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中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
随着经济的发展和人们生活水平的不断提高,建筑行业也得到了快速发展。在施工过程中,施工工作者合理安排施工工序、施工过程中严格控制施工质量,是钢结构施工的关键环节,而在对吊装的施工中不但要关心吊装的质量问题,更要注重吊装的安全性。
一、工程结构概述
霍元甲武术馆钢结构网架为八坡双层折板型网架结构,平面投影为四轴对称图形,尺寸为116.4m×116.4m,大坡起坡18度,小坡起坡15度,矢高14.8m,网架厚度3m。网架支撑在60根混凝土柱子上,南北方向为单排支座,东西方向为双排支座,支座为橡胶支座,长跨92.4m,短跨75.6m,悬挑10m,建筑物标高39.75m。
网架杆件采用φ76×3.5、φ89×4、φ102×4.5、φ140×5、φ168×6、φ180×8、φ219×10、φ245×12、φ273×12、φ325×12、φ351×12、φ377×16、φ426×20;球结点采用WS200×8、WS250×10、WS300×12、WS350×14、WS400×16、WS450×18、WSR550×22、WSR650×25、WSR750×35。
二、方案形成说明
霍元甲武术馆屋面网架吊装方案在总施工方案及第二版图纸杆件调整的基础上结合专家意见进行调整。为达到网架在吊装、就位、逐渐连接成整体过程中杆件应力比不大于0.75消除吊装过程钩头水平力对吊车的不利影响吊车行走负荷需要小于最大起重量70%的要求。
我们进行了近20次的模拟试算,详尽的模拟各种施工工况,最终制定了较为合理的网架吊装工况,为满足此工况需采用两台1000吨履带吊进行安装。
如下图小半径低吨位吊车工况条件下,应力比大量超1.0(红色区域)对结构造成严重破坏。
如下图1000吨履带吊工况条件下,应力比无超1.0情况对结构吊装最有利。
本方案基本解决了模型吊装过程中出现网架杆件应力比过大,双机抬吊中出现的夺杆现象和吊具长短的误差对吊装的影响,可以实现网架分区吊装的方案设想。
三、吊装分区、吊装顺序
本方案在原方案的基础上考虑到拼装的安全和稳定将原北区的3个吊装分区,分为5个吊装分区然后将倾斜的屋架放平拼装。解决了拼装过程中架体失稳的问题。调整后的分区和吊装顺序如下图所示。
网架拼装分为10区,编号(安装顺序)如下图如下图所示
四、钢结构的吊装施工工艺
1、钢柱的吊装
(1)吊装钢柱,由于本工程钢柱较重,采用130t履带吊进行吊装。钢柱用绑带绑牢固,应用履带吊牵引柱体上部(主体上部由钢梁两端牛腿)。将钢柱吊过框柱预留钢筋,吊成旋转至框柱上空,缓缓降落至柱中预留钢板位置,采用高强螺栓连接。
(2)钢柱的固定与校正。对钢柱的校正主要分为垂直度、标高和平面位置的校正。通常利用经纬仪对垂直度进行校正,对于超过规定偏差的位置,采用千斤顶校正。对于平面位置的的固定,通常采用经纬仪在两个不同的方向检测钢柱的安装准线,为了确保钢柱底部标高的准确性,应安装标装控制块在吊升施工之前。在所有校正操作过程中,工作人员应该随时观看标高控制块和柱底部之间是否落空,防止因校正过程的失误导致水平标高出现误差。
2、 钢吊装施工工艺
(1)钢梁吊升施工。一般采用自行式起重机对钢梁进行吊装,也有采用桅杆式起重机、塔式起重机等进行吊装,对于较重的钢梁,采用双机抬吊。在钢梁吊装过程中,工人应该注重吊装后的垂直度和位移的偏差,仔细做好标高垫块的操作,确定好定位轴线,准确测量钢吊车辆安装位置的偏差。钢梁一般为简支梁,两个梁端之间留出10mm的间隙,并在此处铺设垫板,牛腿和梁之间应该采用螺栓连接,采用高强螺栓将制动架与梁进行连接。
(2)钢吊车梁的固定与校正。钢吊车梁的校正工作主要有跨距、轴线、垂直度和标高。在屋顶吊装前进行标高校正,其他的安装项目一般在屋顶安装之后进行,用起重机或千斤顶对梁进行竖直移动,并且铺设钢板,使其误差在规定范围内。通常采用平移轴线法和通线法对钢吊车梁轴线进行校正,用钢尺测量跨距,用弹簧秤对跨距大的车间进行测量,弹簧的拉力一般在100~200N,如果超出允许误差,通常采用千斤顶、花蓝螺栓、钢楔、撬棍等纠正。
3、 钢屋架的吊装施工及其校正工作
依据钢屋架的安装高度、质量和跨度的不同,选择1000t履带吊进行起吊。由于钢材料的倾斜方向稳定性较差,在起重机的起重臂和起重量的长度允许范围内,应先组装屋架及其上部的支撑、檩条等成为一体,之后再次进行吊装。这样既提高了吊装的效率,又保证了吊装的稳定性。 矫正工作在吊装时用特定的锁具及钢丝绳吊装,且在吊装过程中增加一台倒链,应用倒链将整个单榀屋架进行调整,单榀屋架整体平移吊升至支座上空。对准相应的支座降落至橡胶支座上的莲花瓣内。
4、钢屋架的高强螺栓施工技术
对于采用螺栓连接的钢屋架结构,施工时首先工作人员应该将注重高强螺栓的安装保护和摩擦面的加工质量,并依据国家标准要求对高强螺栓的摩擦面进行抗滑移系数进行检测。高强螺栓的穿孔率直接受到钢构件角度误差的影响。在钢构施工时,连接面的间隙直接受到构件的扭曲影响。一定的胎架模具以控制其变形,并在构件运输时采取切实可行的固定措施以保证其尺寸稳定性。
五、安全管理措施
(1)项目部组成由项目经理为组长,安全副经理为副组长的项目部安全领导小组,全面负责项目部施工安全管理工作。
(2)项目部设4大班组:钢结构起重安装组、钢珠钢梁连接组、屋架吊装组、屋架连接组、班组每周进行一次安全学习,进行施工前安全交底并要求有书面记录。
(3)在布置生产任务的同时,布置安全要求,落实安全技术措施,确保安全,方能进行施工操作。
(4)专职安全员、义务安全监督岗,每天对施工现场和生活区场院进行安全检查,发现隐患及时指出,落实整改,整改人要到位,对违章人员进行严肃教育,并按规定进行处罚。
(5)专职安全员每天督促有关施工管理人员、保养电工等对施工现场、危险品库、电气设备等进行检查,要求氧气瓶、乙炔瓶按规定堆放,使用时保证安全距离。电箱插头、插座、漏电保护器完好无损。
(6)项目部成立防火管理小组,每月进行一次防火知识学习,防火小组定期进行消防器材检查,并作好检查记录。
(7)每月由项目部安全领导小组组织2次以上施工现场安全检查,对检查出的安全隐患及时开出整改单,落实有关人员进行整改,整改率要求达到100%。
(8)参加安装工程施工的项目部职工必须经过三级安全教育,经安全考试合格后方能上岗操作。
(9)材料员、料工对料库的劳防用品必须严格检查,产品要有质保书,对已使用过的劳防用品,凡已损坏或不合格的及时报损处理。
结束语
以上是本人在施工过程中总结的经验和技术,但在现实施工过程中还会遇到很多问题,主要是影响工程质量因素的问题较多,导致质量问题产生的原因也错综复杂,即使是相同的质量问题,发生的原因也不完全一样。所以,在建筑钢结构吊装施工过程中施工人员要严格施工规则和施工工序进行,更不能随意修改图纸和无图情况下施工。
参考文献:
[1] 姚文焕.实例分析高层建筑钢结构的施工技术[J]. 现代商贸工业,2010,(21),137-138
[2] 易永会.对钢结构施工技术的分析探讨[J].科技创新导报,2010,(01),347-348
[3] 钢结构工程研发转化项目落户天津汉沽[J].现代焊接,2009,(03),135-136
[4] 李保川.建筑钢结构施工技术及质量控制[J].科技创新导报,2011,(09),156-157
[关键词]剪力墙;结构体系;施工方法;质量问题
[中图分类号]TU375
[文献标识码]A
[文章编号]1672-5158(2013)05-0186-01
1随着工业革命的兴起和发展,城市人口的快速膨张,多层和高层住宅建筑开始大量涌现,剪力墙结构因其良好的抵抗水平荷载(包括地震作用和风荷载)能力在多层和高层住宅建筑结构中被广泛使用。结构方案的选择必须立足于可靠的施工方法,否则结构方案的合理性和经济性均无从谈起,结构方案本身也就难以实现,因此,重视施工方法的合理性,是满足建筑结构设计的基本要求。在剪力墙结构施工上,当前一些施工企业技术人员对结构设计理念理解不够清晰,施工质量控制不严,麻痹大意,存在着许多质量问题,给工程质量留下了隐患。
2 钢筋混凝土剪力墙结构施工容易被忽视的问题
2.1在楼板上随便开洞,认为楼板不需要抗震。
在许多工地上因为泵送混凝土输送管需从楼板上穿过,或者施工放线测量的需要,在楼板上随意开大洞,这些洞口往往未经过加强,加强了却方式不当,有的施工人员甚至认为楼板不需要抗震,开个洞无所谓。
根据结构理论,为了保证剪力墙结构房屋的总体刚度和各部件的协同工作,要求楼(屋)盖在平面内应具有足够的刚度和强度,在设计中会尽量设法增强楼(屋)盖本身的强度、刚度和整体性,各层楼(屋)盖对剪力墙的支撑,保证了剪力墙的侧向稳定。抗震设防的建筑,当楼板开洞致使楼板有削弱时,须考虑楼板变形的不利影响,采取措施给予加强。楼板一般不宜开大洞,如楼板开大洞削弱了楼板的刚度,宜采取以下措施予以加强:①加厚洞口附近楼板,提高楼板的配筋率,采用双层双向配筋。②洞口边缘设置边梁、暗梁。③在楼板洞口角部集中配置斜向钢筋。
所谓现浇和装配整体式混凝土楼、屋盖由现浇混凝土框架梁、非框架梁和板组成,从《建筑抗震设计规范》关于结构的楼层水平地震剪力的分配原则,说明了现浇混凝土框架梁、非框架梁和板所组成的现浇混凝土楼屋盖对抗震设防的重要性,现浇梁板的存在本身就是抗震设防的需要,正因为有抗震的需要,设计上才规定楼板要有一定的厚度,有的楼板一般都要120mm厚,这就是一个抗震设防要求,楼板应当不开洞、少开洞,开小洞,这也是抗震设防对楼板的要求。
另一方面,抗震设防对楼板的抗震要求是剐性,楼板的刚性更有利于抗震,对楼板的延性要求不高,也就是对楼板的受力钢筋不作抗震锚固长度的要求。
再者,框架梁的跨中是T形截面,板的相当部分是梁的翼缘。
2.2在剪力墙上开洞未进行分析。
剪力墙宜不开洞、少开洞、开小洞。洞口位置、洞口大小对剪力墙抗剪能力有很大影响。
剪力墙洞口的布置,会极大地影响剪力墙的力学性能。规则开洞,洞口成列、成排布置,形成明确的墙肢和连梁,应力分布就规则;错洞的剪力墙应力分布复杂,甚至会造成局部应力集中现象。
多层和高层建筑施工中,外脚手架较多地采用悬挑脚手架,悬挑脚手架需要在楼面上设置工字钢悬挑梁,在外墙是剪力墙时,工字钢悬挑梁不可避免地从剪力墙内穿过,使剪力墙内开洞口,这种洞口虽不大,但数量多,同一高度整排都是,位置不一,对剪力墙结构受力影响最大的是位于剪力墙边缘构件和墙肢位置的预留洞口,会造成不规则开洞,特别是当这些工字钢悬挑梁洞口位于的底部加强部位时,其影响更甚,这是设计计算根本未考虑到的。
2.3抗震设计要求的底部加强部位的施工不可忽视。
按照抗震设计规范,抗震设防的剪力墙底部都设有加强区,采取加大约束边缘构件的箍筋和墙体横向钢筋等必要的抗震加强措施,防止剪切破坏,提高结构的抗震性能。
底部加强部位可以这么理解,剪力墙结构,在地震水平力作用下,其底部是弯矩和剪力最大的部位,该受力最大部位会出现破坏,出现塑性铰,塑性铰一股情况下位于高度为墙底截面以上墙肢截面的高度,在抗震设计中,为保证该部位出现塑性铰后剪力墙具有足够的延性,对该范围加强抗震措施,计算中内力调整,强剪弱弯,抗震构造加强措施:如约束边缘构件,提高墙肢的延性等,提高其抗剪切破坏能力,使其整个结构具有较好的延性,在超限结构抗震性能设计中,对其底部加强区即重要部位的剪力墙一般需提高其抗震能力,根据情况对其抗弯和抗剪承载力提出不同的性能目标。
因此,底部加强部位设计上会提高其配筋率,边缘构件为约束边缘构件,剪力墙位置的拉筋间距要比一般部位的密集,同时尽量不要在底部加强部位上施工错开洞口。
2.4剪力墙水平筋下料长度不够。
有抗震设防要求的剪力墙的端部要设置边缘构件,边缘构件主要有暗柱和翼墙两种,它们是保证剪力墙的延性和抗力的构件,是剪力墙的一部分,剪力墙水平筋在暗柱和翼墙内没有锚固长度的要求。
剪力墙水平分布钢筋应伸至墙端,并向内水平弯折10d后截断(d为水平分布钢筋直径)。
当剪力墙端部有翼墙或转角墙时,内墙两侧的水平分布钢筋和外墙内侧的水平分布钢筋应伸至翼墙或转角墙外边,并分别向两侧水平弯折15d后截断。在转角墙端处,外墙外侧的水平分布钢筋应在墙端外角处弯人翼墙,并与翼墙外侧水平分布钢筋搭接。
2.5剪力墙水平筋弯钩朝向不正确。
剪力墙端部有翼墙或转角墙时,水平筋弯钩应朝外,不可朝内,如果方向朝内的话会造成该部位钢筋过于集中,影响混凝土与钢筋之间的握裹力,握裹力的不足会影响到钢筋混凝土之间的共同工作,以致其承载力下降,结构体系的受力会受影响。因此,剪力墙水平筋大样除了我们大多数采用的“[”形外,还应有“Z”形状。
2.6连梁箍筋和腰筋的施工不正确。
剪力墙结构中,连梁是指两端连接墙肢的且跨高比小于5的梁,连梁具有跨度小、截面大,与连梁相连的墙体刚度又很大等特点。连梁以传递剪力为主,连梁的设计必须符合“强剪弱弯”的原则,因此,连梁箍筋设计上总是全长加密,这与一般的框架梁不同。
在顶层洞口连梁纵向钢筋伸入墙肢内的锚固长度范围内,应配置箍筋,箍筋间距不宜大于150mm,直径同该连梁同,这个顶层锚固长度内加设箍筋的要求设计图纸往往没有加以注明,施工单位也就忽略没有做。
另外一个是连梁的腰筋问题,根据《高层建筑混凝土结构技术规程》,剪力墙水平分布钢筋应作为连梁的腰筋在连梁范围内拉通连续配置。现场施工时,施工单位常见的是把连梁的腰筋按框架梁的腰筋一样单独设置,完全与剪力墙的水平钢筋断开。
2.7其它问题综述。
剪力墙的混凝土强度等级往往与楼面的高许多,施工时切忌将楼面的混凝土浇人剪力墙,在商品混凝土输送不正常时应加以注意。
剪力墙钢筋绑扎欠牢固,振动棒一振就跑位;剪力墙钢筋应跟双向板一样满扎,不宜跳扎,否则,浇筑混凝土时不能保证双层受力钢筋的有效位置。
有的设计会在顶层剪力墙处设置暗梁,以构成剪力墙的边框,暗梁也是剪力墙的一部分,不可遗漏。
[关键词]钢结构;H型钢;多层悬挑大跨度;综合施工技术
中图分类号:TU74文献标识码:A文章编号:
北京大学微电子大厦工程总建筑面积 16922.7,地下二层,地上主体部位五层,悬挑部位四层,建筑高度18m;地下为钢筋混凝土劲性结构,地上为纯钢结构,总用钢量约1800吨,建成后将作为教学楼及科研楼所使用。
本工程主要采用箱型柱(BOX柱)和十字柱两种形式,楼层钢梁主要为H型钢梁,楼面采用YXB65-170-510压型钢板组合楼盖。
地上钢结构在标高3.5m 、①~轴处外挑7.8m,共悬挑四层,悬挑部位平面及剖面如图1~2所示。
注:阴影部分为屋面悬挑部分
图1 悬挑部分平面示意
Fig.1 Plane diagram of cantilever part
图2 悬挑部分剖面示意
Fig.2 Sectional drawing of cantilever part
工程难点
本工程难点如下:①悬挑部位H型钢钢结构构件多,悬挑宽度达7.8m,吊装和高空组拼施工难度大;②悬挑部位H型钢钢结构位于基坑肥槽内,临时支撑的有效设置要求高,安全风险大;③为保证施工安全和施工质量,钢结构组拼顺序和混凝土楼板浇筑顺序复杂;④为保证结构安全,悬挑部位结构沉降预控和沉降观测要求严。
总体施工顺序
钢结构加工非悬挑主体钢结构安装悬挑钢结构临时支撑安装悬挑钢结构外边柱安装悬挑钢结构梁安装悬挑钢结构梁间支撑安装压型钢板安装临时支撑卸荷压型钢板钢筋混凝土叠合层浇筑防火涂料喷涂
悬挑部位钢结构深化设计及加工
以减少钢结构构件数量,方便吊装、方便组拼为目的,依据现场吊装设备最大吊重,将四层钢结构悬挑外边柱设计为带牛腿整柱,其余梁按照图纸要求深化设计。
从号料、划线、切割、坡口加工、制孔、定位焊、焊接、涂装等方面严格控制确保加工质量,对拼板、下料、组立、自动埋弧焊、矫正、柱梁组装、H型钢梁连接板装配、制孔加工精度控制、边缘加工等施工工艺严格要求确保加工精度。
临时支撑的支设与拆除
4.1支撑体系基座选择
悬挑结构位于肥槽正上方,在肥槽没有回填前,由于没有有效平整场地,临时支撑不能设置在肥槽内;在回填土完成后,上部结构传导重力较大,沉降周期内新回填土在压力作用下还会发生沉降,承载力不能满足要求,所以临时支撑不能设在新回填土上,最后结合场地情况,选择利用地下室窗井钢筋混凝土外墙作为临时支撑基座。
4.2支撑体系设计
根据深化图纸及结构受力分析,在每个悬挑结构外边柱下部设临时钢支撑一个,共设置6个,钢支撑设置平面图见附图3。
图3支撑体系设置平面图
Fig.3 Plane diagram of the installation of brace
每个临时支撑体系选用HW300×300×10×15钢柱作为主支撑,根部使用6M20化学锚栓与钢筋混凝土墙锚固;为了防止临时支撑左右摆动失稳,在临时支撑两侧增设附加支撑,采用[16槽钢,两端分别与钢柱顶板及预埋板焊牢,夹角为60度,根部使用4M20化学锚栓与钢筋混凝土墙锚固,临时支撑结构形式见附图4。
由于上部悬挑钢柱与地面混凝土结构墙不在一条轴线上,存在一定的偏心距。上部悬挑结构由于自身重力,对下部临时支撑钢柱根部产生很大的重力偏心弯矩,而钢柱根部不能抵抗弯矩,因此在临时支撑顶部设φ30圆钢拉结一道,与相邻非悬挑结构柱连接钢板采用双面贴角搭接满焊焊缝,搭接长度不小于100mm,具体形式及安装位置见附图5。
图4临时支撑体系结构图
Fig.4 Structural drawing of interim brace
图5临时支撑体系设置剖面图
Fig.5 Sectional drawing of the installation of interim brace
4.3支撑体系受力分析及计算
4.3.1临时支撑受力分析图
临时支撑上部传递荷载按照最大支撑面积范围内钢结构自重、压型钢板重量、钢筋混凝土叠合楼板重量及施工荷载综合计算为300KN,具体临时支撑受力分析见附图6。
图6 临时支撑受力分析图
Fig.6 Force analysis of interim brace
4.3.2钢柱强度受力计算
HW300×300×10×15型钢柱所受的内力为314.4kN,截面面积为12040mm2 ,型钢受压强度:314.4kN/12040mm2=26.1 N/mm2<215 N/ mm2,强度满足设计值。
4.3.3临时支撑柱脚受力计算
每个M20化学锚栓所受的剪力为102.8/6=17.13kN,截面面积为314.2mm2,化学锚栓受剪强度:17.13kN/314.2mm2=54.5N/mm2<120N/mm2,强度满足设计值。
钢柱柱脚与混凝土接触面的剪力为102.8kN,而钢板与混凝土之间也存在着摩擦力,此摩擦力的大小受压力、摩擦系数的影响。钢与混凝土摩擦系数:潮湿为0.3,干燥为0.45,最大静摩擦力=297.1kN×0.45=133.7kN,完全可以抵抗剪力,钢柱柱脚不会发生滑移。
4.3.4悬挑支撑拉接圆钢受力计算
φ30圆钢所受的内力为102.8kN,截面面积为706.9mm2 ,圆钢受拉强度:102.8kN/706.9mm2=145.4 N/ mm2<205 N/ mm2,强度满足设计值。
由于上部钢结构与下部支撑结构的接触面为钢板接触面,所以此处属未处理的钢板接触面,抗滑移系数为0.3,此时临时支撑在受力后会发生变形,产生向外滑移的力,而摩擦力可抵消一部分水平向外的力。实际上φ30圆钢受力的很小的,变形量也随之减小。
4.3.5焊缝计算
柱脚与柱顶的焊缝为坡口熔透焊,受到剪力和压力共同作用。
σ=297.1kN/12000 mm2=24.76 N/ mm2
τ=102.8kN/12000 mm2=8.57 N/ mm2
4.4支撑体系安装
支撑体系安装顺序:H300×300×10×15型钢柱主支撑柱[16槽钢附加支撑φ30拉结圆钢钢垫板
由于悬挑结构受力后,会产生一定挠度。为改善外观和使用条件,减小挠度,可将结构预先起拱。预起拱值为跨度的2/1000,本悬挑结构为独臂悬挑,预起拱值=悬挑长度×2×2/1000=30mm。
在临时支撑安装过程中,严格观测临时支撑顶部标高,及时调整垫板厚度,保证结构预起拱同步。
派专职测量员每天分早、中、晚观测临时支撑沉降情况,根据沉降值分析结构在变形后受力状况,及时增设附加支撑。
4.5支撑体系拆除
悬挑钢桁架体系拼装完成且验收完毕后拆除临时支撑,使悬挑钢结构由临时支撑状态平稳过渡到设计状态。
4.5.1临时支撑拆除原则
遵循“变形协调,卸载均衡”的原则。
4.5.2临时支撑拆除的方法
在每个临时支撑旁边设置千斤顶支撑点,共计设6个可调节支撑点,采用30吨千斤顶卸载。支撑千斤顶的支架做法:采用方管300×300做支撑钢柱,柱底支撑钢垫板采用 25×1300×1800,钢垫板底铺100mm方木当垫木。千斤顶与钢结构之间放置25mm钢垫板。具体临时支撑点卸荷支撑安装方式见附图7。
可调节支撑点千斤顶回顶悬挑钢结构高于临时支撑垫板5mm后,用气焊切割拆除临时支撑,随后采用分阶段的方式按比例下调支撑点千斤顶,每步下降高度为10mm,分三步进行。千斤顶每次下降时间间隔应大于10min,确保各杆件之间内力重分布。
4.5.3临时支撑的拆除顺序和措施
通过放置在支架上的千斤顶,多次循环微量下降实现“荷载平衡转移,卸载的顺序由中间向四周,中心对称进行”。
4.5.4卸载观测
在卸载过程中,设置测量控制点,在卸载全过程中进行观测。
图7 临时支撑点卸载支撑安装示意图
Fig.7 Schema of unloading brace at the interim brace points
钢结构安装
在临时支撑安装完毕后,用一台塔吊把1轴悬挑钢柱安装就位,然后用一台汽车吊分别把一、二、三层悬挑钢梁安装就位,与主钢柱连接成为整体,再安装桁架支撑,在悬挑钢柱的左右两侧用缆风绳拉住,防止左右摆动。按此顺序安装3轴悬挑结构,两个轴线悬挑结构安装完毕后,再安装两轴线间纵向钢梁,使之构成一个稳定安装单元。按以上顺序依次安装下一个轴线悬挑结构。
楼板混凝土浇筑
6.1悬挑钢结构部位顶板混凝土叠合层浇筑判定
当E轴箱型柱(BOX柱)内浇筑混凝土强度达到100%后,浇筑悬挑顶板压型钢板上混凝土叠合层。
6.2混凝土浇筑顺序
6.2.1总体浇筑顺序
为使悬挑钢结构按照设计受力体系完成荷载增加,悬挑部位顶板混凝土按照以下顺序进行浇筑:
2层顶板3层顶板5层顶板 (屋面)1层顶板4层顶板。
6.2.2每层施工顺序
必须由内侧向悬挑尽端逐步平行推进的顺序进行混凝土浇筑,即由E轴开始向F轴浇筑混凝土;
6.3其它要求
在浇筑过程中,由项目部测量人员及时跟踪检测钢结构的变化情况,每层浇筑完毕后经项目技术负责人员与结构设计师确认钢结构变化符合要求后,方可进行下一层混凝土的浇筑。
各阶段测量观测
7.1观测点设置
悬挑端沉降变形观测点设置:全悬挑段共设置6个观测点,分别位于1/F、3/F、5/F、7/F、9/F、11/F轴钢结构梁底中线与临时支撑垫板相邻位置。
7.2各观测阶段及沉降观测数据
表1悬挑钢结构卸荷后各阶段沉降观测数据
Table 1Staged subsidence observation data after unloading of cantilevered steel structure
结语
本工程H型钢多层悬挑大跨度钢结构施工,由于设计合理、措施有效、施工得当,悬挑部位混凝土浇筑完成后的最大下沉挠度为15mm,小于设计理论计算要求的30mm。
关键词:动态作业;钢结构;机械
中图分类号:TU391 文献标识码:A
一、施工机械之间的主要次要关系分析
在对钢结构进行施工建设的过程中,一般有起重机、葫芦、液压吊车以及焊机等多种的施工机械共同施工、交叉作业。在实际施工过程中,如果涉及到两种施工机械或者两种以上的施工机械共同施工的话,那么必然存在其中的某一种施工机械是主要的施工机械,并且这种主要的施工机械对于正在施工的工程内容而言,起着决定性的作用,而其他次要的施工机械在整个施工的过程中所起到的作用也仅仅是随从附属型的。
一般情况下,在对于钢结构的高层建筑进行机械化施工过程中,主要运用到的施工机械设备就是焊接类型的机械或设备,而决定这一现象的主要原因便是:在整个实际施工的过程中,其设计系统内部的所有机械在实际运行的过程中都与钢结构相关的预制件存在某些特定的联系,施工焊接机械对预制件进行焊接施工,而起吊设备对预制件进行起吊操作,而钢材则是必须通过施工电梯才能有效的运输。对于整个施工过程而言,所有的施工机械之间必然的连接纽带便是钢结构相关的预制件或部件,而对于整个钢结构的生产工作而言,其主要的生产机械便是焊接机械。对于整个施工质量而言,最大的影响因素便是每一个钢结构部件本身的制作精细以及拼装中的焊缝质量,这些都直接导致最终质量的优秀与否。
对机械施工而言,必须使得每一样施工机械处在实际施工过程中,能够最大限度的满足相应的机械生产效率,尤其是次要机械必须最大限度的满足主要生产机械。但是在实际使用过程中,施工机械具体的操作是通过相应的操作技术人员进行的,所以对于整个钢结构的焊接质量而言,其直接的影响因素便是操作人员本身业务素质水平的高低。同时,这项原则也是进行钢结构实际施工过程中最基本的一项施工原则之一,所以在进行钢结构实际施工以及机械合作操作的过程中,所选择的次要操作机械本身的工作能力就会存在一定的富余,其实际生产效率也会因为主要生产机械的影响而导致一定程度的降低,这样才能真正的将主要生产机械本身的生产能力以及效率最大限度的发挥。
二、施工机械比例关系以及配套关系
任何机械化施工作业时,各种工作过程和参与机械化联合作业的各种施工机械之间都不可避免地要发生矛盾和不协调,从而造成工作过程的中断。为了解决这种矛盾与不协调,在进行机械化施工工艺组织设计时必须使各种机械规格大小配套,机械的数量成比例。
但在具体的施工条件下,要使各机械在使用中完全配套,数量成理想的比例比较困难,这是因为:1)施工中各影响因素是变化的,其中有些因素的变化必然引起机械性能的变化;2)原来最好的机械组合方案在施工进行了若干时间后,由于施工条件产生一系列的变化,最好的机械组合方案也可能发生变化。
机械联合作业中各工序,各机械是相互依赖相互制约的,各工序各机械之间应该协调一致,协同作业,但是不论协作的如何好,相互干扰仍然是不可避免的,而这种干扰程度随参与联合作业的机械数量的多少而变化,因此制定钢结构高层建筑施工机械化施工机械作业定额时必须考虑机械干扰系数或机械联合作业系数。这里采用的是机械联合作业系数。
三、钢结构施工动态作业的指标
定额指标包括:各机械的实际生产率、台班产量定额、时间利用率、台班时间定额。
这里的四个定额指标实质是机械施工作业定额指标。在尽可能发挥机械技术性能的情况下,要评价所设计的施工工艺组织方案中各机械是否均衡生产,进而对施工过程进行有效的控制与协调,利用机械施工作业定额来实现是一个十分有效的方法。
四、塔机进行作业的过程中拟定定额
对于塔机而言,其实际生产效率的计算可以通过下面的方式进行:
在上面的式子中,代表的是整个塔机的实际效率,而代表的是每一版进行吊运的构件本身的焊缝长度,单位为m,其中k3表示的是塔机本身的作业系数大小,N2代表的是每一次吊运过程中钢结构件理想焊缝长度大小,单位为m。
并且塔机在进行吊装的时候,其所用的时间(T1)表示为:
在上面的式子中,T10表示的是安装检测时间大小,而T11代表的是从起吊一直到预定位置所用时间;最后一个T12代表的是空中拼接过程中所耗费的时间。
塔机有效地时间利用系数大小Kt3表示为:
在上面的式子中:塔机吊装平均耗时通过T1表示,T2表示的是每1m的焊接过程中平均耗时。
同时,塔机的台班产量定额(De2)可以通过下式表示:
所以我们可以计算出塔机的时间定额数值大小:
.
五、结束语
笔者主要针对钢结构施工过程中的定额体系进行简单的分析和介绍,望供相关人士借鉴参考。文中有诸多不足之处,望各位同仁指正。
参考文献:
关键词:钢结构 高强度螺栓 焊接 连接
钢结构在目前的建筑工程项目中至关重要,而其连接质量则是衡量整个钢结构施工质量和工作效益的核心问题,其在施工中,施工质量的高低直接关系着建筑工程整体性和施工的经济效益,同时在施工的过程中根据其中存在的种种质量问题进行进行严格的处理与总结,使得其在施工的过程中各环节质量都能够满足工程整体施工质量要求,从而为工程施工项目提出一个系统全面的工程质量模式,进而工程效益奠定坚实的基础保障。
一、钢结构连接概述
钢结构连接主要指的是各个钢结构构件之间通过各种技术手段进行分析和总结,从而根据各种施工要求使得钢结构能够形成各种复杂的结构形态。其在目前的连接工作中主要的连接技术手段和方法焊接法、螺栓连接法、铆接法三种。其中目前我们最为常见的连接技术主要是指焊接以及螺栓连接技术,其在施工的过程中根据各种技术标准和施工手段进行总结和分析,针对其中存在的各种质量要求进行深入的完善与处理,并根据其中种种质量要求进行处理。在目前的螺栓连接中,我们又可以将其分为普通连接和高强度螺栓连接两种。其中普通的螺栓连接技术最早出现于十八世纪中叶,而高强焊接技术则是与十九世纪初期形成且开始使用的。其在应用的过程中存在着施工工艺简单、方便,施工可靠性能高、安全性能好以及施工强度高的优势而受到人们的广泛关注与普遍采用,且在目前的社会发展中,这种钢结构连接方法更是受到各个企业和相关施工单位的青睐与关注。
二、钢结构焊接方法选择
在钢结构制作的安装领域中,广泛使用的是电弧焊。在电弧焊中又以药皮焊条、手工焊条、自动埋弧焊、半自动与自动CQ2气体保护焊为主。在某些特殊场合,则必须使用电渣焊。
1、手工焊:手工焊设备简单、操作方便,可以用于任何空间位置的焊接,但劳动强度大、效率低,它分为交流焊机和直流焊机,交流焊机是利用焊条与焊件之间产生的电弧热焊接,适用于焊接普通钢结构。直流焊机适用于焊接要求较高的钢结构,成本较高,电弧稳定。手工焊接的缺点是与焊工的技术水平与精神状态有较大的关系,容易受到影响,质量部稳定。
2、埋弧自动焊:埋弧自动焊有成为电弧焊,是电弧在焊剂层下燃烧的一种焊接方法,效率高,质量好,操作技术要求低,劳动条件好,是大型构件制作中应用最广的高效焊接方法。适用于焊接长度较大的对接、贴角焊缝,一般是由规律的直焊缝。
3、半自动焊:与埋弧自动焊基本相同,操作灵活,但使用不够方便。适用于焊接较短的或弯曲的对接、贴角焊缝。
三、高强度螺栓连接施工
栓连接分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接,两者区别在于高强度螺栓是由强度较高的钢经过热处理制成,高强度螺栓施连接是目前与焊接并举的钢结构主要连接方法之一,高强度螺栓施工时,用特殊扳手拧紧螺栓,对其施加规定的预拉力。其特点是施工方便,可拆可换,传力均匀,接头刚性好,承载能力大疲劳强度高,螺母不易松动,结构安全可靠。
1、一般要求。
高强度螺栓工艺对材料要求很高,材料的合格与否关系到钢连接后的牢固程度,如果螺栓不合格或者受到污染,钢结构连接后容易出现松动、掉落等问题,影响建筑质量,因此在使用前,要对其性能做好检验,运输中轻装轻卸;工地储存要将其放置于干燥、通风、防雨、防潮的仓库,安装要按需领取,没有用完的要及时装回容器;安装中,接头摩擦面要清洁干燥。
2、安装工艺
一个接头上螺栓连接,应从螺栓群中部开始,向四周扩展,逐个拧紧。扭矩型高强度螺栓的初拧、复拧、终拧,每完成一次应涂上相应的颜色或标记,以防漏拧。高强度螺栓应自由穿入螺栓孔内。一个接头多个高强度螺栓穿入方向应一致。垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头和螺母,螺母有圆台的一面应朝向垫圈。强度螺栓连接副在终拧以后,螺栓丝扣外露应为2~3扣,其中允许有10%的螺栓丝扣外露1扣或4扣。
3、紧固方法。
高强度螺栓的紧固有两种方法,即大六角头高强度螺栓连接副紧固和扭剪型高强度螺栓紧固。大六角头高强度螺栓连接副一般采用扭矩法和转角法紧固:扭矩法分初拧和终拧两步,初拧使各层钢板充分密贴,终拧将螺栓拧紧;转角法也是两次拖拧,初拧使用短扳手,将螺母拧至构件,做下标记,终拧改用长扳手,从标记位置拧至终拧位置。扭剪型高强度螺栓紧固采用的扭剪型高强度螺栓尾部有梅花头,紧固采用专用扳手,将套筒套住螺母和梅花头,反方向旋转,然后拧断尾部,达到扭矩值
四、钢结构连接质量验收
钢结构连接质量,应符合《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205 2001)的规定。其质量验收,可按相应的钢结构制作工程或钢结构安装工程检验批的划分原则划分为一个或若干个检验批进行。焊接中的关键问题是焊缝,常见的焊缝缺陷有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未熔合、未焊透等,焊缝缺陷会削弱焊缝受力面积,缺陷处应力集中,会使连接强度、冲击韧性和冷弯性能受损。因此要做好焊缝质量检测。高强度螺栓施工要注意坚固性,使螺栓连接方式能达到预期的抗剪抗拉效果。
1、焊缝质量检测。
钢结构焊缝质量应根据不同要求分别采用外观检查、超声波检查、射线探伤检查、浸渗探伤检查、磁粉探伤检查等。碳素结构钢应在焊缝冷却至环境温度,低合金结构钢应在焊接完成24小时以后,进行焊缝探伤检查。
2、高强度螺栓连接副终拧检查。
大六角头高强度连接副应在完成1h后,48h内进行终拧扭矩检查。检查数量:按节点数抽查10%,且不应少于10;每个被抽查节点按螺栓数抽查10%,且不应少于2个。扭剪型高强度螺栓连接副终拧检查,是以拧掉梅花头为标志。
关键词:钢结构;建筑抗震;设计
引言
随着国民经济的快速发展以及人民生活水平的日益提高,钢结构已经广泛的应用在建筑行业,包括工业厂房、大跨度公共建筑、民用住宅等。钢结构在我国已经得到初步的发展,因其材料和结构形式的特点,钢结构具有建筑功能分区的可变性强、房屋自重轻、抗震性能优越、生产自动化施工装配化程度高和造价低综合经济效益好等优点。但推广和应用钢结构还需解决一系列的问题,实际设计和施工还存在不少争议和问题。这些都急需解决,以利于钢结构在我国健康快速持续发展。
一、钢结构的种类和特点
1、钢结构的种类
钢结构是指用钢板和热扎、冷弯或焊接型材通过连接件连接而成的能承受和传递荷载的结构形式。钢结构体系具有自重轻、工厂化制造、安装快捷、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势,与钢筋混凝土结构相比,更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势,在全球范围内,特别是发达国家和地区,钢结构在建筑工程领域中得到合理、广泛的应用。钢结构行业通常分为轻型钢结构、高层钢结构、住宅钢结构、空间钢结构和桥梁钢结构5大子类 。
钢结构在各项工程建设中的应用极为广泛,如钢桥、钢厂房、钢闸门、各种大型管道容器、高层建筑和塔轨机构等。
2、钢结构的特点
2.1、钢结构自重较轻
2.2、钢结构工作的可靠性较高
2.3、钢材的抗振(震)性、抗冲击性好
2.4、钢结构制造的工业化程度较高
2.5、钢结构可以准确快速地装配
2.6、容易做成密封结构
2.7、钢结构易腐蚀
2.8、钢结构耐火性差
二、钢结构的抗震性能
不同的结构形式,抗震性能明显不同。混凝土结构的房屋受压较好,但不抗拉力,两种力的差距达10倍。当地震来临时,房屋在地震波循环荷载情况下,极易发生整体垮塌。
而钢结构具有良好的延展性,可以将地震波的能耗抵消掉。钢材基本上属各向同性材料,扛拉、抗压、扛剪强度均很高,而且具有良好的延展性,特别是钢结构凭着自己特有的高延展性减轻了地震反应。钢结构还可以看作比较理想的弹塑性结构,可以通过结构的塑性变形吸收和消耗地震输入能量,从而具有较高的抵抗强烈地震的能力。钢结构相对于其他结构自重轻,这也大大减轻了地震作用的影响。钢结构除了抗震性能高,施工周期短、工业化程度高、环保性能好的特点也显著优于混凝土结构。
三、钢结构在震害中的破坏形式
1.结构倒塌。钢材发生平面外弯曲失稳造成。2.支撑构件破坏。支撑构件为结构提供较大的侧向刚度,当地震强度较大时,承受的轴向力增加,如果支撑的长度、局部加劲板构造与主体结构的连接构造等出现问题,就会出现破坏和失稳。3.节点破坏。铆、拴、焊节点传力集中,构造复杂,施工难度大,容易造成应力集中,强度不均匀现象,再加上可能的焊缝缺陷、构造缺陷,就更容易出现连接破坏。梁柱节点可能破坏现象有加劲板断裂、扭曲,腹板断裂、扭曲,焊接部位拉脱,铆接断裂以及螺栓连接的破坏等等。4.基础锚固破坏。主要有螺栓拉短、混凝土锚固实效、连接板断裂。主要是涉及构造、材料质量、施工质量等问题造成。5.构件破坏。框架梁等的破坏形式主要有腹板开裂、腹板屈曲和翼缘板屈曲、扭转屈曲。框架柱的破坏主要由柱子受拉断裂,翼缘屈曲,翼缘撕裂失稳。构件拉断的原因估计是地震造成的倾覆拉力较大,动应变速率较高,材料变脆等。
四、钢结构的抗震设计
1、钢结构预制构件拼接建筑结构。张晓波[1]从汶川抗震救灾中广泛使用的活动板房,归纳总结指出,在钢结构预制构件拼接建筑结构中,预制钢构件的连接增加了结构的超静定次数,从而增加了塑性铰的形成数量,构成多道抗震防线,不仅提高了结构的抗震可靠度,更延长了结构进入倒塌的过程。即使是纯框架结构(类似于汶川校舍建筑)之类的楼房,也能大大提高其抗震能力。且这种结构具有施工方便,工期短,自重轻,结构面积小,节能,维修方便等优点,可以作为抗震结构设计类型。
2、支撑布置方式。由于高度限制,用于高层钢结构建筑的框架体系常设置支撑。同时,为控制楼层的顶点位移及层间位移,可设置水平加强层。增加支撑体系和水平加强层是提高结构整体刚度,减少梁、柱用钢量有效方法之一,具有较好的经济效果。不同的支撑布置形式对其地震响应有不同的影响[2]。
3、轻型门式刚架设计。实腹式轻型门式刚架结构按截面形式主要有两种类型:等截面门式刚架和变截面门式刚架。门式刚架结构的主体结构一般由等截面或变截面的焊接(或轧制)H型钢门架构成,柱脚常设计为铰接或刚接,维护结构通常采用压型钢板作为轻型外墙和屋面。变截面的焊接H型钢门式刚架通常将构件腹板制成楔形,只改变腹板宽度,不改变腹板厚度、翼缘的宽度和厚度[3]。依据刚架的弯矩分布特点,门式刚架柱一般由一个楔形构件组成,而梁则由几个楔形构件组成。轻型门式刚架结构体系具有施工速度快、安装方便、造型轻盈美观、造价低廉等诸多优点,近年来已经成为单、多层工业厂房、仓储库房和大跨轻钢结构的主要形式之一。
4、巨型梁设置。巨型梁的设置对整个巨型钢结构的抗震性能影响很大,是巨型钢结构抗震设计中的一个重要问题。实践研究发现,巨型梁的数量不是越多越好。此外巨型梁数量要保证结构具有足够的抗侧刚度,且要考虑巨型梁柱线刚度,使其相差不能太大,以利于抗震。在地震动作用下巨型梁位置的改变对结构的反应影响较大,而从反应谱分析中并未看出巨型梁位置改变对结构反应的影响。
5、轻型钢结构框架节点。冷弯型钢被称为高效截面型钢,具有承载力高,整体刚度较大,节省材料等优点。节点是冷弯型钢结构体系的重要组成部分,是结构传力体系的核心构件。
通过试验研究,将四种经典稳定判别准则中的初始缺陷准则应用于非线性有限元分析,提出了研究非线性分叉失稳的初始微小缺陷法。通过分析研究证明了初始微小缺陷法是易行的和符合实际的,揭示了初始微小缺陷是实际结构存在非线性分叉失稳的真正原因,指出在研究肘形刚架时,必须考虑其非线性分叉问题才能全面地了解它的稳定性能。
【关键词】主体钢结构;施工;质量控制;工程结构
随着中国国民经济发展和人口城市化进程加快,我国高层建筑建设持续空前发展。钢结构体系因其本身所具有的自重轻、强度高、施工快等优点,与钢筋混凝土结构相比,更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势。中国已成为第一产钢大国,钢结构住宅适宜工厂大批量生产,工业化、商品化程度高,可以将设计、生产、施工、安装一体化,提高建筑产业化水平。钢结构应用于高层建筑已有数十年的历史。首先采用钢结构建造高层建筑的是美国,战后经过经济恢复,高层钢结构工程建设再度兴起,随着炼钢技术和成型制造工艺的发展,给钢结构工程的应用带来新的活力:工程建设日益增加,相应又推动了钢结构设计与施工技术的不断进步积完善。现对超高层钢结构施工技术进行简要总结。超高层钢结构施工技术主要包含如下几方面内容:(1)做好施工前的准备工作;(2)塔吊的选择与布置;(3)严格原材料;(4)钢构件验收;(5)螺栓安装;(6)钢柱安装;(7)焊接;(8)门窗工程安装。
1.做好施工前的准备工作
首先是强化施工图纸的会审工作,图纸是工程施工的依据,工程开工前项目监理机构要组织监理人员熟悉工程图纸与项目有关的规范标准、工艺技术条件,充分领会设计意图。同时,要组织施工单位专业技术人员对图纸进行会审,检查施工图纸中的“错、漏、碰、缺”,力争把问题解决在施工之前,减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。其次是认真审查钢结构安装施工组织设计,施工组织设计是施工单位全面指导工程实施的技术性文件,施工组织设计的完善程度直接影响工程的质量、进度。因此,钢结构安装工程施工组织设计审查要针对性和重点,主要内容有:①质量保证体系和技术管理体系的建立;②特殊工种的培训合格证和上岗证;③新工艺的应用;④对工程项目的针对性;⑤质量、进度控制的措施和方法;⑥施工计划(工期)的安排。
2.塔吊的选择与布置
塔吊是超高层钢结构工程施工的核心设备,其选择与布置要根据建筑物的布置、现场条件及钢结构的重量等因素综合考虑,并保证装拆的安全、方便、可靠。在塔吊的选择上应优先考虑内爬式塔吊,因为钢结构建筑采用内爬式塔吊不需要对楼层进行加固,并且在起重机布设位置上有较大的自由度。另一方面,采用内爬式塔吊进行钢结构高层建筑吊装施工,对塔吊起重能力和幅度要求不像采用附着式塔吊那样苛刻。从经济上考虑,为节约成本,优先选用内爬式塔吊进行钢结构超高层建筑的施工。
3.严格原材料
钢结构有很多优点,但其缺点是导热系数大,耐火性差。随着冶金技术的提高,耐火钢的研究成功并投入生产,为钢结构的进一步发展创造了条件。在选择中,首先钢筋的质量证明文件应齐全有效,且进场检验应符合规范和设计要求。连接套筒应有出厂合格证,材料一般为低合金钢、优质碳素结构钢,其设计抗拉承载力标准值应不小于被连接钢筋的受拉承载力标准值的1.2倍,套筒长为钢筋直径的二倍。
4.钢构件验收
钢构件住进入安装现场后,由专业质量检测人员对构件的质量进行检杏。弹出钢柱的安装轴线,若发现在运输过程中钢构件发生变形缺陷后,马上进行矫正和处理。同时还需要对构件纵横两个方向的安装中心线进行验收,对中心线不清晰的要重新弹上安装线。
5.螺栓安装
钢结构工程中螺栓连接一般用高强螺栓和普通螺栓,普通螺栓连接,每个螺栓一端不得垫2个以上垫片,螺栓孔不得用气割扩孔,螺栓拧紧后外露螺纹不得少于2个螺距;高强螺栓使用前我们检查螺栓的合格证和复试单,安装过程中板叠接触面应平整,接触面必须大干75%,边缘缝隙不得大干0.8mm,高强螺栓应自由穿入,不得敲打和扩孔;高强螺栓不得作为临时安装螺栓,螺栓拧紧应按一个方向施拧,当天安装的应终拧完毕,终拧完毕应逐个检查,对欠拧、超拧的应进行补拧或更换。
6.钢柱安装
按结构平面形式分区段绘制吊装图,吊装分区先后次序为:先安装整体框架梁柱结构后楼板结构,平面从中央向四周扩展,先柱后梁、先主梁后次梁吊装,使每日完成的工作量可形成一个空问构架,以保证其刚度,提高抗风稳定性和安全性。为了便于调整柱的垂商度,在预埋螺栓上先拧上数个螺母全部拧到接触基础面,并用水平仪找平后,开始吊装钢柱。吊装钢柱时,为了防止意外事故出现,在柱的上端活系两根缆风绳,可以从多个方向临时固定,也可用来调整垂直度。测量校正,钢柱吊装就位后,用两台经纬仪和水平仪对钢柱进行测控,微调通过调整柱底脚板下的螺母来实现。
7.焊接
钢结构使焊前,对焊条的合格证进行检查,按说明书要求使用,焊缝表面不得有裂纹、焊瘤,一、二焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹,一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷,一、二级焊缝按要求进行无损检测,在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。原则是采用结构对称、节点对称、全方位对称焊接。多层焊接宜连续施焊,每一层焊道焊完后应及时清理检查,清除缺陷后再焊。焊接接头要求熔透焊的对接和角接焊缝 多层梁柱焊接时,应根据安装情况先焊顶层柱与梁节点,其次焊底部柱与梁节点,最后焊中间部分的柱与梁节点。在焊接顶层梓与梁节点时,应先焊梓顶垂直偏差较大的部位,以利用焊接后收缩变形应力达到减少柱顶垂直偏差。焊接顺序宜从中间轴线柱向四周扩散施焊。
8.门窗工程安装
钢窗安装质量的控制重点有两点,一是,钢窗进场合格证、产品试验报告及外观的检查。二是,钢窗和固定钢窗的立柱之间的间隙控制。先施工固定钢窗的立柱,有可能出现钢窗与立柱之间缝隙过大或钢窗安不上。我们在控制过程中,要求施工单位先固定钢窗一边的立柱,待钢窗完全固定就位后,再焊接另一边的立柱,这样保证钢窗与立柱之间无缝隙。
总之,我国正在大力发展钢结构高层民用建筑,我们应及时组织考察总结已建成的钢结构住宅工程的经验,满足住宅在适用性能、环境性能、经济性能、安全性能、耐久性能方面的综合要求,形成完善的建筑体系。但愿我国的钢结构高层民用建筑能够经得住历史的考验。
【参考文献】
[1]李冬雷.钢结构安装施工[J].北京建筑,2009,32(19):130-141.
本文主要在总结钢结构设计、施工经验的基础上,通过对钢结构设计中常见的几个典型问题的分析,避免在钢结构设计、施工中出现类似问题,为钢结构设计、施工提供依据和参考。
【关键词】钢结构;建筑;设计;问题
钢结构建筑相比传统的混凝土建筑而言,用钢板或型钢替代了钢筋混凝土,强度更高,抗震性更好。并且由于构件可以工厂化制作,现场安装。因而大大减少工期,由于钢材的可重复利用,可以大大减少建筑垃圾,更加绿色环保。因而被世界各国广泛采用,应用在工业建筑和民用建筑中。
1.钢结构设计、施工中常见的几个问题探讨
1.1钢柱柱脚的设计
(1)柱脚锚栓的锚固:柱脚锚栓的锚固长度,不同直径的锚栓,有不同的要求,在施工图中,设计人经常采用标准图集或设计手册中给定的锚栓的锚固长度。基础设计时若考虑不周全或当基础高度、基础埋置深度受到限制时,尤其对直径较大的锚栓,由于锚栓锚固长度较大,锚栓已经伸至基础底面以下,造成柱脚锚栓无法安装。特别是有些工程,上部钢结构施工图由钢结构专业公司设计,钢结构的基础施工图由另外一家设计院设计,若两家设计院未及时沟通,很容易发生由于柱脚锚栓长度过大而无法安装的情况,为此需修改设计或采取其它办法以满足锚栓的锚固长度,以免延误工期,造成不必要的损失。
(2)柱脚抗剪键:对于设置了抗剪键的柱脚,应在基础短柱顶预留一定尺寸的方孔以保证抗剪键就位,当钢柱基础间设置了基础梁,基础梁顶标高通常与基础短柱顶标高相同,这时很容易发生基础梁顶纵筋与抗剪键相碰,造成基础梁钢筋锚固长度不足。设计时如果遇到此问题时,可将基础梁顶标高降低或将基础梁水平定位与抗剪键错开,以满足基础梁顶纵筋的锚固长度。
(3)柱脚底板与基础短柱调整空间的二次灌浆:柱脚底板设置抗剪键或柱脚底板与基础短柱顶预留50~100mm的调整空间时,当刚架和支撑等构件安装、检测和校正几何尺寸无误后,应对抗剪键预留孔及调整空间采用灌浆料填实,设计中柱脚底板若未预留溢浆孔,这样很容易造成灌浆料无法填实,使柱脚底板与灌浆料结合不紧凑,形成安全隐患,设计时应当在柱脚底板预留溢浆孔,以避免此问题发生。
1.2杯口基础与钢柱的连接
当柱底弯矩较大而柱底轴力相对较小时,若柱脚采用锚栓与基础相连,锚栓直径会比较大且柱脚通常要做成靴梁式柱脚,靴梁式柱脚做法复杂且用钢量较大。这种情况下,可将柱脚改为插入式柱脚,钢柱基础采用杯口基础。插入式柱脚做法简单且节省钢材,但钢柱安装找正相对复杂。由于杯口内二次浇灌的细石混凝土很难振捣,严重时柱脚底板下可能出现空鼓。设计时可采取增大柱脚底板与杯口底面之间的距离或在柱脚底板上设置排气孔等措施来保证二次浇灌混凝土的质量,对于格构柱尚应在钢柱柱底水平联系杆预留灌浆孔。二次浇灌前应将基础杯口内表面打毛并清洗干净,埋入混凝土内的钢柱表面不得涂油漆,并对钢板表面进行适当处理,以增强混凝土与钢构件之间的粘结力,来保证施工质量。
1.3节点的连接设计
钢结构构件大部分是在加工厂完成制作,构件运到现场后拼装,由于节点设计不合理导致构件无法安装,这种情况在施工中会经常碰到。节点设计时,不仅要考虑节点受力合理,也要考虑节点是否便于安装,当安装困难或无法安装时,应考虑变更节点设计。
门式刚架柱顶系杆与H型钢钢柱弱轴连接时,如采用系杆两端伸入钢柱翼缘内的连接做法,因系杆的长度大于钢柱的净距,造成系杆无法就位,为此应该将连接系杆端部的钢柱上的节点板伸出钢柱翼缘,系杆长度相应减小,保证系杆顺利安装。门式刚架边柱的梁柱节点通常采用端板竖放和端板横放两种形式,当边柱采用内天沟排水时,一些设计人员由于考虑不全,当天沟宽度较大,钢柱截面高度相对较小时,梁柱节点采用端板竖放的形式,造成梁柱节点端板及端板加劲肋与天沟相碰,天沟无法安装,这种情况下,梁柱节点可采用端板横放的连接形式。
节点设计时对于不同的截面形式,手工焊接、自动焊接、螺栓连接均有不同的构造尺寸和操作空间的要求,设计时应考虑周全,否则由于节点设计不当,可能会造成钢结构构件加工时无法焊接或钢结构安装因操作空间偏小构件无法安装到位。
1.4钢材材料的选用、材料公差
为保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏,应根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢板厚度和工作环境等因素,选用合适的钢材牌号和材性。承重结构的钢材宜采用Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢,其质量应分别符合现行国家标准《碳素钢结构》GB/T700和《低合金高强度钢结构》GB/T1591的规定。承重结构采用的应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证,对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。焊接承重结构及重要的焊接非承重结构采用的钢材还应具有冷弯试验的合格的保证。
在设计过程中,由于设计人员对钢材市场可能不很了解,导致施工单位在备料时常会发生买不到施工图纸中所选用的材料。例如:材质为Q345钢的角钢或柱脚锚栓,采购相当困难。对需要验算疲劳的焊接结构的钢材,应根据结构工作温度的不同,选用具有常温、-20°C或-40°C冲击韧性的合格保证的钢材,有些设计人员对结构的工作温度不甚理解,将钢材的冲击韧性提高一个级别,这就无形中增加了工程造价和材料采购的难度。上述问题应当在设计中避免。某些建设或施工单位要求在焊接结构中用Q235A级钢代替施工图中的Q235B级钢,在焊接结构中,建筑钢的焊接性能主要取决于碳的含量,因相关国家标准中A级钢的碳含量不作为交货条件,为确保工程质量,避免发生工程事故,设计人员一定要明确在主要焊接结构中不应采用Q235A级钢。
2.结语
钢结构的施工图设计、构件加工、制作、安装息息相关,设计人员对每一步都应该有清楚的了解,这些对设计及施工都有很大的帮助。设计人员只有通过分析、总结,不断提高自身的业务水平,才能使钢结构设计更好的满足施工要求。
参考文献
[1]GB50017-2003.钢结构设计规范【Z】.
【关键词】 钢结构;监理;质量控制
【中图分类号】 TU712.3 【文献标识码】 A 【文章编号】 1727-5123(2011)04-061-01
我国钢结构工程发展速度很快,尤其在经济发达地区的大型公建及工业厂房的主体框架上,它基本取代了钢筋混凝土结构工程,使钢结构工程诸多优越性更充分体现出来。由于钢结构工程的专业性较强,结合本人在工作实践中,针对钢结构施工中易出现的各个施工环节及部位作分析与总结,整理了如何加强对钢结构工程项目进行监理的工作思路。
1 施工准备工作阶段的质量控制
1.1 熟悉图纸和有关设计文件,了解现场实际情况,对施工单位申报的施工组织设计和施工方案,是否对工程有较强的针对性,能否准确把握工程的重点、难点。施工技术措施是否有可操作性。确保施工组织设计和施工方案对现场施工确能起到指导施工作用,而不流于形式。
1.2 重视对图纸交底与会审。对设计图纸的交底与会审是施工前业主、设计、施工、监理等工程参与单位明晰设计意图沟通对图纸的理解发现并解决图纸设计问题的重要途径。作为工程监理在图纸交底与会审,就图纸存在的问题提出答疑,由设计人员作出答疑,在逐一明确形成共识,避免在施工中带来损失。
2 施工中应控制的主要问题
2.1 严把材料进场关。检查进场钢材的质量保证文件,其规格、品种、性能应符合国家产品标准和设计要求。需要现场抽样复试的,要及时送检测。
2.2 检查焊接材料的质量合格证明文件、检测报告。焊条与所焊的钢材性能必须匹配。
2.3 检测高强螺栓外观质量及检验报告。并按规定现场取样送检测机构复试。
2.4 检测防腐油漆稀释剂、固化剂的合格证检测报告及有效期。
3 钢结构的焊接
焊接是钢结构工程中一道重要工序,其施工质量如果控制不严,很容易使钢结构工程存在安全隐患。根据本人多年来所经历的钢结构工程存在的质量通病:①预埋铁位置误差(包括轴线及标高)造成安装时补垫钢板;②部分焊工虽有上岗证但责任心差,造成焊缝出现咬肉、夹渣、未焊透、气孔等缺陷。同时根据钢结构特点:构件大部分由工厂加工制作,焊接、螺栓、涂装等质量缺陷,大部分出现在工厂加工制作阶段,尤其影响钢结构寿命的除锈、涂装等隐蔽工程。因此构件的制作质量直接影响到钢结构安装质量。如:淮工食堂屋顶飘板工程其主梁均在工厂加工好后(第一遍涂层已涂好)运到工地后,经探伤仪现场检测,焊缝出现50%不合格,后在工地现场对不合格焊缝切开后重新焊接,经第二次检测,全部合格。综合以上问题,监理应采取有效的检测方法:即检查焊工的上岗证书、有效期及适用范围。持证焊工必须在其考试合格项目认可范围内施工,否则无法保证焊接质量。③监理在钢结构加工过程中,按预先设定的检验批对出厂的钢骨构件,依照图纸及相关范围检查构件的几何尺寸和焊接质量情况,以及生产厂委托有资质的检测单位对构件进行检测,全部合格后再送往工地。由于钢结构检测项目允许误差的精度要求高,因此要配备必须的检测仪器和工具。监理要在钢结构施工过程中,要加强对钢结构安全影响程度较大的钢梁与钢柱节点焊缝质量检查力度。
4 钢结构安装
4.1 进入正式安装前,监理对施工方所提交的轴线及高程进行复查。在安装过程中,监理人员应严格检点控制各焊接缝口的处理。
4.2 吊装时严格控制施工人员按审批过的施工方案进行吊升、对位、临时固定、校正、最终定位。严格禁止吊装工程中不规范施工。
4.3 在钢结构安装过程中,监理应全过程跟踪旁站,对现场的各道工序安装过程进行及时的复核、记录,特别是钢构中的节点、水平度、垂直度、拼装间距进行严格控制。
4.4 安装完成后应对主体钢结构的整体垂直度和整体平面弯曲及挠度进行检测。
5 钢结构的涂装
5.1 钢结构表面除锈及油漆防腐质量好坏,直接影响深层的附着力及结构使用年限。
5.2 钢结构的耐火性能较差,因对钢结构的防火层施工是监理工作内容之一。在钢结构施工监理过程中,要检查防火涂料的质量合格证明文件,查验防火涂料的型号、名称及有效期是否与其相符,并符合设计要求。