超高层公建写字楼钢结构施工组织设计.docx
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超高层公建写字楼钢结构施工组织设计
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超高层公建写字楼钢结构
施工组织设计
工程名称:
编制单位:
编制人:
审核人:
批准人:
编制日期:
年月日
施工组织设计(方案)报审表
方案名称:
项目部报审意见:
项目经理:
年月日
工程部审核情况:
审核人:
年月日
工程部领导审批意见:
审批人:
年月日
JL—A002
施工组织设计(方案)报(复)审表
工程名称:
编号:
致(监理单位):
现报上施工组织设计(方案)(全套、部分),已经我单位上级技术负责人审查批准,请予审查和批准。
附:
施工组织设计(方案)
承包单位项目部(公章):
项目负责人:
项目技术负责人:
年月日
专业监理工程师审查意见:
1、同意2、不同意3、按以下主要内容修改补充
专业监理工程师:
年月日
总监理工程师审查意见:
1、同意2、不同意3、按以下主要内容修改补充后
并于月日前报来。
项目监理机构:
(公章)
总监理工程师:
年月日
注:
本表由施工单位填写,一式三份,连同施工组织设计一并送项目监理机构审查。
建设、监理、施工单位各留一份。
一、工程概况-3-
1.1建筑概况-3-
二、钢结构深化设计工艺与方案-4-
1.1钢结构深化设计管理-4-
1.1.1深化设计管理组织体系-4-
1.1.2深化设计管理-5-
1.2钢结构深化设计实施-9-
1.2.1钢结构深化设计目的-9-
1.2.2深化设计重点、难点分析-10-
1.2.3深化设计能力-10-
1.2.4施工详图设计-13-
1.2.5深化设计流程及质量控制-16-
1.3钢结构深化设计中要注意的关键问题-18-
1.3.1关键问题一钢结构与土建钢筋之间的界面协调-18-
1.3.2关键问题二钢结构与机电管线之间的界面协调-20-
1.3.3关键问题三钢结构与幕墙节点之间的界面协调-20-
一、工程概况
1.1建筑概况
xx•xx项目是由中国xx置业集团投资建设的5A甲级超高层写字楼,项目占地16.5亩,总建筑面积13.35万平方米,计划总投资约20亿元,也是xx置业集团继深圳xx•xx、xx•xxx、上海xx•xx广场等顶级建筑之后,在xx打造的230米超高层建筑。
项目所在地打造的现代服务业聚集区之——中国智汇谷,该区域将建设集办公研发、商务金融、文化科技、商业娱乐等功能为一体的区域中心,建构具有国际领先水平的智力汇集核。
工程整体效果图
地理位置:
xx•xx项目地处陕西省xx市高新开发区CBD,位于xxxxx路西侧与xx路交接处。
场地目前已开挖基坑,并进行基础部分土建施工。
建筑规模:
本工程由一栋51层塔楼、4层的商业裙房和3层的地下室三部分组成。
其塔楼总高度222.6米,裙房建筑高度21.3米,地下室深度为14.2米
xxxx世界中心的首要功能是商业与作业。
其中地下三层做为设备用房及地下车库。
层高3.9米至6.3米。
首层至4层做为入口大堂及商业用途,首层层高6.05米,2至4层层高5米。
5层至51层均为作业楼,层高4.2米。
在第7层、22层、37层设置有流亡层及设备层,层高5.5米。
房顶51层以上做为电梯机房及设备用房运用。
1.2对钢结构构件的对接及节点进行合理的深化以满意施工需求。
二、钢结构深化规划工艺与计划
1.1 钢结构深化规划办理
1.1.1 深化规划办理组织体系
鉴于本工程新颖、杂乱的钢结构体系,为保证构件加工制造、现场装置的顺利进行,保证钢结构的施工质量,我公司设有深化规划部,受项目总工程师直接领导,进行钢结构深化规划的对口办理。
深化规划部的首要职责是对全体深化规划流程进行体系、有效地办理;包含深化规划进展操控,满意材料收购、加工装置需求;检查校核深化规划图的质量,是否契合原规划的节点结构要求;并协调处理与其他专业之间的对立。
保证图纸的正确性;保证钢结构工程的顺利进行。
本工程深化规划不仅是对规划院原有的规划图纸进行细化,而是在归纳考虑规划图纸、相关的技术资料、国家和行业的相关规范规程的基础上,对结构的衔接和结构进行二次规划。
依据我司履行相关工程的经历,对构件分段、拼接节点处理向规划院提出合理化建议。
共同推动工程履行。
本项目钢结构工程的深化规划首要包含如下几方面的内容:
(1) 在工程的不同的施工阶段,使用有限元软件建模剖析施工状态下结构的安稳,验算施工过程中节点位移、及杆件应力。
相应调整施工计划;
(2) 对节点的衔接进行优化,断定合理的螺栓规格、数量和摆放方法,以及拼接板的尺度,并断定合理的焊缝形式、尺度和焊接工艺;
(3) 对杆件和衔接的结构进行优化,完成传力合理牢靠,使加工制造和现场装置的作业得到简化,并提高工程质量;
(4) 将原施工图转化为契合工厂规范的加图图,对杆件和节点进行归类编号,以使工厂加工形成流水加工,大大提高制造功率。
(1)
1.1.1深化设计管理
1.钢结构深化设计图和文件审批
(1)深化设计分包商提交深化图和文件,供总承包商初审,如初审不合格,退回分包商整改后重新送审。
(2)初审合格的深化图和文件,由总承包商签章发送原设计设计院审批,审批结果分为A、B、C三个等级:
◆A级图纸和文件为正确无误,可以实施;
◆B级图纸和文件原则上可以接受,但须稍加修改,经总承包商复审后方可交付施工;
◆C级图纸和文件错误较大,不予接受,须重新设计,再经总承包商初审后发送原设计师审批。
(3)A级和B级图纸和文件经复审无误后须由总承包商加盖施工图批准章,方可出图交付施工。
2.深化图设计的进度管理
由深化设计部根据工程总体进度计划编制统一的钢结构深化设计出图计划,编制步骤是:
(1)根据施工总计划,统—编制年、季、月出图计划,发给深化设计部门,并要求其按此进度进行出图。
(2)总承包商主管钢结构副总工程师,按期进行对口督促和检查;深化设计部及时与工程管理部等部门协调,并及时调整落实出图计划。
(3)总承包商深化设计部按时认真填写出图计划的实施记录。
深化设计流程
3.深化图设计的质量管理
钢结构加工安装质量的好坏,在一定程度上与深化图设计质量有关,如果图纸不能保证应有的质量,必然影响构件的加工与安装质量,并导致不必要的返工现象。
总承包商为提高深化图的设计质量,具体做法是:
(1)根据原设计师要求,统一深化图的格式、表达方式及送审份数。
(2)认真初审深化图及文件,严格遵循原设计意图。
(3)坚持深化设计图纸的会签制度,只有当深化设计图纸准确无误、各工种都满意会签后才出图交付施工。
(4)对已经设计院审核批准的A类深化图,由总承包商统一发送加工、安装方组织施工。
同时,细致复核已经设计院审核批准的B类深化图。
4.深化图设计的信息管理
对于xxxx这样规模庞大的工程,钢结构深化设计图纸的数量相当可观,因此对深化图设计的文档和信息管理也显得尤为重要。
我们将借鉴以往大型工程的管理经验,运用现代化的计算机信息管理系统,高效、准确地管理钢结构深化图设计信息。
(1)深化图设计信息的输出文件的管理
此类文件是总承包商在深化图设计管理中向业主、设计师和各分包商发出的各种有关深化图设计协调信息。
我们将采用整合了深化设计管理流程的现场OA管理系统,统一进行信息化管理。
文件最终由项目及公司领导审批签发,网上备案,统一输出,同时原稿装订成册。
(2)深化图设计信息输入文件的管理
此类文件是在深化图设计管理中,总承包商收到的由业主、设计师和各分包商发来的有关深化图的各种信息。
总承包商收到此类文件后,由收发员统一登记,上网流转,经部门签发后,随即转发相关专业技术管理人员。
最终处理意见和文件原本返回信息收发处集中转发和归档备案。
(3)深化图设计图纸管理
由深化设计分包商提交的正式施工图,一经设计师审批同意,总承包商加盖施工章批准后,统一由深化设计部发送加工厂及钢结构安装分包商。
深化底图由总承包商负责分类归档。
1.2钢结构深化设计实施
深化设计工作为工程设计与工程施工的桥梁,需要准确无误地将设计图转化为直接供施工用的制造安装图纸。
同时,深化设计还将按照规范规定及安全、经济的原则,从节点构造、构件的结构布置、材质的控制等方面对设计进行合理优化,使设计更加完善。
为确保xxxx项目钢结构工程的顺利开展,我们已经着手开始深化设计工作。
我们将在最短的时间内提供阶段性的深化设计图纸,提交结构设计师审核,以及时为落实备料和工厂加工做好图纸准备。
1.2.1钢结构深化设计目的
钢结构深化设计的目的主要体现以下方面:
(1)通过深化设计,得出杆件的实际应力比,比较原设计使有的截面,使杆件的截面可以适当进行改进,以降低结构的整体用钢量。
(2)通过深化设计,对结构的整体安全性和重要节点的受力进行验算,确保所有的杆件和节点满足设计要求,确保结构使用安全。
(3)通过深化设计,对杆件和节点进行构造的施工优化,使杆件和节点在实际的加工制作和安装过程中能够变得更加合理,提高加工效率和加工安装精度。
(4)通过深化设计,将原设计的施工图纸转化为工厂标准的加工图纸,使杆件和节点进行归类编号,加工形成流水加工,大大提高加工进度。
(5)通过深化设计,对栓接接缝处连接板进行优化、归类、统一,减少品种、规格。
1.2.2深化设计重点、难点分析
本工程构件较多、且主要连接节点结构十分复杂。
节点设计应保证整个结构的受力安全。
同时,原设计要求尽量保证节点焊缝的完整性,避免重叠焊缝,这也需要对整个结构进行三维建模。
另外本工程工期较紧,现场施工设计与各专业配合较多,工作量大,因此如何确保与各专业设计的配合以及保证出图时间等也是一大难点。
1.2.3深化设计能力
1.深化设计人员的配置
为确保本工程的深化设计质量及进度,我们拟投入由具有资深设计经验的教授级工程师领衔的,包括多名高级工程师在内的从事多年深化设计的专业钢结构设计人员共计50余人,并可根据工程需要进行增援。
拟投入本项目的的主要深化设计人员具有多年大型钢结构设计经验,曾参与完成国内多座高层、超高层钢结构项目。
与众多国内外知名设计机构有深厚的交流,对像xxxx这样的超高层项目的设计有深刻地理解,这对本工程钢结构深化设计的开展有着非常重要的帮助。
拟投入本工程钢结构深化设计人力资源配备
序号
职务(职能)
职称
拟投入本工程深化设计人数
1
深化设计项目主管
教授级高工
1
3
项目主任工程师
高级工程师
2
4
项目焊接工程师
高级工程师
1
5
建模组
工程师
6
6
节点设计
一级注册结构工程师
4
7
施工图绘制组
工程师
40
2.深化设计软件的选用
以下软件将投入本项目深化设计工作:
15套XSteel及相应的钢结构计算分析软件,如AutoCAD、Midas/Gen等。
(1)XSteel软件
XSteel程序设有适合欧美标准和中国标准的钢结构设计环境,所有的型材规格、节点形式都是按钢结构设计规范要求来设置,所以建模时选用的构件及截面规格严格按照原结构设计文件的要求,对于非标准的节点,也可以按要求进行自定义节点的设计。
整个节点的“加装”是全参数化。
由于整个深化设计使用程序来完成,钢结构模型经过多次校对审核,若不考虑工厂加工的误差,按深化图加工制作的所有构件至现场是能够准确无误的安装就位。
对施工过程中的修改或调整,依然是根据修改或变更的内容先修改好整体模型,然后再次运行“重新编号”,程序会以原来的编号继续顺延下去,并将与之相关联的梁柱的修改以“更新标记”的形式出现,使修改内容一目了然,整个深化图始终保持最终最新的版本。
Xsteel软件三维建模环境
(1)Midas/Gen软件
Midas/Gen做为一款有限元分析软件,可以模拟结构在施工过程中结构整体受力情况。
并能真实的反映出施工不同阶段结构应力比,位移大小。
并可考虑钢结构与混凝土结构协同分析。
1.2.4施工详图设计
1.详图设计
(1)利用深化设计软件对本工程建立三维实体模型,尤其是节点部位。
根据设计提供的内力进行节点设计和验算。
并由软件自动生成构件详图,再通过人工干预对图纸进行调整和修改,形成最终的深化设计图。
(2)构件详图设计应根据节点设计图进行,如在节点设计图中无相对应的节点时,可按照钢结构连接节点手册选用,但必须提交原节点设计工程师认可。
(3)节点设计详图应包括柱与柱、梁与柱、梁与梁、垂直支撑、水平支撑、桁架、支坐和托架等连接详图。
(4)节点设计详图内容应包括各个节点的连接类型,连接件的尺寸,高强度螺栓的直径和数量,焊缝的形式和尺寸等一系列施工详图设计所必须具备的信息和数据。
(5)安装布置图:
◆安装布置图应包括平面布置图、立面布置图、桁架现场装配布置图、地脚螺栓布置图、楼梯布置图等。
◆安装布置图所包含的内容有构件编号、安装方向、标高、安装说明等一系列安装所必须具有的信息。
(6)构件详图,它至少应包含以下内容:
◆构件细部、重量表、材质、构件编号、焊接标记、连接细部、锁口和索引图等。
◆螺栓统计表,螺栓标记,螺栓直径。
◆轴线号及相对应的轴线位置。
◆加工、安装所必须具有的尺寸。
◆方向:
构件的对称和相同标记(构件编号对称,此构件也应视为对称)。
◆图纸标题、编号、改版号、出图日期。
◆加工厂所需要的信息。
(7)详图必须给出完整、明确的尺寸和数据。
(8)整个结构和每件构件的螺栓清单中需包含以下内容:
◆螺栓尺寸(直径、长度、重量)。
◆净重量。
◆构件编号,详图号,连接部分(W或F)。
W:
腹板部分F:
翼板部分
(9)螺栓长度的确定,按照国家规范进行计算。
(10)焊缝表达
◆详图中所有焊缝标注形式应符合建筑钢结构焊接规程(JGJ81-2002)规定。
◆将本工程中普遍使用的典型焊缝形式应在焊接基准图中集中反映(其中应包括焊缝的类型、高度、坡口尺寸等),当使用的焊缝形式在焊接基准图中没有反映的,应在详图中进行标注。
(11)重量计算
重量计算须按照国家及业主所规定的相应规范和文件进行重量计算。
(12)图纸清单中需包含以下内容:
◆应注明详图号。
◆构件号、数量、重量、构件类别。
◆改版号、提交日期。
◆其它资料。
2.图纸及修改
(1)所有图纸和其它相关设计资料均使用A系列纸张,即A0、A1、A2、A3、A4。
(2)原则上图纸尺寸使用A0和A1绘制,文书、资料和清单等使用A4和A3。
A0:
841mm×1189mm
A1:
594mm×841mm
A2:
420mm×594mm
A3:
297mm×420mm
A4:
210mm×297mm
(3)图纸比例:
索引图:
1/200、1/400、1/60
构件详图:
1/20、1/30、1/50
局部详图:
1/5、1/10
安装布置图:
1/100、
(4)书写:
原则上所有文件、资料、图纸均应打印,但技术联络书和草图等可以手写。
(5)图纸、资料的格式:
图纸、资料的格式(如标题、承包商所提及的标记等),需向业主提供样张确认。
(6)编号系统:
编号系统应与设计院取得一致。
(7)修改
◆无论何种原因需对原详图进行修改,均按以下方法进行:
●圈出修改部位。
●在修改记录栏内写明修改原因、修改时间。
●更改版本号。
◆提供修改图纸清单(图号、版本号)。
◆所有图纸均按最新版本进行施工。
3.保密
必须对原设计所提供的图纸、规范、资料、技术数据、软件及其信息进行保密处理,不准部分或全部复制、挪作他用。
1.2.5深化设计流程及质量控制
1.深化设计实施流程
深化设计实施流程
2.质量控制
(1)设计人员
◆必须按照设计准则的规定进行设计和绘图。
◆必须对详图中的结构尺寸、材料选用的正确性进行检查。
◆必须对详图中所有数据是否满足设计要求进行检查。
◆必须对详图中的焊接形式、焊接要求的完整性和正确性进行检查。
◆必须对详图图面标识和标记的统一性和正确性进行检查。
(2)校对人员
◆必须对每一张详图进行校对。
◆必须对详图中的结构尺寸、材料选用的正确性进行校对。
◆必须对详图中所有数据是否满足设计要求进行校对。
◆必须对详图中的焊接形式、焊接要求的完整性和正确性进行校对。
◆必须对详图图面标识和标记的统一性和正确性进行校对。
◆通过安装布置图对详图进行一一对应的图纸上安装。
◆对所有焊接及安装方向等进行全面考虑,使构件连接形式和焊接位置更加合理。
(3)审核人员
◆对结构中重要、特殊及关键部位的合理性和经济性进行核查。
◆对结构中重要、特殊及关键部位构件的工艺可行性进行核查。
◆对详图是否满足结构的总体要求进行核查。
1.3钢结构深化设计中要注意的关键问题
根据我们多个超高层建筑的实践感受,超高层钢结构的深化设计中,以下几个关键点必须引起足够的重视,并需要提前在深化设计过程中予以解决。
1.3.1关键问题一——钢结构与土建钢筋之间的界面协调
在劲性钢结构中,钢筋混凝土构件中钢筋与劲性钢构件之间的矛盾是比较突出的问题。
本工程中地下室钢柱外包钢筋混凝土。
上部结构中劲性柱内十字型钢柱,尤其在转换层、避难层的支撑位置,节点体量大,钢筋并存,钢结构与钢筋之间的矛盾突出。
根据招标图纸已经在这些矛盾区域作了深入考虑。
但是我们觉得,作为承包商,在钢结构的深化设计过程中同样需要得到足够的重视。
我们在以往的工程中也积累了一些解决钢结构与钢筋之间矛盾的做法,列于下面供业主、设计参考:
(1)钢构件增设钢筋连接板
做法一:
钢构件上事先在钢筋连接位置增设连接板。
现场施工时钢筋断开,焊接于连接板上;或工厂加工时将钢筋接驳器焊接在连接板上,现场钢筋与接驳器连接,此法有利于施工进度。
下图以圆钢管柱与钢筋混凝土梁的主筋采用连接板焊接固定的解决实例,对于H型、箱形构件可以同样处理。
钢构件增设连接板法
(2)钢构件开孔
上述方法是将钢筋断开来解决矛盾,也可以采用钢筋不断,钢构件开孔的方法解决。
钢构件开孔法
1.3.2关键问题二——钢结构与机电管线之间的界面协调
超高层建筑楼层内机电等管线很多,受层高限制,很大部分需要从钢梁腹板穿过,由此削弱了钢梁的截面。
为保证钢梁的承载力,需要在穿孔处进行处理。
为保证钢梁留孔数量的正确及预留方位的精确,在钢结构深化规划阶段有必要及时与机电装置的深化规划紧密联系。
为保证各专业深化规划单位之间紧密联系和有用和谐,我们在总承揽安排系统中设置了专业的深化规划部,装备各专业的资深工程师,在项目总工程师的领导下,统一管理和和谐各专业之间的对立。
1.1.1 关键问题三 ——钢结构与幕墙节点之间的界面和谐
因为本工程外墙均为幕墙系统,而钢结构部分与幕墙节点之间关系密切,若相互之间有影响。
则需在钢结构深化规划阶段就着手处理两者之间的界面和谐问题,将对立消除在深化规划阶段,保证现场实施的顺畅及保证质量。
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