時間:2023-03-22 17:42:58
序論:在您撰寫深化設計論文時,參考他人的優秀作品可以開闊視野,小編為您整理的7篇范文,希望這些建議能夠激發您的創作熱情,引導您走向新的創作高度。
管線安裝工程包含:廢水系統、風機電橋架、空調排風系統、空調送風系統、噴淋系統、氣體滅火系統、生活給水系統、通風系統、污水系統、消火栓系統、雨水系統、各類橋架等十多個系統。由于設備管線系統繁多、布局復雜,依靠傳統二維圖紙的管線綜合,容易導致建筑后期出現大量設計變更[1]。項目中利用BIM技術,解決了圖紙中的多處碰撞,管線深化設計效果明顯,下文將詳細闡述BIM技術在項目中的應用。
2BIM在項目中的應用效果
本項目采用的基礎建模軟件為AutodeskRevit系列軟件,模型整合軟件選用NavisworksManager軟件,BIM模型瀏覽軟件選用Navisworks軟件,效果展示選用3DsMAX。
2.1可視化交流
項目中通過建立結構模型、建筑模型與機電模型(見圖2,圖3),將二維圖紙轉變成三維信息模型,能夠直觀的觀察建筑形體、各種構件、空間凈高及設備管線間的關系,也讓業主真正擺脫技術壁壘的限制,參與管線綜合設計。利用BIM的漫游、模擬和任意空間剖切圖(如圖4所示)等技術讓各參與方能夠用三維的思考方式考慮管線綜合方案,也改變了圖紙會審、方案比選、工藝展示的交流形式,減少和縮短各參與方配合和重復溝通的環節,提高管線綜合的效率。
2.2碰撞檢查
文章以三層走廊區域管線碰撞點解決為例說明項目中利用BIM解決碰撞問題的流程:首選利用Navisworks的碰撞檢查功能,協助各專業確定碰撞位置,發現消防噴淋水管、空調水管、照架橋架與梁碰撞,空調排風管、空調送風管與弱電橋架碰撞,消防栓系統與空調水管碰撞等(見圖5)。其次將問題形成書面文檔并反饋給設計協同解決,調整消防噴淋水管、空調水管、照架橋架、空調送風管、弱電橋架標高及位置,形成初步優化方案(見圖6);然后組織業主、設計方與施工方進行會議討論,利用BIM技術展示初步優化方案,發現該區域安裝吊頂后凈高僅2.1m,不符合業主凈高要求。于是利用BIM進行三維可視化的方案比對,最終決定拆除該區域排風管,調整各系統使凈空達到2.68m(見圖7)。最后將優化成果由所有參與方以會簽的形式進行認可,并輸出BIM圖紙指導現場施工。利用BIM技術的管線綜合方式,打破了專業的限制,讓更多的參與方能夠在一起討論項目問題,將可能發生的問題盡可能解決在施工前期,避免在施工過程中因碰撞問題、凈高問題導致返工及浪費。
2.3進度模擬與工藝模擬
項目中將Project進度計劃導入Navisworks進行施工進度模擬,可以直觀、精確反映整個項目的施工過程,發現施工過程中可能存在的“軟碰撞”或不合理的地方,以便提早做出解決方案,對制定合理的施工方案具有重要意義。對于施工過程中的特殊工藝,可根據工藝流程,利用BIM制作視頻演示動畫,指導現場施工人員理解工藝難點。并且BIM模型與各種視頻動畫能夠作為施工技術交底材料,更好的指導現場施工。
2.4深化設計出圖
BIM模型是具有建筑物的空間、尺寸、材質、設備等信息的數字模型。項目中利用深化后的BIM模型,不僅能夠打印需要的平面圖、剖面圖、孔洞預留定位圖、裝修末端定位圖等二維圖紙,而且能夠打印任意區域的三維軸側圖和單專業管線平面定位圖等BIM圖紙,更為清晰的表達設計意圖,輔助現場施工。
3BIM在項目中的應用流程
通過對BIM在項目中的應用與探索,結合系統科學方法,繪制出一套相對完整的BIM管線深化流程圖(見圖8),輔助決策者從整體和全局出發,把控整個管線深化過程,指導各參與方相互溝通協調,提高效率[2]。該流程圖的詳細意義如下:1)組建BIM技術小組,制定BIM應用方案。首先由項目組負責成立BIM的領導機構(BIM技術小組),明確分工及時間節點。其次是系統分析該工程的重點難點,找出影響管線安裝工程進度的癥結,以此來制定BIM的項目實施方案,包含所需要的硬件設施、BIM建模軟件、BIM技術人員、需要模擬的施工工藝等內容。2)BIM設計模型的建立。首先從委托方獲得設計圖紙,由BIM各專業人員進行圖紙檢查,將圖紙問題反饋給設計方,問題解決后開始建立BIM結構模型、BIM建筑模型與BIM機電模型。然后對模型進行第一次碰撞檢查,發現專業之間的錯、漏、碰現象,將問題匯總并提交設計方協調解決。3)BIM深化模型。首先進行現場勘測、結構復核,根據勘測結果、管線避讓原則、原則性標高和業主、設計方凈高要求進行模型調整、優化。再次對模型進行碰撞檢查,將碰撞問題匯總,通過三方會議解決,最終得到BIM深化模型,從而保證BIM在施工前現場信息的準確性。4)BIM深化模型的應用。BIM模型的多種可視化表達使得項目各參與方能快速有效地溝通,對施工的組織與實施也有顯著的輔助作用。利用BIM深化模型,結合進度計劃,能夠進行4D模擬,發現施工過程中因時間先后順序導致的“軟碰撞”;能夠對施工重點難點進行模擬,指導現場的施工;能夠對管線末端進行定位,為裝飾工程提供基礎;基于BIM深化模型完成三維管線綜合設計圖及預留孔洞圖,為項目現場施工提供施工依據。
4BIM技術在管線安裝階段的應用
對于BIM在施工中的應用,項目中選取了氣體滅火系統進行了初步嘗試,并總結出具體實施流程,為進一步推動BIM落地提供參考:1)首先確定模型的顆粒度,該項目以達到下料的水平為標準,然后對模型進行細化、分割,尤其注意管件、彎頭、附件、噴頭等部位的建模與拆分細化。2)對模型進行編號,并制作氣體滅火系統裝配圖。3)利用Revit導出氣體滅火系統材料清單明細表,發送廠家進行預制加工。
5結語
摘要:石材幕墻結構設計
石材幕墻的深化設計通常根據設計方提供的圖紙確定石材的精確分格尺寸、顏色、材質、嵌縫材料等,并繪出尺寸詳盡的石材立面圖及各復雜部位的節點詳圖,然后依各單塊石材的重量、尺寸及抗震、抗風壓等各項要求,進行相關的力學計算,確定石材的干掛方式及龍骨體系、埋件、連接件等的尺寸規格。并在有條件的情況下,對計算結果進行現場的力學性能試驗,以確保石材幕墻的平安性。
1.石材的選擇
對于深化設計而言,應配合設計單位和建設方的工作,根據設計方對幕墻分格形式及材質顏色等建筑效果的要求,向建設方提供各種石材樣本,以協助其盡快確定所用石材。通常要在對幾種石材的選擇中,應依據所把握的石材資料,重點考慮擬用石材的表面特征、顏色和紋理等技術性能指標。盡管石材供給商已給出了石材的物理性能指標,但石材作為一種天然材料其物理性質變化很大,因此必須重新確認,以便為石材的設計確立相應的設計指標。
2.干掛方式的選擇
石材的干掛方式有鋼銷式、通槽式、短槽式、背栓式等幾種形式,較常用的有短槽式和背栓式兩種,其懸掛方式如圖1所示,比較而言,短槽式成本較低但平安性不如背栓式,通常用于石材重量不太大或平安系數要求不太高時;背栓式干掛牢靠穩定,但成本較高,用于較大塊石材(厚度30㎜時石材面積大于1.5㎡)或對石材平安性能要求較高時。
3.石材及干掛體系的力學計算
首先確定幕墻所受的荷載及功能形式,然后確定石材的干掛方式,進而確定石材板塊的計算模型,進行受力平安性計算,最后根據干掛體系所受荷載值確定干掛體系的構造形式和所用掛件、連接件、埋件及橫豎龍骨的規格尺寸。石材及其干掛體系的設計應符合國家行業標準《金屬和石材幕墻工程技術規范》JGJ133-2001的要求。
3.1荷載的確定
計算時通??紤]材料的自重、所受風荷載及地震荷載,并根據荷載功能方式對其進行組合。其相應分項系數及組合系數都應嚴格按規范要求取用,對某些非凡的建筑物,設計說明書中對相應荷載計算取值會有非凡要求,在計算時應和規范對照取其最大值。對干掛體系進行計算時,應根據剛體的力的傳遞的特性,確定其所受荷載進行力學計算。有時。一些荷載不易確定時,可通過模擬試驗來確定其大小。
3.2石材的計算
石材的計算主要包括掛板板塊自身的抗彎計算和掛板和掛件銷釘連接處的抗剪計算。有時還應計算石材的熱裂應力。計算方式和石材的干掛方式有關,本文以背栓式干掛石材固定體系來說明。石材板所受荷載包括水平向的風荷載和地震荷載,豎向的地震荷載和石材自重。以及溫度變化產生的熱裂應力。背栓式干掛石材典型的安裝體系是通過上下各2組(共4組)掛件將石材固定,其中石材上邊兩組掛件起支承石材重量及在垂直于石材平面的方向上約束石材的功能,下邊的兩組掛件只是在垂直于石材平面的方向上起約束石材的功能。對石材進行抗彎計算時,應按四點支撐板計算其應力。其計算邊長a0、b0如圖2所示。所得最大彎曲應力設計值不應超過石材板的抗彎強度設計值;對背栓掛件在石材板上產生的剪應力進行抗剪計算時,一般根據相應的經驗公式進行計算,要求石板所受剪應力標準值不大于板材抗剪強度設計值。應注重的是,豎向剪應力只有上排的兩組掛件承擔,而不是由全部四組掛件共同承擔。
3.3干掛體系的設計
在石材幕墻工程中,石材干掛體系的設計一般由施工單位獨立完成,由于幕墻作為懸掛體系的特性,干掛體系的設計決定著幕墻的結構平安,有著非凡的重要性,而又因為其屬于隱蔽工程,尤其應得到足夠的重視。
干掛石材體系力的傳遞
板材中的最大應力可通過簡化計算方法或有元程序計算得出。值得強調的是,有些非凡的石材由于其獨特的紋理特性而使石材在沿板長及板高方向的強度具有非常明顯廠的差異,須分別對這兩個不同的強度方向進行計算。另外,在計算石材于某一點達到某方向的最大應力的同時,必須計算其在垂直方向上的應力。
石材的答應應力
根據前述石材物理性能試驗,可得到相應的石材強度指標。通常用于建筑物干掛石材的有花崗巖、大理石和石灰石等,根據各種石材特有的性能特征及施工經驗在對上述石材進行力學計算是采用的平安系數應有所不同。美國各種石材的工業協會對于相應的石材都給出了推薦使用的平安系數。如對于石灰石,美國石灰石行業推薦的設計平安系數值為8。用實驗的出的石材彎曲強度及壓縮強度除以相應的設計平安系數,即可得到時常的答應應力。
3.4石材板塊自身的抗彎驗算
對于各向異性的石材,石材板塊姿勢的抗彎驗算分為兩種情況。一是石材板塊中發生最大彎曲應力的點在另一方向上的應力為零,只要此最大應力小于對應方向上的石材答應應力則石材板塊自身的抗彎性能滿足要求,反之則不滿足。二是石材板塊中發生最大彎曲應力的點在另一方向上的應力不為零,則驗算時也應該同時考慮此應力。這時可以應用內摩擦理論,設一個方向為X,另一個垂直的方向為Y,在滿足下列公式時,則石材板塊自身的抗彎性能滿足要求,反之則不滿足。
3.5銷釘孔處石材的抗剪驗算
先根據銷釘孔的深度、石材板塊的厚度等幾何參數算出銷釘孔處的深度、石材板塊的厚度等幾何參數反之則不滿足。
4.石材物理性能試驗
在為一個工程項目的石材做試驗建立設計指標時,必須取能代表所用石材的試樣,或者直接從將要用于建筑物的石材中挑選試樣。干掛石材的物理性能主要包括彎曲強度、斷裂模量、壓縮強度、吸水率及體積密度,這些指標均可通過標準試驗方法獲得,而相應的標準中都有指定的最小物理性能指標。
5.現場受力性能試驗
干掛石材理論計算的模型究竟和現場時常的實際受力情況有所不同,為驗證理論計算結果的準確性,必須在施工現場按擬采用的干掛石材的固定體系固定石材,然后對其逐步施加設計規定的荷載并觀察記錄其整體受力性能。最后按試驗對力學計算結果進行分析和探究,以確保干掛石材在實際使用過程中確實具有相當的平安度。
6、施工圖設計
干掛石材施工圖設計的依據為摘要:建筑平面圖、立面圖、節點大樣圖、其他專業需和干掛石材配合的有關圖紙及其他要求和干掛石材的計算書。施工圖設計必須做到既滿足建筑師的要求,又要和現場的實際情況相吻合,施工圖設計主要包括石材的安裝立面圖設計、石材節點大樣圖設計、石材的加工詳圖設計等。
1、安裝立面圖設計摘要:根據建筑立面圖的板塊分格要求,在各立面上將不同外形或不同尺寸的石材分別獨立編號,編號應確保唯一并方便實用,所設計的石材安裝立面圖應清洗表達出各立面上所有不同種類的石材板塊。若工程的體形較復雜,為查找干掛石材立面圖紙方便,還應設計干掛石材安裝立面圖的位置索引圖,清楚的表示出建筑物每個區域墻面對應的掛板立面編號圖編號。
相關采購管理人員應在主管部門相關規章細則基礎上,通過多渠道、分階段、多途徑對采購關鍵環節進行采購成本總體核算,主要內容包括自動化儀表管道、電氣工程、機械設備工程、電子工程等基本資料造價編制,同時還要統籌物資品類和運輸裝卸費用支出等。另外,需通過實際成本法進行設備物資的收發登記、帳表賬冊記錄整理等。采購管理人員還應根據市場變化形勢,開拓創新,以不斷完善半成品、成品采購流程。如拓寬縱深設備物資分類管理模式[2],側重加強A類材料設備的管理,類似適用范圍廣、消耗量大、成本投入多的公路鐵路系統中的螺母和螺栓設備線夾、并溝線夾、T型線夾及設備軸承等工程。同時要兼顧管理細小零碎、種類繁多的B類材料設備,類似設備主體泵的轉子、隔離開關、軸承及殼體等。進行采購分類時需要單獨列出造價采編清單,確保分類清晰、詳細。做到既要突出重點,又要兼顧細節,有序管理與調節,同時還應加強實時監控管理,以提高機電設備分類管理的總體效率。另一方面,在工程施工項目的預算定額編制作業過程中,對于所需用到的材料設備關鍵信息應及時且科學進行分類、歸納及對應備錄,如種類、造價等。同時還應基于采購設備物資預算定額分析總量基本原則上,嚴格控制實際供應,盡量避免因供應過度而引起貨幣消耗和效益損失問題。
2完善機電設備安裝現場深化設計與施工的統籌規劃
機電設備的設計與安裝工程作為一項整體工作,完整且完善的設計方案是其順利進行作業的基本前提。因此,應注重機電設備設計與安裝施工方案。具體施工方案主要有施工現場的規劃設計、工程安裝質量的驗收、后期維護及調整等環節,由于每個環節環環相扣,而每一個環節是否有效直接影響著機電設備安裝質量的高低。故要重視并不斷完善設計方案的統籌規劃。由于機電設備安裝質量須經過嚴格的質量評估與驗收進行確定,而安裝工程所涉及的材料種類、設備類型及施工工藝等較為繁多且較復雜,因此相關工作人員應嚴格安裝施工方案及設計內容合理劃分不同設備布局、安裝等方面內容。為了避免機電設備前后部件安裝操作失誤問題,應需加強注意以下不合格現象[3]:設備地腳螺栓預埋存在明顯偏差和螺栓孔不合格;設備基礎強度不符合設計要求及其位置和標高不符合實際情況;設備底座二次灌漿不合格;基礎螺栓預留孔不合格。
3進一步落實安全生產責任制度
機電設備管理運營監督管理部門應進一步落實安全生產監督管理責任制度,按照家、省、市有關政策與法規,定期組織安全管理工作研究,加強企業機電設備現場安裝安全生產管理,建立完善企業各項機電設備現場安裝安全生產管理制度及獎罰機制,落實安全技術措施,同時積極支持安全管理部門及相關工作人員監督檢查工作。另外,要認真落實機電設備現場安裝安全生產責任制,積極宣傳與貫徹各項安全規章制度與規范,加強管理與監督工作。根據實際情況制定定期工作方針與計劃,組織安全生產活動。同時制定或修改安全生產管理制度,做好各企業內部機電設備現場安裝安全操作規程審查工作。完善落實安管監督排查制度,相關技術管理人員應針對新設備及其新施工工藝的工種工序轉移安置制定安全技術操作要求及相應安全措施。施工組織設計應包含切實可行的治理措施,同時對大型機械設備等的安置與擺放應明確。對于須根據設備材質、施工設計要求及作業環境等條件進行方案擬定時,應編制成報表并呈上相關主管部門,通過相關部門審核和論證后才可以安裝架設設備器材。對于大中型機電設備安裝架設方面,應編制相應的設備架設腳手架搭設方案、單項施工安全技術措施,同時也要進行立面圖、平面圖和剖面圖等的繪制。除此之外,技術管理人員應加強機電設備安裝架設質量檢驗檢測工作,確保機電設備的聯軸器、軸承等部件的穩固性,以避免因不規則振動牽引而導致主要部件溫度驟然升高使得設備出現運轉故障。同時對于墊鐵布置方面,應避免因布置不合規范而導致其無法承受機電設備的振動力和重力;不斷加強設備檢測、監測力度,有效測量設備各個部位溫升與振動情況。
4小結
1.1基礎部分柱
根據設計規范和國家標準設計圖集04SG523中的規定。為了確保型鋼柱與筏板連接的整體性,特別是型鋼柱在筏板基礎中連接的可靠性,對筏板中直徑28mm鋼筋遇型鋼柱時,進行合理性布置,深化結構方案:在型鋼柱滿足埋置深度時,筏板底排鋼筋全部貫穿通過型鋼柱下部,遇型鋼柱無法貫通時,型鋼柱腹板在加工廠預先開孔,綁扎鋼筋時鋼筋貫通穿過,遇型鋼柱翼緣板部位,設置鋼牛腿,在加工廠焊接好,布設筏板筋時擱置鋼牛腿上,然后現場焊接。焊縫和焊接長度必須滿足規范要求。深化后的基腳圖,節約型鋼牛腿用鋼,節省焊接人工,而且比較經濟合理,安全可靠。從圖1和圖2的比較來看,筏板底排鋼筋在型鋼柱底下穿過,上部鋼筋在型鋼廠加工時,按設計圖示尺寸位置預先開好孔,鋼筋安裝綁扎時直接貫穿通過,這樣才能起到上部結構荷載傳遞型鋼混凝土框架柱至筏板基礎受力。本工程主樓筏板基礎厚度為1800mm,型鋼混凝土組合柱是“十”字形式。分別為400mm×600mm,400mm×500mm,500mm×800mm,600mm×700mm和600mm×800mm。根據國家建筑標準設計圖集04SG523的規定:“十字”形鋼柱應按長邊計算埋置深度,最少不能低于長邊的2.5倍。因此,600mm×800mm十字形鋼柱,長邊是800mm×2.5倍=2m,而我們筏板基礎厚度只有1.8m,埋置深度差20cm,經研究討論決定,向下延伸來滿足埋置深度。
1.2樓層部分柱
根據國家建筑設計標準圖集04SG523,結合本工程實際情況和特點,并考慮使用型鋼混凝土組合結構的實際用途,本工程主要解決1-3層超市空間利用率的需要而設置這個結構構造,并且把上部住宅的轉換層設置在3層頂,結構轉換層采用型鋼混凝土組合梁進行轉換。故對下部3層型鋼混凝土組合柱必須進行深化和優化,確保型鋼混凝土構件節點受力性能可靠性和施工的可行性。國家建筑設計標準圖集04SG523中,栓在釘設置梁以下2倍柱型鋼截面高度,通俗講如果“十”字型鋼柱長邊800mm,那栓釘設置就是1600mm。因這個工程比較特殊,主要考慮型鋼混凝土組合柱是支撐上部轉換層梁的傳遞荷載,故在深化設計時,把所有型鋼柱全部采取全長設置栓釘,栓釘采用Φ19,長度80mm,間距@160,比規范標準要提高設置,這樣設置能提高和增加型鋼和外部混凝土,柱主筋、箍筋的粘結性。H型鋼柱在遇樓層框架梁位置時,根據設計圖紙標高尺寸及梁主筋分布數量對每根型鋼柱進行單獨繪制圖紙,并提供給型鋼制作廠進行開孔。因為根據型鋼混凝土組合結構構造標準圖集04SG523中的規定,框架梁遇型鋼柱時,梁的主筋除遇翼緣板時設置鋼牛腿進行雙面焊接外,遇型鋼腹板時必須開孔,梁主筋貫通穿過腹板,形成框架柱、梁的整體性,來確保結構的穩定性和安全性,因此,本工程1、2、3層平面型鋼混凝土組合柱與框架連接節點全部按上述方案進行連接施工。
1.3轉換層部分節點
本工程C#和D#樓轉換層設置在3層頂,轉換形式采用型鋼混凝土組合梁,型鋼梁規格比較大。型鋼梁采取工廠化加工生產,現場拼裝焊接,轉換層型鋼梁的關鍵在于梁的拼裝,要實現拼接時正確無誤,首先要對每個節點進行深化工作,工作量比較大,2幢樓型鋼柱有96根,也就是說有96個節點,因為每根柱與梁交接處規格尺寸不同,其中包括型鋼柱設置位置,因柱長、短邊方向不一致,梁的高度不一致,梁的寬度有大小,還有柱設置有邊柱、轉角柱、中間柱,型鋼柱布置位置不同,節點也就不同,必須分類繪制圖紙。
2施工方案選擇
對于此類轉換層結構的施工方案主要有3種:選疊合梁方案,附加支撐系統方案和荷載傳遞方案。選合梁方案是將1根梁分2次澆筑,下部梁按承擔全部施工荷載計算配筋,待先澆筑的下部分梁混凝土強度達到100%后,再澆筑上部梁,以下部梁承擔施工荷載,完成轉換層結構施工。選合梁施工方法簡單,但工期較長;另外,由于轉換中的框架梁高度變化較大,無法統一澆筑,因此該方案對本工程不可行。附加支撐系統方案是先施工轉換層框架柱及剪力墻至框架支梁底標高,待框架柱混凝土強度達到100%后,再安裝焊接型鋼梁,形成附加支撐系統,承擔轉換層大梁部分施工荷載,完成轉換層結構施工。如按此方案施工,施工工藝復雜,精度要求高,工期也較長。因此,綜合比較后,本工程未采用此方案。荷載傳遞方案是以轉換層下部樓層面已施工完的框架梁為主要承載構件,在已施工完成的樓層面設置滿堂腳手架,在大梁位置立桿下面鋪設統長14#槽鋼作為輔助卸載構件,形成支撐系統完成轉換層框架梁的施工方便,操作簡捷,有利于保證工期和施工質量。因此,本工程選用了荷載傳遞的施工方案。
3模板支撐系統設計與施工
針對轉換層主梁截面尺寸大,結構層自重大的特點,在模板及支撐系統上采用相應的措施保證轉換層頂板梁的結構施工安全性。梁模板采用15mm厚黑色膠合板,次龍骨采用50mm×100mm木方。主龍骨采用Φ48@600mm扣件鋼管。支撐體系采用Φ48鋼管滿堂腳手架支撐體系,立桿間距650mm×650mm;立桿下端墊通長14#槽鋼,立桿頂部緊靠橫桿下設置雙扣件作為保險,防止梁下橫桿因受荷載而下滑。另外,在梁底下中間位置采用頂絲U字形托架進行加固措施,間距以梁長方向@700mm一檔,縱橫向滿設井字式水平拉桿,上下間距不大于1500mm。掃地桿設置在離結構面250mm以內。非型鋼結構梁模板:采用15mm厚普通膠合板,次龍骨采用50mm×100mm木方,間距≥300mm。梁底主龍骨采用Φ48,鋼管@600mm,梁側主龍骨采用Φ48普通鋼管@600mm。本工程轉換層梁較高,對控制梁的脹模有很大難度,因梁中間有H型鋼,按規范規定腹板盡量少開孔和嚴禁現場開孔,穿梁螺桿無法固定,針對這一問題,經反復研究討論,設計2套方案:(1)把螺桿彎成L形焊接腹板上,焊接時間是待型鋼梁外鋼筋綁扎完,但焊接困難,如提前焊接,對綁扎鋼筋非常困難,而且這樣做工期長,工作量大,故沒有采用此方案;(2)根據梁的大小和高度,繪制圖紙,把穿梁對拉螺桿設計好,圖紙在型鋼梁腹板焊Φ14mm螺母,焊接工作由加工廠完成,現場加工好螺桿,螺桿設計2段,施工時既方便又節約工期。這樣做對支模、拆模比較方便、省時、省工。H型鋼梁模板安裝順序:梁底模板安裝H型鋼,梁側模安裝必須待梁鋼筋綁扎完才能進行。側模板安裝時,先把2段對拉螺桿的一段先安裝在腹板上擰緊在已焊好的Φ14螺母上,螺桿另一頭安裝大小頭螺母,然后安裝側模,再安裝另一段Φ14螺桿(螺桿與螺母必須充分擰緊,防止爆膜),安裝次龍骨和主龍骨,最后固定牢固校正完成。
4型鋼混凝土施工方法
4.1鋼筋綁扎
根據本工程的特點和施工難度,在征得設計單位同意下,對H型鋼梁、柱的箍筋形式進行了改變,由于本工程柱、梁中有H型鋼,H型鋼翼緣板上全長設置雙排抗剪栓釘,對封閉箍筋安裝非常困難,而且箍筋規格粗又硬Φ14三級鋼,故由封閉式箍筋改成不封閉箍筋,采用2個半箍,半箍筋彎勾按抗震要求設置,另外該彎勾比規范要求增加20mm,提前制作綁扎樣板,請設計審核確認。在H型鋼梁、柱箍筋綁扎時,對半箍筋綁扎要求嚴格按照深化圖紙節點操作,綁扎時要滿足箍筋肢數,不能漏放、漏扎,并派專人負責進行檢查。對于轉換層型鋼梁鋼筋綁扎方法做了明確布置,因型鋼梁外包鋼筋有3層和4層箍筋不等,但綁扎方法是一樣,先穿主筋,直螺紋連接擰緊再綁扎箍筋。直螺紋主筋連接后,由質檢員用力矩板進行逐個驗收后方可綁扎箍筋。對于梁與柱交接處箍筋綁扎的要求,在型鋼梁主筋穿完并連接好后,先把該處柱箍筋安裝,該處柱分布位置箍筋分有3、4段拼裝,先把鋼筋分別穿過型鋼梁、柱開好孔的位置,臨時扎絲固定,然后焊接成一個完整箍筋。
4.2型鋼梁外包混凝土施工
本工程3層頂型鋼混凝土組合梁轉換層,由于型鋼梁外包鋼筋分布密集,混凝土強度又高,墻板C50,梁板C40,混凝土灌入到梁里及梁與柱交接處非常困難。針對這個問題采取多項措施:首先在確保工程質量的前提下,調整級配用料;確定方案后,提前做試配強度試驗,確保本工程轉換層的混凝土質量;對級配中緩凝劑使用進行調整,在正?;A上延長2h,這樣可以避免由于天氣炎熱,水分流失而引起混凝土強度來得過早,而難于施工;統一混凝土強度等級,在征得設計同意后,把混凝土強度統一改成C50,這樣在施工過程中,解決了串混難題,確保了轉換層的混凝土質量;在澆筑過程中,按先澆柱,后澆梁板,特別對梁的部位更加重視,因梁較高,稍有疏忽就可能發生脹模、漏振等現象。
5結語
采用芬蘭Tekla公司開發的鋼結構詳圖設計軟件TeklaStructures13.1進行三維建模,在三維環境下的細部設計,如螺栓配比、焊縫等級、施工間隙等設計能確保建造和安裝階段的無差錯協作。所有圖紙和報表都可以通過三維模型自動生成,比起傳統的CAD制圖,Tekla實現了高效率、零差錯的目標。在人員配備方面,充分考慮到項目難度及工期要求,安排總負責1人,建模3人,出圖4人,審圖2人??傌撠熀蛯張D人員都是具備10年專業工作經驗的高級工程師,建模人員也具備5年以上Tekla建模的工作經歷。高素質的團隊是保證設計質量的前提條件。
2深化設計內容及方法
2.1空間坐標及平面定位
由于本工程“扭轉上升并內斂”的結構特點,塔樓框架鋼柱每一層坐標都在變化,結構控制點坐標的定位是關鍵,根據設計院提供的結構坐標在CAD中放樣再局部修正并導入Tekla軟件中。在雨篷和裙房深化中,建筑外形呈空間扭曲造型,結構定位相當困難,只能根據建筑三維模型及幕墻預留空間找結構坐標,再進行結構布置及優化,并提交設計院審核。
2.2節點設計及優化
1)柱腳節點設計考慮到現場安裝方便,增加橫向固定鋼板將14件直徑為30mm的錨栓固定,同時也起到加強錨栓和混凝土結合力的作用,使整體受力更加可靠。2)梁柱節點設計梁柱連接采用強節點弱構件設計,環向牛腿板使整體強度更加可靠,與鋼柱和鋼梁全熔透焊接能有效傳遞彎矩、防止局部變形。梁與牛腿腹板高強螺栓連接按照抗剪等強配置,若螺栓過多無法排布可適當折減保證抗剪承載力≥600kN(設計值)。3)鋼梁與混凝土剪力墻連接實際施工過程中混凝土澆筑及鋼結構安裝累積誤差可能在10~20mm或更大。在鋼梁與剪力墻連接時深化設計要充分考慮,一方面將鋼梁端與剪力墻間隙設計到20mm,另一方面連接板在加工時再留20mm余量,現場安裝時可根據實際情況切割,此方法可避免擴孔,保證高強螺栓有效傳力。4)屈曲支撐節點設計屈曲支撐節點設計時節點承載力應大于屈曲支撐的極限承載力,以保證強節點的要求。屈曲約束支撐與框架結構鉸接,因此節點構造應減小轉動剛度,盡量減少二次彎矩。根據建筑外觀的要求,節點采用銷軸連接方式。5)橢圓Y形柱節點設計橢圓Y形柱作為轉換構件,必須提供更直接、更有效的傳力方式。深化時對原設計的節點做了一些優化:將變截面管的上端尺寸增大,這樣分叉的兩圓管柱間就有足夠的間隙,并取消原設計的現場焊縫,將現場焊縫移至上一層樓面以上。優化后的節點可以避免焊縫集中、方便混凝土澆筑、傳力簡潔、加工制作簡單。
2.3參數化節點建模
對于高層鋼結構來說,一般標準層結構布置和荷載相對變化不會太大,再加上結構對稱性等原因,在同一層不同位置或不同層同一位置構件截面及連接形式會相似甚至相同,可直接利用Tekla自帶節點庫,這會給建模工作帶來很多方便。寧波中銀大廈從下到上旋轉內收,和以往高層有很大不同,特別是在梁柱連接上沒有一個完全相同的節點。塔樓中間為混凝土核心筒,由一圈鋼管混凝土柱和環向梁組成,徑向梁一端連接鋼柱,另一端與核心筒連接。節點主要有徑向梁、環梁與鋼柱的剛接節點、徑向梁與核心筒埋件的鉸接節點、主次梁鉸接節點、主梁開孔節點。雖然節點類型不多,但是截面種類繁多,若每個節點一一放樣則工作量較大。對于鋼柱現場拼接節點、主梁開孔節點、鋼梁吊耳碼板等標準節點可以做成自定義節點。對于主次梁鉸接、鋼管柱與鋼梁剛接等節點形式類似,只是具體節點板厚、螺栓數量不同,因此節點可以做成帶參數的自定義節點。例如鋼管柱與鋼梁剛接節點,可以按照節點計算結果把每種截面對應的節點板厚度與螺栓大小、間距、數量、等級等信息做成文件或表格,再利用自定義節點中的函數把節點需要的信息從文件讀取進去,從而生成正確的節點。也可以把節點計算的過程寫成文件,通過自定義節點提供的原始數據直接算出結果返回給節點。這樣大大節約了節點建模時間,且能保證準確率。
2.4圖紙設計
深化設計圖紙包括設計說明、布置圖、構件圖、零件圖及各類清單。鋼柱及鋼梁構件圖表達的內容較多,包括每個零件裝配定位信息、焊縫形式及等級、零件尺寸、零件材料表等,每一項內容都需要技術人員精心、細心地編制,都需要有豐富的技術經驗作為基礎,技術人員設計出來的圖紙必須滿足工廠制作和現場安裝的需要,確保圖紙的準確性、完整性、適用性、可行性。
2.5材料排版
利用Tekla自身優勢進行材料排版,為材料采購和工廠數控下料提供了有力的技術支持,有效控制了材料損耗。
2.6數字化信息技術
在進行三維建模同時將現場焊縫、工廠焊縫建入模型中,每一條焊縫有一個獨立的編號,可直接生成焊接地圖及焊縫報表,Tekla提供先進的數字化制造平臺為高效率工廠制作提供了技術支持,同時為焊接質量控制和檢測提供了簡單直觀的數據資料。
3結語
1.1控制點位統計設計完成后,進行控制點位的統計與規劃,如表1所示。表格中間部位表示信號類型,分為DI/DO/AI/AO四種基本形式;左側為各系統設備的控制內容;右側為設備的接入點。通過此表,可以清晰地看出各系統點位分布和數量多少,便于點位分配及程序編制。
1.2控制器、I/O模塊及傳感器類設備的選擇在電子凈化廠房的空調自控系統中,通常選擇DDC或PLC作為控制器??刂破髦饕鶕\算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等特性進行選擇。I/O模塊的選擇:開關量輸入模塊主要考慮輸入信號的類型及電壓等級;開關量輸出模塊主要考慮驅動能力和同時接通輸出點的數量;模擬量模塊主要考慮分辨率及轉換精度、I/O點的電流電壓類型等。傳感器類設備:傳感器類設備種類繁多,結構和原理也千差萬別;在選擇時主要根據監測對象和環境,但同時也要兼顧其靈敏性、穩定性和測量精度等要素。特別注意:(1)在控制器的CPU模塊和I/O模塊都選定后,還應校核CPU模塊的電流驅動能力是否在正常范圍內,如果超過其負載能力,還需對已選模塊進行調整;(2)在總點數滿足控制要求的前提下,預留15%~20%的點位余量,這樣不僅可以為增設預留,也可在控制點信號故障或損壞時,以備更換之需。
1.3控制柜內接線圖的設計以上工作完成后,就需要對控制柜柜體、元器件布置、內部接進行設計,主要以滿足接線、元器件更換、系統設備調試及美觀的需要為原則。
2自控儀表安裝部分
空調自控系統安裝及調試過程中,經常出現測試點測試結果不準確的情況,耗費大量的時間和精力,不僅影響工程的進度,而且造成大量的經濟損失。
2.1合適的儀表選型在儀器、儀表選型的時候,不僅需要了解設計院的設計要求及型號,還需要對儀器、儀表現場的安裝位置、測量精度、量程等要求進行了解,才能選出最適合的儀表型號,以滿足設計、使用的要求。如,本項目中,原設計的溫度傳感器PT100插入深度均為100mm,而冷熱水供水管道直徑均在300mm以上,插入深度僅僅100mm,導致測量的介質不能夠很好的把熱傳導給溫度傳感器,造成溫度測量偏差。因此,此處選用的溫度傳感器PT100其插入深度須在150mm以上,才能保證測量的準確性。
2.2選擇正確的安裝位置儀表的安裝位置也會嚴重影響測試的準確性。以電磁流量計的安裝為例,必須保證滿管的測量狀態及確保前5倍管徑后2倍管徑的直管段。其安裝位置選擇如圖1、圖2、圖3所示。以上3張圖中劃╳的就是錯誤的安裝位置,其測量結果必然不準確,在管道施工時我們就應該考慮清楚相應的安裝位置。在圖1、圖2、圖3中畫╳的位置安裝流量計,由于所處的位置很有可能會產生管道水流不滿的情況,那么測量出來的流量就不準確,在圖1、圖2、圖3中選擇在相應的沒有畫╳的位置安裝流量計,其水流就可以保證一直都是滿水流動的,這樣測出的流量才會準確。本項目中原設計定壓補水控制閥的壓力傳感器安裝在截止閥和水泵之間,這就造成了水泵運行時壓力正常,而當水泵停止運行時,水壓就降為零,造成了自動控制的失控。因此每一種儀表安裝時,都應符合各自的安裝要求,避免空調自控系統儀表在安裝過程中出現隨意性,從而增加調、測試的難度。
2.3注意儀表輔件的安裝在空調自控系統安裝中,往往容易忽視了儀表輔件的安裝,致使儀表測試不準確。如,本項目中,空調熱水(HW)回水管溫度傳感器在小管徑上安裝,因為插入深度的不夠,使得探頭與介質的熱交換有效面積不夠,造成測量數據不準確,為了達到插入深度的要求,我們就必須安裝擴大管,如圖4所示。
2.4控制電纜的敷設及選型在空調自控系統項目中,控制電纜通常選用RVV/RVVP型或KVVR/KVVRP型,兩種形式的控制電纜在使用上沒有太大區別。數字量/開關量信號通常選用RVV/KVVR(非屏蔽型),而模擬量/通訊信號則需選用RVVP/KVVRP(屏蔽型)。對可用非屏蔽線的場合,亦可用屏蔽線;但對于需用屏蔽線的場合,不可使用非屏蔽線??刂齐娎|的橋架必須與強電橋架分開,以減少周圍環境的影響,達到測量準確的目的。同時做好電纜路徑的規劃,由于在空調自控系統中大量使用了變頻技術,故在路徑規劃中盡量走捷徑,以減少信號的損耗。
2.5規范接地在空調自控系統施工中,往往會把PLC柜或DDC柜安裝在變頻柜的旁邊,如果不把好接地關,將會對模擬量信號產生很大的干擾,有時甚至會產生只有報警而沒有報警記錄的現象。在施工中,應嚴格要求把變頻器與PLC控制回路分別單獨接地,并保證模擬量信號線的屏蔽層有一端接地,避免屏蔽層產生靜電而影響信號的穩定或擊穿電纜。另外,如變頻器與電機間接線距離較長,連接電纜的高次諧波會產生電磁干擾,對變頻器和周邊設備產生不利影響,因此為減少變頻器的干擾,需對變頻器的載波頻率進行調整。通過多種不同抗干擾的手段,以保證模擬量信號的傳輸平穩,從而確??照{自控系統的運行穩定。
3結語
本項目型鋼混凝土梁(以下簡稱鋼骨梁)內鋼骨采用焊接H型鋼,鋼材材質為Q345B。根據構造圖集規定,鋼骨梁與鋼骨梁的連接應保證主梁貫通。當主梁與次梁為剛接時,連接節點處,主梁上下翼緣連接板應根據次梁角度做好擴散角以避免應力集中。梁翼緣的連接采用全熔透坡口焊,焊縫質量等級為二級;腹板的連接可根據腹板所承受的剪力進行螺栓等強連接計算,以確定所需高強螺栓的數量。鋼梁的翼緣或腹板處,應按照施工圖要求焊好剪力釘,綁扎鋼筋時次梁的縱向鋼筋應深入主梁內并彎起,彎起高度符合鋼筋的錨固長度。
2不等高梁與柱的剛性連接
不等高梁與柱剛性連接時,如圖2所示,當兩端梁的高差不大于150mm,根據《多、高層民用建筑鋼結構節點構造詳圖》規定,截面高度度較小一側的鋼梁,其與柱的連接牛腿應按1:3進行放坡,并在轉折處設置加勁板。當兩端梁的高差大于150mm時,如圖3所示,對應于每個梁翼緣的位置,均應設置水平加勁板。截面高度較小一側的梁還應在牛腿腹板下方設置豎直加勁板。
3梁上起柱
根據結構需要,鋼桁架的部分鋼柱需在主梁上生根,也就是所謂的梁上起柱。這種節點在深化設計之前應先建立三維模型或進行桁架放樣,以便確立鋼柱的準確定位。鋼柱的柱腳應做靴梁,將柱腳應力均勻擴散至鋼梁上翼緣。鋼梁上對應鋼柱靴梁的位置處也應設置加勁板,使力的傳遞均勻擴散。
4三維建模在深化設計階段的應用
本工程由于建筑造型復雜,其結構桿件大多高低起伏,各連接節點均為三個方向連接構件且角度不一。因此,在鋼結構部分深化設計的同時,應根據施工圖首先建立三維模型。模型中,應將各構件及連接節點按照1:1的比例輸入模型。待模型建立完畢后,整個工程的結構桿件便全部呈現于模型當中。三維模型除了能直觀的反映各構件之間的連接關系外,還能校核深化設計的準確性。若節點設計出現問題,能立刻從模型中反映出來,避免了傳統的二維放樣出現錯誤只能在構件現場安裝時才發現的失誤,從而大大提高了深化設計的準確性。
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