¿Tecnología de construcción para edificios residenciales de gran altura con estructura de acero?
Con el desarrollo de la economía nacional de mi país y la aceleración de la urbanización de la población, la construcción residencial de mi país continúa desarrollándose a un ritmo sin precedentes, las condiciones de vida de las personas están mejorando gradualmente y los requisitos de calidad de vida son cada vez mayores. y más alto. China se ha convertido en el mayor país productor de acero, apto para la producción en masa en fábricas, con un alto grado de industrialización y comercialización. Puede integrar diseño, producción, construcción e instalación para mejorar el nivel de industrialización residencial. Debido a las ventajas anteriores, las estructuras de acero tendrán buenas perspectivas de desarrollo en el mercado residencial.
1. Introducción
Las estructuras de acero se utilizan en edificios de gran altura desde hace décadas. Estados Unidos fue el primero en utilizar estructuras de acero para construir edificios de gran altura. Después de la guerra, después de que la economía se recuperara, la construcción de estructuras de acero de gran altura volvió a experimentar un auge. Con el desarrollo de la tecnología de fabricación de acero y la tecnología de fabricación de conformado, se ha aportado nueva vitalidad a la aplicación de la ingeniería de estructuras de acero y el número de construcciones de ingeniería está aumentando, lo que en consecuencia promueve el progreso y la mejora continuos del diseño de estructuras de acero y la tecnología de construcción. Especialmente desde la década de 1960, la ingeniería de estructuras de acero de gran altura se ha desarrollado rápidamente y las estructuras de acero se han convertido en el principal objeto del diseño y selección de edificios de gran altura.
Con el desarrollo de la economía nacional de mi país y la aceleración de la urbanización de la población, la construcción residencial de mi país continúa desarrollándose a un ritmo sin precedentes, las condiciones de vida de las personas están mejorando gradualmente y los requisitos de calidad de vida son cada vez mayores. y más alto. China se ha convertido en el mayor país productor de acero, apto para la producción en masa en fábricas, con un alto grado de industrialización y comercialización. Puede integrar diseño, producción, construcción e instalación para mejorar el nivel de industrialización residencial. Debido a las ventajas anteriores, las estructuras de acero tendrán buenas perspectivas de desarrollo en el mercado residencial.
A través de la investigación de la aplicación del sistema de estructura de acero del edificio residencial de gran altura número 1 en la comunidad de Baihua, se ha mejorado mejor la tecnología de aplicación del sistema de estructura de acero en la industria residencial y se ha adoptado Se han promovido las estructuras de acero nacionales en la industria inmobiliaria.
2. Descripción general del proyecto
El edificio comercial y residencial No. 1 de la comunidad de Baihua está ubicado en la comunidad de Baihua y fue construido por Jinan High-tech Industrial Development and Construction Corporation. Superficie de 33.000 metros cuadrados y una planta subterránea de 26 plantas sobre rasante (incluidos garajes subterráneos, edificios públicos de 1 a 3 plantas y edificios residenciales de 4 o más plantas). El marco de carga es una columna de sección en caja y acero en forma de H. La columna está hecha de acero Q345B producido por Maanshan Iron and Steel Co., Ltd. Las paredes interiores y exteriores están hechas de Nanjing ALC (paneles de hormigón celular ligero esterilizados en autoclave) y las paredes exteriores están pintadas directamente sobre los paneles ALC. Las ventanas exteriores de edificios públicos adoptan ventanas sin marco; las ventanas exteriores de edificios residenciales adoptan ventanas de acero plástico PVC serie 60 y vidrio aislante. El suelo es de hormigón moldeado in situ y el techo está hecho de un techo aislante de espuma de polietileno impermeable con membrana de PVC. El agua y la electricidad en la casa son líneas ocultas, y los agujeros están reservados en las vigas donde se cruzan con las vigas. El agua y la electricidad se miden por hogar y se proporciona acceso de banda ancha. Calentador eléctrico importado de etiqueta dorada original estadounidense para calefacción. La decoración interior es exquisita, el espacio es grande y el efecto es bueno, lo que refleja plenamente las ventajas estructurales de la estructura de acero.
3. Principales métodos de construcción
3.1 Las columnas de la estructura de acero están hechas de placas de acero y procesadas en el taller de procesamiento de componentes de acero para completar la eliminación de óxido y la soldadura de los componentes de acero.
3.1.1 Proceso de fabricación de columnas cajón
1) Empalme de placas de acero
Dado que la altura de cada columna es inferior a 12 metros, con el fin de asegurar la Planicidad de la placa de acero después del corte. Para que quede recto, primero empalme dos placas de acero. Se forman ranuras en ambos extremos de la placa de acero.
2) Marcado y supresión
Dibuje líneas según el diseño, dejando 3 mm en la dirección del ancho y 50 mm en la dirección del largo. Dibuja líneas a lo largo del divisor central, sin dejar espacios en blanco.
Perforar agujeros de 8 mm cada 5 m a lo largo de la línea marcada.
Utilice dos máquinas cortadoras semiautomáticas (o cabezales dobles) para cortar simultáneamente a lo largo del centro de la línea trazada, dejando 100 mm sin cortar cada 5 metros, y luego corte después de enfriar.
3) Montaje y soldadura
Utilizar acero en forma de H como plataforma de montaje temporal. Antes del montaje, nivele la plataforma y asegure la almohadilla en forma de H. Dibuje líneas de montaje en las dos almas y monte las placas de revestimiento soldadas.
Soldadura por puntos. Realice soldaduras de 10 a 20 mm cada 300 mm en el interior de la placa de revestimiento.
Montar las almas y mamparos y soldarlos por puntos.
Montar las dos placas de cubierta. Soldadura de posición.
Montar las almas y soldar por puntos.
Utilice tres cajas del mismo tamaño una al lado de la otra y suéldelas por puntos dos veces. Utilice las cajas de ambos lados como carriles para la máquina de soldar automática.
Soldadura: Se utilizan dos máquinas de soldadura automática por arco sumergido para soldar dos cordones en la misma dirección. Agregue placas de inicio de arco de 100 mm y soldadura de extinción de arco en ambos extremos de la soldadura.
Después de soldar una capa, dar la vuelta a la caja y realizar dos soldaduras en el otro lado. El método de soldadura es el anterior. Una vez que hayas terminado de soldar, dale la vuelta y haz dos soldaduras en el otro lado.
Una vez completada la soldadura, corte la placa extintora de arco a 5 mm del metal base y limítela con una amoladora. Nunca uses un martillo para derribarlo. Y revise la superficie de corte después de pulir.
Las pruebas no destructivas de soldaduras utilizan la detección de defectos por ultrasonidos. La longitud de detección de fallas es del 20% de cada soldadura y no deberá ser inferior al nivel II según JB11345.
3.1.2. Procesamiento y montaje y soldadura de vigas transversales y placas de unión.
1) Corte
El acero perfilado se corta con una máquina cortadora de acero, y Las placas de acero se cortan con una máquina cortadora semiautomática. Después del corte, la escoria debe retirarse y pulirse, y colocarse en categorías y números.
2) Perforación
Primero utilice una aguja trazadora y una regla de acero para marcar el centro y el diámetro del orificio en el componente, y taladre cuatro orificios alrededor del orificio (posición de 90°). ), comprobar después de la perforación;
3) Tratamiento de la superficie de fricción de los pernos de alta resistencia
La rugosidad de la superficie de fricción de los pernos de alta resistencia tratados con chorro de arena: la presión del chorro de arena es aproximadamente 6 kg/cm2, el tamaño del grano de arena de cuarzo es de 1,5∽4 mm y la superficie de acero tratada es blanquecina;
Utilice una amoladora eléctrica para pulir la superficie de la placa de acero. La dirección de rectificado de la muela es perpendicular a la dirección de la fuerza y el rango de rectificado no debe ser inferior a 4 veces el diámetro del perno. Al esmerilar, no debe haber picaduras evidentes en la superficie del acero.
3.2 Instalación de estructura de acero
3.2.1 Instalación de columnas de caja: Las columnas de caja se instalan de acuerdo con los procedimientos de adquisición de material, procesamiento, transporte, elevación, conexión (refuerzo) durante la Proceso de construcción real Acabado. Antes de aplicar pintura antioxidante en todos los productos de estructura de acero, se deben eliminar las rebabas, el óxido, el aceite y los accesorios de la superficie de los componentes. La eliminación manual de óxido alcanza St2 y la eliminación mecánica de óxido alcanza Sa2. Hay 48 podios debajo del cuarto piso y 37 en el edificio principal. La longitud más corta de una sola columna es de 4,5 m y la longitud más larga es de 12,5 m. La sección transversal tiene forma de caja. El peso máximo de diseño de una sola columna es de 3,5 toneladas y el peso mínimo de diseño es de 1,88 toneladas. Las columnas del marco del muro de corte son de acero de 150*150H. La secuencia de elevación adopta el principio de desplegarse desde el centro hacia los alrededores para garantizar la simetría y estabilidad del marco durante la instalación. La columna se instala y iza usando una grúa torre QTZ-80, y el diseño temporal en la parte superior de la columna se usa para conectar la placa de oreja como punto de elevación. Las columnas están conectadas a través de placas de conexión temporales y pernos temporales para formar un marco de unidad estable, que luego se ajusta para soldadura e inspección UT.
3.2.2 Instalación de vigas de acero La instalación de vigas de acero se divide en la instalación de vigas principales, vigas secundarias y vigas en voladizo externas las vigas principales están hechas de acero laminado en forma de H Q345B; Después de que las columnas se forman en unidades, las vigas principales se construyen en serie mediante amarre e izado. El número de izajes es de 2"4 según las características de diseño de ingeniería; debido a las condiciones reales de espacio y puntos de contacto, vigas secundarias y cortante. las vigas del marco de la pared generalmente se izan mediante vigas individuales.
3.2.3 La instalación de pernos de alta resistencia con pernos de alta resistencia es uno de los métodos de conexión más avanzados para la construcción de estructuras de acero. Se caracteriza por su fácil construcción. reemplazo extraíble y transmisión de fuerza uniforme De acuerdo con el plan de diseño de este proyecto, los pernos de alta resistencia se conectan mediante fricción y se utilizan llaves de trinquete y llaves dinamométricas especiales para apretar, y se realiza el ajuste inicial y final. >
3.2.4 Soldadura de pernos La soldadura de pernos es indispensable en la construcción de estructuras de acero de gran altura. Hay dos métodos comunes de soldadura de pernos: soldadura directa sobre la viga de acero y soldadura sobre la viga de acero después de pasar a través del acero perfilado.
3.3.Construcción de hormigón
La parte de hormigón de este proyecto se compone principalmente de muros de tubos centrales y losas de hormigón coladas en el lugar. El transporte vertical del hormigón se realiza principalmente por bombeo. mediante bombas de hormigón y el esquema de soporte del encofrado del piso. La brida inferior del acero en forma de H se utiliza para soportar el acero pequeño en forma de H, y el acero en forma de H se cubre con madera contrachapada de bambú y barras de acero. la columna en forma de caja mediante el método de elevación, y el hormigón se empuja dentro de la columna en forma de caja desde abajo hacia arriba mediante la presión de la bomba de hormigón. Antes de la elevación, se debe comprobar cuidadosa y estrictamente la resistencia de la pared de la tubería en la entrada. El diseñador debe asegurarse de que la presión de elevación esté dentro del rango de resistencia requerido. Al mismo tiempo, se debe instalar un manómetro especial en la pared lateral inferior de la columna para observar la resistencia del concreto en la columna en cualquier momento. Además, existen requisitos estrictos para la proporción de mezcla de hormigón para el elevación para garantizar que el asentamiento del hormigón no sea inferior a 200 mm.
3.4 Instalación de paneles de pared exteriores
Los paneles de pared exterior están hechos de paneles ALC de 175 mm de espesor producidos por Nanjing Xujian. Todos los paneles se procesan en la fábrica y luego se transportan al sitio para su elevación. Hay alrededor de 9,780 piezas de paneles de pared exterior. , incluidos más de 4.600 paneles planos TU 5180 TU Según el álbum de fotos proporcionado por el fabricante, el acero de ángulo largo fijado al piso mediante pernos de expansión se conecta a la biela especial en el tablero ALC y se sella el espacio. alrededor de la ventana en la conexión de la cama con mortero de calafateo. Agregue acero en ángulo.
3.5 Instalación de paneles de pared interiores
Todos los paneles de pared interiores son paneles ALC 125 tipo C fabricados en Nanjing. El proceso de construcción es sencillo y resistente a la intemperie y otras condiciones. La instalación de paredes interiores es básicamente similar a la de paredes exteriores. Se utilizan selladores especiales de PVC para paneles de paredes en baños, cocinas, etc. >4. Principales logros técnicos
1. )Columna de hormigón de caja
La columna de hormigón de columna de caja se fabrica vertiendo hormigón de alta resistencia (C50) en la columna de caja y en la caja. La columna está sostenida por una partición en el medio, formando así una estructura complementaria y de trabajo conjunto de los dos materiales. El mecanismo resuelve el problema de la resistencia excesiva antes de alcanzar el límite bajo carga. Tiene las características de alta capacidad de carga y buen rendimiento sísmico. Y de construcción simple, cada cuatro pisos (cada sección tiene aproximadamente 12 metros de largo) es una unidad de producción e instalación, la columna de tubería de acero se izó en su lugar en su totalidad al mismo tiempo, creando las condiciones para el montaje de la unidad principal. estructura. Después de envolver la columna de hormigón en forma de caja con un tablero ignífugo, el límite de resistencia al fuego de la columna de tubo de acero rellena de hormigón es superior a tres horas, cumpliendo con los requisitos de protección contra incendios de los edificios de gran altura.
En el procesamiento de acero en forma de H y la soldadura de pernos, se utilizan procesos razonables para minimizar la tensión residual generada por la soldadura y se utilizan medios razonables para corregir errores.
Los tipos de pernos de alta resistencia y las superficies de contacto de los pernos de alta resistencia deben rectificarse con una muela abrasiva y la dirección de rectificado debe ser perpendicular a la dirección de fuerza del componente.
Durante la instalación, se debe utilizar un cepillo de alambre para eliminar el óxido flotante y la prueba del coeficiente antideslizante de la superficie de fricción se debe realizar de acuerdo con las especificaciones. El coeficiente antideslizante no debe ser inferior a 0,35.
2) Acero en forma de H
Las vigas de acero en forma de H están hechas de acero laminado en forma de H, que tiene una gran capacidad de deformación, buena resistencia sísmica y una alta capacidad de carga. El acero en forma de H está recubierto con pintura antioxidante y tablero ignífugo para resolver los problemas de anticorrosión e incendio de la estructura de acero. Las vigas de acero tienen una gran capacidad de carga durante la construcción, lo que puede ahorrar en gran medida la carga de trabajo del encofrado. Todas las vigas utilizadas se procesaron en la fábrica y luego se transportaron al sitio del condado para su elevación, lo que redujo en gran medida la carga de trabajo en el sitio y acortó el período de construcción.
3) Estructura de tubos de hormigón de soporte de fuerza lateral
Los tubos centrales de hormigón armado se forman en ascensores y escaleras como soportes de fuerza lateral para muros de corte, lo que mejora la estabilidad de la estructura. un papel positivo en la optimización de la rigidez lateral y la mejora del rendimiento sísmico.
4) Losa de piso de hormigón armado colada in situ
El ala inferior de la viga del marco de acero se utiliza como soporte del encofrado, se colocan láminas de caucho de bambú y se colocan barras de acero. según diseño y se vierte hormigón C30. Guarde los materiales de la plantilla y acorte el período de construcción.
5) Paneles compuestos para paredes exteriores que ahorran energía
En cierto sentido, los paneles de pared, especialmente los paneles de pared exteriores, son más importantes que el sistema estructural. Porque la función principal de los edificios residenciales se logra a través de paneles de pared exteriores. Los paneles compuestos para paredes exteriores utilizados en este proyecto son paneles de hormigón ligero (ALC) esterilizados en autoclave de Nanjing Xujian, que figuran como "Productos nacionales recomendados para la construcción residencial". Los paneles están compuestos de hormigón celular y quillas reforzadas. La producción de prefabricados en fábrica y la instalación in situ de paneles de pared esencialmente eliminan el trabajo húmedo. Las dimensiones de procesamiento son precisas y la construcción es rápida y simple, lo que acorta en gran medida el período de construcción debido a su peso ligero y resistencia equivalente, la base de ingeniería se puede simplificar y el excelente rendimiento de aislamiento térmico puede reducir el espesor de la pared y aumentar; la zona de uso del edificio. Al mismo tiempo, el grado de daño a los edificios en caso de terremotos se reduce considerablemente, lo que reduce las pérdidas causadas por los desastres. La impermeabilidad de las juntas de los paneles de pared y la protección contra incendios de los paneles de pared también cumplen los requisitos de las normas nacionales correspondientes.
Las principales propiedades del tablero ALC:
1. Peso ligero: la gravedad específica es 0,5, que es 1/5 del hormigón y 1/3 del ladrillo hueco. Reduce el peso propio del edificio, reduce la inversión económica y mejora la calidad de la construcción.
2. Aislamiento térmico: Conductividad térmica: 0,11w/m.k.
3. Resistencia al fuego: El límite de resistencia al fuego alcanza las 4 horas.
4. Aislamiento acústico: Tiene propiedades duales de aislamiento acústico y absorción acústica.
5. Excelente capacidad de carga y resistencia a terremotos.
6. Respetuoso con el medio ambiente, no radiactivo.
Los tableros ALC son fáciles de construir e instalar. Los tableros están totalmente mecanizados y son muy precisos. Se pueden cortar en cualquier forma según las necesidades del sitio. La tecnología de construcción es simple y la intensidad de mano de obra es baja, lo que resuelve una serie de problemas de calidad de la construcción en la construcción de bloques tradicional, acorta el período de construcción en un tercio y mejora en gran medida la eficiencia de la construcción.
6) Investigación sobre métodos de calefacción que ahorran energía para sistemas de estructuras de acero residenciales de gran altura;
En un aspecto amplio, las viviendas que ahorran energía pueden ahorrar energía y proteger el medio ambiente; Un pequeño aspecto, puede ahorrar costes de vida a los propietarios. Según encuestas pertinentes, a medida que la gente aprende más sobre las viviendas que ahorran energía, más del 70% de la gente está dispuesta a comprar viviendas que ahorren energía. Por lo tanto, en este proyecto también se consideró plenamente la aplicación de tecnología de ahorro de energía:
En primer lugar, el diseño redujo por completo la conducción de calor de las paredes, techos, ventanas y otras partes del edificio. Adoptar un plan de diseño de envolvente de edificio de bajo consumo energético y utilizar nuevos materiales de envolvente de bajo consumo energético. Las paredes exteriores de los podios del primer al tercer piso están hechas de bloques de hormigón celular de 200 mm de espesor, y las paredes exteriores del cuarto piso y superiores están hechas de paneles de pared de ahorro de energía de 175 mm de espesor. El tejado de nueva construcción está cubierto con perlita expandida sobre la membrana impermeable para aumentar el efecto de aislamiento térmico del tejado. A excepción del vidrio enmarcado del piso al techo instalado en el área de la oficina del podio, las ventanas exteriores son todas ventanas de acero plástico de la serie PVC con propiedades físicas de Clase A. El espesor de la capa de gas en la cavidad de vidrio hueca no es inferior a 12 mm. El sistema de agua caliente adopta un sistema de calefacción central solar. Reducir la inversión y proteger el medio ambiente. La calefacción en este proyecto es totalmente eléctrica excepto el podio, y la calefacción eléctrica inteligente Markel con control de temperatura está instalada en los zócalos. Las características de la calefacción eléctrica son: protección del medio ambiente, sin ruido, sin contaminación, sin gases residuales, alta eficiencia térmica y una tasa de conversión de calor del 99%.
En segundo lugar, al comprar materiales de construcción, debemos controlar estrictamente la calidad y garantizar que los materiales de construcción se utilicen estrictamente de acuerdo con los requisitos de diseño.
La tecnología de construcción también considera plenamente la protección del medio ambiente y el ahorro energético. Las columnas de tubos de acero rellenas de hormigón de este proyecto se vierten utilizando una nueva tecnología de bombeo y elevación, que produce poca o ninguna vibración. El hormigón cumple con los requisitos de diseño y reduce la contaminación acústica provocada por las vibraciones. Al mismo tiempo, esta tecnología reduce el desperdicio de hormigón y reduce en gran medida la generación de residuos de construcción. El uso de vigas y columnas de acero reduce el área de la sección transversal, ahorra el uso de materiales de encofrado, ahorra recursos y protege el medio ambiente. Los paneles de pared se instalan mediante soldadura o pernos. Las piezas empotradas se sueldan a las columnas y vigas de la estructura de acero, se fijan con barras de acero de conexión especiales y placas de acero (pernos), y las conexiones con las vigas o columnas estructurales se sellan con una pasta selladora especial. El trabajo húmedo en el sitio prácticamente se elimina del proceso de instalación del panel de pared.
En términos de ahorro de energía, protección ambiental y calefacción, este proyecto cambió el concepto técnico de ahorro de energía único para el aislamiento exterior del edificio, combinado con el desarrollo y utilización de una nueva tecnología de calefacción eléctrica que utiliza energía solar, y adoptó tecnología de construcción para reducir la carga de trabajo húmedo durante la construcción. Es una visión de futuro en el desarrollo de nuevas energías y conservación de energía, promoviendo la adopción de la protección ambiental y la conservación de energía en la industria residencial.
7. Investigación de aplicación del garaje elevador principal con estructura de acero:
De acuerdo con las necesidades de desarrollo del número de plazas de aparcamiento urbano y el sótano de gran altura de este proyecto, se construirá un edificio de tres pisos. En el sótano se ha habilitado un garaje de elevación dimensional.
El equipo de estacionamiento tridimensional de varios pisos tiene las ventajas de ahorro de espacio, diseño flexible, acceso automático y baja inversión. Es un nuevo tipo de equipo adecuado para centros urbanos con menos terreno.
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