4）厚板焊接变形防治措施厚板对接焊后的角变形控制，对异形厚板结构宜设置胎模夹具，制定合理的焊接顺序，采取反变形措胞，对结构进行优化 设计. 5）厚板媒后残余应力消除指施可以选用工 图1厚得板焊接工艺流程Fig. 1 Welding technology process of thlck stel plate 件整平、局部烘烤、超声波振动、振动时效等多种方法酒除焊后残余应力. 2.2.3推广与应用 适用于各类含有厚钢板的钢结构工程的焊接工程.如深圳大运会体育场屋盖钢结构中的肩谷铸钢 牛题分段点最大壁厚为200mm，医管截面直径为1400mm（见图2）.单点焊缝熔数金属达到1000kg，需一次性施焊完成.整个对接口的焊接从 开始随焊到结束约5d. 2肩谷铸销节点分段Fig-2 Joint segmeat for shoulder valley cast steel 2.3大型钢结构滑移安装施工技术 2.3.1研究与发展 滑移法作为钢结构安装施工方法，在国内外都得到了广区应用.如雅典类运会主会场钢星盖、中国国家体育馆、北京五操松类林匹克篮球馆等都是 2.3.2主要技术要点 2.3.3推广与应用 法，如《双向张弦钢屋架滑移与张拉施工工法》逐跨组装纲、横向榭架，逐跨推进，直至滑移到位. 采用滑移法安装施工.国内也开发了一些施工工桁架构成滑移单元：向前滑移一个柱距.依次往复，YJGF015一2006，《大跨度柱面网壳结构累计滑移施最后进行预应力索张控.工工法）YJGF167-2006等. 移、胎架滑移等多种方式.牵引方法有：手拉葫芦牵引、电动卷扬机牵引、液压爬行机器人牵引等. 装完成一个滑移单元后，利用牵引设备向前滑移该拼装单元，接着拼装下一个单元，以此类推，最终滑 移安装完成.对于结构刚度较小的双向桁架或网架通过增加支撑点，以适应滑移法施工.在进行张弦问题. 钢屋架滑移时，可采取拖带索的方法，解决挂索施工 3）主要技术措施高空组装平台搭设及桁架拼装：拼装平台一般采用锅管脚手架或销格构架，在 结构一端，既可以在结构内也可以在结构外，搭设宽度与结构刚度和滑移单元划分相适应.①滑移轨道设置首先考虑在结构两边的立面支撑结构上设置.对于拱形结构，考虑到水平推力，设置侧向滑 轨.滑轨采用钢轨或H型钢梁，上抹黄油或铺设聚四氟乙烯板.②液压同步滑移系统滑移设备布置应满足钢屋架谢移单元滑移驱动力的要求，使每台 滚压爬行器受载均匀，每台泵站昭动的液压爬行器数量基本相等，保证系统的安全性和可靠性.③同步册移滑移前做好充分的准备工作.确认滑移单 元结构拼装质量验收合格，确认液压魔行器系统安装、调试合格，确认计算机同步控制系统安装、调试滑移环境检查、复核合格.爬行速度宜控制在6- 合格，确认监测控制仪器安装、调试合格，确认现场8m/h.④滑移监测采用激光扫描仪、水准仪、全数据采集系统等对滑移施工中钢结构的应力、变形、 站仪、光纤光谱应变传感器、振弦式应变计及相应的升点数量；③提升设备承裁能力符合设计要求.水平偏移、支撑架及滑移轨道应力等进行全过程监控.发现预警，及时处置. 适用于大跨度空间钢结构，如网架、析架（平面育馆屋面单曲面双向张弦桁架钢结构，比赛馆尺寸态以及支撑架受力等进行监测，实现信息化施工.为114m×144.5m，热身馆尺寸为51m×63m，屋面呈南高北低的波浪形曲线，投影面积22788m².结 构最高点标高为42.454m.钢结构总质量约3000t.线.即织向桁架先在地面分段拼装，然后在高空组备安装工程.如首都机场A380机库大厅屋盖铜结 装平台上拼成整幅；组拼2福后开始拼装节间横向构采用计算机控制整体提升技术安装.屋盖结构跨 升安装班工技术 1）滑移分为结构直接滑移、结构和胎架一起滑2.4.1研究与发展 2.4.2主要技术要点 2.4钢结构与大型设备计算机控制整体顶升与提 利用提升或顶升方法进行钢结构和设备的安装2）滑移法安装指在结构一编搭设拼装平台，拼术、计算机控制技术、施工过程测量监测技术的发 国内外都有广泛的应用，随着大吨位液压千斤页技展，推动了这一方法的技术进步.相继开发了多个工法，如《液压整体提升施工工法》YJGF204-2006、 《液压颜升吊装系统大型设备施工工法）YJGF326-2006、《大型通用桥式起重机安装施工工法）YJCF333-2006、《弯顶轮杆整体提升施工工法） YJGF166一2006、《大跨度马鞍型钢结构支撑卸载工法)YJGF016-2006等. 1）计算机控制整体提升安装施工采用“柔性钢绞线承重、液压油缸集群、计算机控制网步提升”的原理，有两种方式：上拔式和爬升式.液压千斤顶为穿芯式结构.计算机控制同步提升采用行程及位移 传感监测和计算机控制，实现同步动作、负载均衡、娄态矫正、应力控制、操作闭锁、过程显示和故障报警等多种功能. 2）计算机控制整体顶升安装施工采用液压顶升器作为顶升机具，顶升支架作为承重结构，顶升机具采用实心千斤顶，设置临时支架支承. 3）提升方案选择①尽量降低承载结构的高度，保证其稳定性：②确保被提升钢结构或设备在提升中的稳定性和就位安全性. 提升点数量与位置设置原则：①保证被提升钢结构或设备在提升过程中的稳定性：②尽量减少提 提升设备选择原则：能满足提升中的受力要求，结构紧凌、坚固耐用、维修方便、满足功能需要. 制保证各提升设备受载均匀和同步性满足设定值， 4）计算机控制与监测提升中通过计算机控一般应<50mm.采用全站仪、位移传感器、应力应桁架、空间桁架、张弦桁架等）等的安装.如国家体变传感器等对提升中钢结构的姿态、同步性、应力状 该技术已广泛适用于体育场馆、刷院、飞机库等选定纵向桁架沿模向累积滑移，然后张拉的技术路超高构件，以及大型门式起重机主梁、锅护等大型设 大跨度屋盖与钢结构和电视塔钢榄杆天线、电站等 度为176.3m176.3m，进深114.5m，屋盖顶标高凝土板之前应消除铁锈、焊渣及其他脏污杂物.③39.800m：采用3层斜故固角锥钢网架，下弦支承，型钢混凝土技术要点型钢混凝土结构构件由混 网格尺寸为6.0mx6.0m，高度8.0m.提升屋盖面土、型钢、纵向钢筋和覆筋组成.删筋的构造要求要满足相关规范的规定：钢结构构件的材料、加工、焊原结构柱，32～45为工装提升塔果.整体提升用干接与安装要符合规范要求：设计有抗剪栓钉时，其材 质、数量、焊接方法应满足设计规定：混凝土施工方台，200t千斤頭22台，350：千斤顶8台.共用泵站案应保证其结构的密实性和稳定性.④钢管混凝土25台.提升控制系统由主控系统、泵站控制系统、的技术要点钢管与钢管的连接应尽可能采用直接 连接的方式.主钢管任何情况下都不允许开润.钢管上的焊缝应尽可能在浇覆混凝土前完成.在浇霍混凝土后，只允许施加少量的构造焊缝.钢管混减近20年来在大量学者的研究成果与应用的基极土梁连接.必要时，可将梁端宽度加大，使织向础上，我国陆续制定和颁发了一些专项规程（行业主筋绕过钢管直通，将钢管包图在节点混土中.标准）.现行国家标准《钢结构设计规范》钢管混凝土柱柱脚与基础的连接可分为两大类：一 类是在柱脚底焊接底板与柱脚加劲肋，底板与基础顶面预理的钢板直接焊接，也可将底板与基醋预理将钢管混土柱肢插人混凝土杯形基础的杯口中. 螺栓用螺检连接：另一类是做成刚性连接，连接时2.5.3推广与应用 积4万多m².设置45个提升塔架，其中1-31为斤顶138台，其中，40t千斤顶80台，100t千斤顶28油缸传感器组成.对提升应力进行实时监测.共监测杆件42根，布置传感器84个. 2.5钢与混凝土组合结构技术 2.5.1研究与发展 CB50017一2003中，在原规范的基础上增补了明与混凝土组合结构的内容.这些规范、规程的碳发，推动了组合结构在我国的推广应用. 2.5.2主要技术要点 1）钢与混凝土组合结构体系①组合框架结构体系钢管或型钢混凝土柱、钢-混凝土组合梁、混凝土或铜板组合剪力增形成柜简或实腹筒，由销混凝土组合梁与组合柱形成外框架，两者之间通过 组合楼盖或伸臂析架的作用保持工作：③竖向混合结构体系：④巨型结构体系由巨型组合构件组成的简单面巨大的桁架或框架等作为主体结构，与其 他结构构件组成的次结构共同工作的一种超高层建筑结构体系. 钢凯凝土组合板：②横向组合结构体系采用钢管地王大厦、北京国贸大厦、上海环球金融中心等工 组合结构在我国已经得到了广泛应用.如深程.如大连中心（格景）项目塔楼主体结构为期骨及钢筋混凝土混合结构.位于周边的巨型结构和中 部核心筒是塔楼受力体系的核心部分.周边的巨型结构由巨型柱、带状桁架和巨型斜撑共同组成.周边巨型柱从基础底板开始设置，从第15层起，巨型 桂之间每隔15层设有1道带状柠架，带状桁架之间设置巨型斜撑. 2）钢与混凝土组合结构营用类型主要包括压钢混凝土结构等5大类.组合结构关键在于“组合”，主要剪切连接件的形式分为两大类：带头栓 钉、斜钢筋、环形钢筋以及带直角弯钩的短钢筋等柔性连接件和块式连接的测性连接件. 型钢板与湿凝土组合板、钢与混凝土板组合在一起式，一种是箱形柱与H形柱组合，另一种是箱形柱、 塔楼巨型型钢混凝土角柱分两种截断组合形的组合梁、型钢混凝土结构、钢管混凝土结构和外包图管柱和H形柱组合，箱形柱最大截面为1750mmx700mmx100mmx100mm.其中2根巨型柱分别在1层和30层开始帧斜形成曲面，曲面的龙型支撑 采用现管柱，最大截面900mmx40mm.转换衍架高度6.1m，每隔15层设置，析架构件截面最大为箱巨型支撑采用箱形截面，最大截面尺寸为3200mm 形，截面尺寸为900mm×700mm×100mmx100mm.x700mmx100mmx35mm，多数支撑截面尺寸为箱形.塔楼构件经分段后最大质量达70余t 型钢板应采用键锌钢板：除了仅供施工用的压型钢 3）主要技术要点①组合板的技术要点压板外，压型钢板的厚度应≥0.75mm；组合楼板截面组合板的跨高比≤35：组合板在钢梁上的支承长度 的全高应≥90mm；简支组合板的跨高比≤25，连续应≥75mm，支承于钢等混程土梁或翻体上的支承长度应≥100mm.②组合聚的技术要点组合梁中现 浇混凝土板的混摄土强度等级不低于C20，混土例从20世纪90年代的5%发展到了现在的25%以板的厚度一般采用100-160mm，混板土板中应设上，日本等达到50%以上.1996年原建设部编制了置板托.钢梁顶面不得涂刷油漆，在浇筑或安装混《1996一2010年建筑技术政策），提出合理使用钢 2.6钢结构住宅技术 2.6.1研究与发展 工业发达国家钢结构住宅所占建筑总面积的比 材、发展钢结构制造和安装新技术等：2001年底发布了《钢结构住宅建筑产业化技术导则），组织钢结对于Q235MPa级）、16Mn钢（相对于Q345MPa级）. 构住宅建筑体系及关键技术研究课题，开展试点工近20年来，钢结构建筑工程飞速发展，钢材性能有程；2005年须布了《钢结构住宅国家标准图）.2009极大提高.陆续生产和应用了Q390，Q420.Q460高实施. 年我国第1部《钢结构住宅设计与施工规程》额布 2.6.2主要技术要点 1）技术特点 钢结构的质量轻、强度高，抗震性能好；工业化程度高，易于实现住宅产业化：空间利用率高，能合也不会长期停留在Q460MPa以下，将会有一个大的理布置功能区间：绿色环保，节能省地：钢结构住宅发展. 保湿、隔热、隔声效果突出，造型美观，结构丰富. 2）主要技术措施 钢结构体系的形式有多种，但应用于住宅的主要可分为钢框架体系、钢支撑框架体系、钢框架-混凝系等.从构件的截面形式上可分为：热轧H形截Q420.Q4605个，桥梁用结构钢有Q235q，Q345q， 土剪力境体系、储层桁架体系、巨型结构加子结构体面、焊接H形截面、焊接箱形截画、冷弯薄壁方钢管内灌混凝土、冷弯C形截面、园钢管内混摄土等.Q345CJ，Q235GJZ，Q345CJZ4个. 结构防火措连可采用防火喷漆、防火板外包耐火钢等.②围护结构体系外围护结构主要采用墙板的形式，如轻混凝土板、太空板、水泥创花板、夹心板18000mm. 等.内墙采用轻混摄土板、石膏板、水泥刨花板、稻使用高强度钢材时要严格按规范要求进行原材草板等.③楼板结构体系楼板的主要形式有：压料检验，并注意选用匹配的焊接材料和焊接工艺型钢板与现浇混凝土组合楼板、预制轻湿极土板等.（Q390.Q420钢宜用E55型焊条，Q460钢宜用E× 佣结构选材上，宜采用Q235或Q345强度钢，并应型焊条），做相关焊楼工艺评定.根据使用环境和加工条件选择不同质量等级的钢. 2.6.3推广与应用 我国在北京、天津、上海、山东兼芜、安徽马鞍山、广州、深圳等地开展中低层和高层钢结构试点工程，已经建成300~500万m²住宅.如北京一青年Q345.Q390.Q420.Q4604种高性能钢材.在国家 公寓建筑面积12万㎡，由6栋单身公寓和公共建体育场、上海环球金融中心等钢结构工程中使用了筑组成，用速为单身职工居住.结构形式为混凝土Q460钢材：在重庆朝天门大桥使用了Q420钢材.凝土压型钢板：外墙：粉煤灰砌块加气混减土板： 内墙：防火石膏板轻钢龙骨.防火措施：加气混凝土板石膏板薄型防火涂料.现场用工：2.52d/阪博览会展示了可以用膜结构建造水久性建筑.20m、面砖混结构为7~8d/m²，是砖混结构的1/3；工世纪70年代初美国盖格尔-勃格公司（Geiger-Berger价持平.用钢量：37kg/m²（仅为200元/m²，是总造隆（telom）膜材料为膜结构广泛应用于水久、半水久（670t），施工工期仅为砖混结构的一半. 价的17.4%）.钢结构吊装：一栋住宅楼仅用20d 2.7高性能钢材应用技术 2.7.1研究与发展 万方数据 改革开放前，我国钢结构一般使用3号钢（相强度、高性能钢材.2010年9月“（钢结构设计规 范）修订组”与“钢结构高性能用材应用研究专题组在北京召开协调会，拟在新版规范中将钢材应已将Q690MPa钢材列人设计规范，我国的结构用钢 用等级提高到Q460MPa级.澳大利亚、欧洲等地区 2.7.2主要技术要点 高性能钢是指钢材的屈服强度，极限颈度、可得围护墙和内隔墙体系以及楼板体系.①钢结构体系的钢材.Q295-Q420为低合金中等强度钢，Q460 钢结构住宅技术主要是指主体钢结构体系、外性、冲击韧性、耐候性、耐磨性等综合性能指标均好以上为低合金高性能钢. 定的低合金高强度结构钢有Q295，Q345，Q390， 国家标准《桥梁用结构钢》GB/T714-2000规Q370q.Q420q4个，高层建筑结构用钢有Q235GJ， 钢厂供货品种及规格：轧制钢板的厚度为6~120mm，宽度为1500~3600mm，长度为6000~ 2.7.3推广与应用 大跨度公共建筑、体育场馆、高层建筑、塔枪结构、桥 高性能钢适用于建筑钢结构，特别适用于梁等工程.如在CCTV新址钢结构工程中，使用了 核心筒钢框架.梁柱：热轧H型钢：楼板：组合混2.8大型复杂膜结构施工技术 2.8.1研究与发展 充气腹结构于1946年应用于建筑.1970年大性建筑奠定了基础.面计算机技术的发展为张拉膜 结构的应用起到了很好的推动作用.已建成的建筑有沙特阿控伯利雅得体育馆、英国温布尔登室内网球馆、美国新丹佛国际机场等.
