加强钢结构点代面转换层施工工艺

2021.12.18

 

邱建清

二〇二一年十二

加强钢结构点代面转换层施工工艺
【摘要】新钢架转换层方式，与现有同类技术相比，增加了加强钢结构支点，转换层刚度更大，稳定性更高，质量可控，安装更牢固，安全性更高，内部空间更大、便于管线铺设，节材，具有较好的安全性和稳定性。
【关键词】稳定性   安全性   内部空间更大   节能   节材

目 录

前言…………………………………………………………   1
工艺特点……………………………………………………   2
转换层的应用场景…………………………………………   2.1
新型转换层优点……………………………………………   2.2
稳定性、安全性高…………………………………………   2.2.1
节材、节能…………………………………………………   2.2.2
适用范围……………………………………………………   3
工艺原理……………………………………………………   4
施工工艺流程及操作对比…………………………………   5
工艺流程……………………………………………………   5.1
施工操作要点………………………………………………   5.2
施工准备……………………………………………………   5.2.1
测量放线……………………………………………………   5.2.2
膨胀节钻孔…………………………………………………   5.2.3
底座与角钢吊杆安装………………………………………   5.2.4
加强结构件安装……………………………………………   5.2.5
焊接施工及找平……………………………………………   5.2.6
清洁、验收…………………………………………………   5.2.7
新老方案施工对比…………………………………………   5.3
第一版原始设计……………………………………………   5.3.1
第二版改进…………………………………………………   5.3.2
工程实例……………………………………………………   6
结论…………………………………………………………   7
参考文献……………………………………………………   8

1. 前 言
近年来随着苏州城市经济建设飞速发展，进城务工人员子女入学数量及比例逐年升高，导致现有教育教学规模面临着巨大考验。为了城市的可持续发展及解决外来务工人员子女的教育问题，吴中区教育局在苏州市教育局的指导下，根据新城区开发建设进度及实际入住人口规模，积极配合太湖新城吴中管理委员会，逐步推进规划中的新学校建设项目。在太湖新城探索建设包含中小幼一体化、国际化的高品质基础教育园区，并将其打造为在江苏省乃至整个华东地区具有较大影响力的示范性园区，同时依托基础教育园区，开展区域项目合作，带动吴中区教育品质的整体提升。苏州吴中太湖新城吴郡小学项目就是在苏州市高速发展的形势下应运而生，教育配套的建设对于完善城市功能，集聚新城人气，加快经济发展都将起到十分重要的作用。同时必然会给吴中太湖新城的相关产业发展带来强劲的动力及辐射效应，将大大提升吴中太湖新城的发展软实力。
下面就《苏州吴中太湖新城吴郡小学项目》谈一谈项目推进时，一些具体的项目经验总结。
施工中我们发现体育楼存在楼底面与结构梁底面尺寸距离过大，且原吊顶标高设计中未考虑排烟风管下口高度等问题，故在实际施工中造成吊顶内管线施工空间严重不足，因此需要降低吊顶完成面标高。降低后吊顶离顶板高度大于1.5m但未超过2.5M, 根据 JGJ345 《公共建筑吊顶工程技术规程》规定，1、当吊杆的长度超过1.5m的时候，要增设反支撑。2、当吊杆高度超过2.5m，应设钢制连接转换层结构。3、若吊杆位置与设备位置发生冲撞，应调整吊杆的位置或增设钢结构转换层；采用增加反向支撑工艺施工即可。但现场实际情况为吊顶内部有水平面尺寸较大通风管如图1.1所示，且吊顶造型较为复杂，无法有效合理的分布吊筋，因此采用反向支撑无法确保吊顶的稳定性与牢固性。根据以上问题我们跟设计等单位进行了反馈沟通，建议增加钢架转换层结构，并得到了确认回复。但传统钢架转换层结构工艺中又存在一定的工艺局限性，所以如何实现牢固、可靠，施工如何实现大空间，如何更适合大面积复杂吊顶，需要研究一种新的钢架转换层方式，以解决安装牢固、稳定性更好、大空间等问题。

 

2. 工艺特点
2.1、转换层的应用场景
转换层一般用于吊顶原顶面和吊顶面差距较大的空间，普通吊顶转换层的施工工艺如下图2.1所示。因为体育楼需要加大吊顶内部空间，不得降低吊顶标高，导致原有设计方案及施工工艺不符合现场实际。如何改善原吊顶内部空间狭小，刚度不足，稳定性差、安全性低等问题成了迫切需求，因此新的工艺工法孕育而生。

2.2、新型转换层优点
新钢架转换层方式如图2.2所示，顶层屋面转换层竖向角钢吊杆优先固定于结构梁的侧面和梁底，空间短边大于8米的空间设加强钢结构,距墙水平距离不大于4米，加强钢结构之间间距不应大于8米并合理均匀布置，与现有同类技术相比，增加了加强钢结构支点，转换层刚度更大，稳定性更高，质量可控，安装更牢固，安全性更高，内部空间更大、便于管线铺设，节材，具有较好的安全性和稳定性，具有以下的性能特点：
2.2.1：稳定性、安全性高
通过增加加强钢结构，使得转换层稳定性更高，承载力更大，可以降低吊顶，从而得到更大内部空间，更加便于管线的铺设。
2.2.2：节材、节能
通过增加加强钢结构点，以点代面，满足刚度、承载力的要求，从而做到节材、节能。

 

2.2新型转换层示意图

3. 适用范围

加强型钢架转换层结构适用于体育场馆、酒店大堂、特大型会议厅、大型演出报告厅、客运站等层高较高、吊顶内部管线复杂，对刚度、承载力有较高要求的吊顶工程。

4. 工艺原理

通过对传统钢架转换层增加加强钢结构点，从而使转换层整体结构更稳定，承载力更大，同时可以实现吊顶内部空间最大化，便于管线铺设。

5. 施工工艺流程及操作对比

5.1工艺流程
   施工准备   测量放线   膨胀节钻孔   底座及角钢吊杆安装   加强结构件安装   转换层找平安装   焊接部位防锈处理   清洁验收
5.2施工操作要点
5.2.1施工准备
1. 材料准备：根据图纸及工程情况，编制详细的材料订货供应计划单。
2. 施工机具：对所用机具进行检查，确保其性能良好。
3. 人员准备：查验电焊操作人员持证的有效性，确保工作人员持证上岗。对技术工人进行技术培训、交底、根据材料进场合理安排施工人员数量。
4. 技术准备：熟悉图纸，准备有关图集、规范、质量验收标准和内业资料所用的表格，对需要动火施工准备动火证等。
5.2.2测量放线
根据土建单位提供的控制轴线及标高控制点，在监理见证下进行复核检查，无误后，方可作为转换层分项的基准轴线和标高控制点。
5.2.3膨胀节钻孔
1. 打孔施工中注意规避楼地面内隐蔽管线路。
5.2.4底座及角钢吊杆安装
1. 底座与梁、顶面牢固连接；
2.角钢吊杆与底座垂直且牢固连接；
5.2.5 加强结构件安装
根据空间短边大于8米的空间增设加强钢结构,距墙水平距离不应大于4米，加强钢结构之间间距不应大于8米并合理均匀布置。
5.2.6焊接施工及找平
1. 结构件焊接方法如下图5.2.6-1所示，应采用三面满焊工艺确保焊接的牢固性，焊接结束后对焊接部位采取释放应力及防锈漆处理。

 

5.2.6-1三面满焊

2.焊接转换层如图5.2.6-2时，需在做好转换层的水平找正找平工作后焊接。    

5.2.6-2转换层

5.2.7清洁、验收
1. 将转换层上残余边角料等杂物清理干净。
2. 清理完成后自检防锈处理是否完整。
3.整理好施工记录和验收文件、质保资料后，由建设方组织各质量主体、质监站进行竣工验收。
5.3新老方案施工对比
5.3.1、第一版原始设计
顶层屋面转换层竖向角钢吊杆直接固定于楼地面，吊杆之间无加强钢结构易产生横向摇摆。无法克服大空间且需要内部有较多布管布线吊顶，对内部空间、刚度、承载力等要求，如图5.3.1所示；
5.3.2、第二版改进
顶层屋面转换层竖向角钢吊杆优先固定于结构梁的侧面和梁底，空间短边大于8米的空间设加强钢结构,距墙水平距离不大于4米，加强钢结构之间间距不大于8米，均匀布置，如图5.3.2所示；

5.3.1第一版钢架转换层    5.3.2第二版钢架转换层

6.工程实例
太湖新城吴郡小学装饰景观及配套工程项目共计 22563.72 平方，装换层施工面积大概800平方。苏州国贸嘉和建筑工程有限公司负责承建内装修工程，建筑面积为22563.72平方，合同总价为4919.93 万元，本工程的开工时间为 2020 年 7 月16 日，竣工验收时间为 2021 年  3 月 21 日 如图6.1所示。

 

 6.1体育楼吊顶施工照片

7.结论
本科技创新成果科技创新成果在苏州市吴中区太湖新城吴郡小学装饰景观及配套工程中得到了充分的应用,用于大空间、高度大的吊顶工程，实现轻量化、流程化、工业化、安全性、安装搬运方便，不影响装饰美观的同时提高工程质量。所用的安装件可在工厂规模化生产大提高现场作业人工效率。
8. 参考文献
《公共建筑吊顶工程技术规程》          JGJ345-2014
《焊接与切割安全》                  GB9448-1999 
《建筑装饰装修工程质量验收标准》    GB50210-2018
《建筑内部装修设计防火规范》        GB50222-2017
《苏州吴中太湖新城吴郡小学装饰景观及配套工程项目》施工组织设计