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摘要:钢结构不仅自重轻、强度大,而且还具有施工快、适合大批量生产等特点,在建筑工程中广泛被应用。其施工质量的好坏直接影响工程结构的安全,因此加强钢结构工程施工质量控制,具有很重要的现实意义和必要性。本文主要对建筑钢结构施工技术进行分析,并对其施工质量控制措施进行探讨。
关键词:建筑钢结构;施工技术;质量控制
中图分类号:TU74文献标识码: A
钢结构建筑特点
钢结构建筑行业,主要指的是在国内从事对建筑钢结构的制作、加工、安装为一体的企业和其他附属产品的企业,是一种新型的建筑体系结构,突破了房地产业、冶金业、建筑业之间的行业界限,将他们融合在一起,形成了钢结构建筑体系。
钢结构建筑有以下特点:
经济钢结构的建筑采用了先进的设计与加工艺术,使材料的加工和安装实现一体化,又简单又迅速,节省了大量的施工费,节约了时间,降低了成本;而且,钢结构建筑施工不受季节的影响,总体来说,经济实惠,性价比很高。
环保二十一世纪,是一个提倡环保节约、绿色能源的时代,采用钢结构的建筑正是响应国家的这一号召。钢材本身就是一种高强度高效能的材料,适合支撑大的结构,又便于工业化生产,同时,边角料也有很高的再循环再利用价值,回收率很高,运输也方便;建筑材料的重复利用,也拉动了其他建材行业的发展,符合可持续发展观的需要。钢结构住宅使生产和生活更加匹配,真正实现节能环保。
灵活钢结构建筑中,其构建、节点设计和功能融会贯通,使建筑富有功能化,同时钢结构灵活多变,给了设计师更多的想象空间。另外,钢结构建筑增加了住宅空间的使用面积,内部空间宽敞,可以灵活的布局,而且方便进行改建、拆散、异地组装。
实用与同类型的建筑造型相比较,六层钢结构住宅的重量和四层砖混结构的住宅重量相当,恰恰是因为钢结构的重量轻和节点力学的特性。而且具有韧性好,质地均匀、延性好、结构牢固等特点,具有很好的抗震性能,给人带来舒适感。非常适合现在这些高楼大厦的构建,像我们熟知的鸟巢还有即将完工的 88 层的苏州东方之门都采用了钢结构建筑。
建筑钢结构施工技术
地脚螺栓的预埋技术
地脚螺栓的预埋位置和预埋强度是钢结构工程整体质量的基本内容保证。一般常采用 6~10cm 厚的钢板作为定位钢板,再进行地脚螺栓的定位。还应注意定位钢板的尺寸与钢柱底垫板的尺寸要相互吻合,并在钢板底部螺栓上设置调节螺栓,与其对应的上部螺栓要能够固定调节螺母,并在钢板上预留 150mm 直径的浇捣孔,以便其下部梁内钢筋的绑扎工作。为了使二者合为一体,可将地脚螺栓焊接在柱子的钢筋上,以确保整体刚度。在混凝土浇筑工程结束后,还应将地面裸露的地脚螺栓用塑料布等包裹起来,以避免生锈。
吊装
在高层建筑钢结构的施工过程中,吊装是极其重要的一道工序。吊装的工艺流程是:定位—定标高—钢柱基础洞口直径—弹线—柱安装—钢梁安装—补漆。吊装的速度和质量关系着整个工程的进展速度和质量。在钢结构的吊装过程中,要考虑整个工程的布置和钢结构吊装的位置及数量,计划好吊装的时间和步骤,以保证整个吊装过程的顺利进行。吊装分为以下两个方面:
1、钢柱安装
(1)定位轴线
在钢柱摆放的基础混凝土平面上用水墨线标记出钢柱所在位置的十字线,并且在钢柱柱身上相应地标记出定线。
(2)钢柱吊装
进行钢柱吊装采用临时吊装耳板,在钢柱吊装就位后再做切割磨平的一些工作。然后考虑到钢柱的长度,吊装过程中应采用斜拉起吊,同时将柱脚用木板垫高。
(3)柱就位轴线调整
运用专用角尺检查钢柱就位的情况并进行适当的调整。调整工程中需要三个人同时操作,一个人移动钢柱,另外一个人协助稳定,最后一个人进行检测。那么钢柱就位的标准就是:钢柱柱身的定位线与基础平面上标记好的定位线相一致,而且误差必须必须小于2毫米。
(4)柱顶标高调整
钢柱就位轴线调整完毕后,需要进行钢柱标高的调整。其操作方法为:首先在柱身上标记标高基准点,然后利用水准仪测定其差值,适当的增加垫片(注意垫片最多不能超过 2 片)进行调整钢柱的柱顶标高。
(5)钢柱垂直度校正
1)初步校正:对钢柱的垂直角度作出初步的调整和校正,还可以利用水平尺完成这一项工作。
2)精确校正:同时利用两台经纬仪进而从钢柱的两个侧面来观测,利用缆风绳的摆动来进行精确的调整和校正,并且注意要在柱脚下垫铁。等精确校正完毕之后,就紧固钢柱的脚螺丝,并将其柱脚和垫铁牢固焊接。
2、钢梁吊装
(1)起吊准备
对钢梁吊装之前,需要仔细的检查它的编号、型号、几何尺寸、承剪板的位置和方向以及螺栓连接面和焊缝质量。另外在起吊钢梁之前,要提前对钢梁身上的污物和浮锈进行清除摩擦,并且将梁和柱对接的定位线标记在梁身。
吊装过程
运用两点绑扎吊装法对钢梁进行吊装。当吊装基本就位的时候,仔细的调整钢梁的位置以使得梁身上的定位线和钢柱身上的定位线基本上达到吻合,随即进行点焊操作加固。
焊接和栓接的技术
一般来说,在临时固定时常采用螺栓连接的方式,这样不仅能够确保安装时的强度和安全性,也能够方便在工程结束后对于临时固定的拆除。对于焊接连接方式来说,最主要的问题是如何保证焊接质量。高层建筑钢结构焊接的主要问题是减少焊接应力和变形。在施工过程中,应从中心框架向四周扩展焊接,首先应选择收缩大的焊缝进行焊接,并应采取对称焊接的办法来减少应力和应变。另外,应先进行梁与柱的连接,再进行柱与柱间的连接。
焊接的操作标准:
1、待焊接的部位的表面及边缘应该保持清洁、整齐,不能有裂纹、油污、毛刺、氧化皮等其他杂质。
2、焊缝区之外的母材上,应该避免电弧击痕。如有电弧击痕遗留下的裂纹或者伤斑,要打磨并做好检查。
3、完工焊缝应要清除熔渣,焊缝和附近母材用钢丝刷来清除干净,焊接结束和验收前,施焊的接头不能油漆。
4、用角焊缝连的工件,要尽可能密贴,如果间隙超过了 1.6 mm,要增加焊缝焊角,增加的值等于它根部的间隙值。严禁用填充物填充间隙。
5、在正式焊接过程中,如果查出定位焊有裂纹必须将它铲除以防止形成隐患。
6、制作使用的焊条要符合焊接工艺规定使用的经过设计批准的焊条。
7、从事焊接操作人员是选用合格的焊接人员。
8、机械、工具、焊接材料和其他辅助的材料必须有产品合格证,且按照技术的要求使用。
9、焊接之前必须检查焊口的尺寸和清理情况,合格后才能施焊。
(五)防火喷涂
1、喷涂工艺的流程
先利用搅拌机拌料,其次对拌料振动筛过滤,然后把过滤后的料倒进料斗,接着用喷涂工具把料喷涂在结构的表面,最后加覆防火涂料进行固化。需注意流程中,要重点重复最后两道工序,以达到标准要求的厚度。
注意事项
(1)拌料过程配料时要严格按照涂料的配比。搅拌时间不能够少于 20 分钟,搅拌合格标准,涂料内没有结块、稠度均匀,还要求流动性达到施工要求,涂料以用手抓起掌心向下,涂料不落下。
(2)噴涂过程中,第一遍为防止涂料在固化过程中产生裂纹,厚度达到 4 到 8 mm 之间。喷枪操作时,距工作墙面的距离必须小于 0.3 m。
(3)喷涂完成后,需检查喷涂效果,尤其是角落和缝隙处。厚度不够处进行补涂。
三、建筑钢结构工程施工质量控制措施
(一)施工初期保证钢结构施工工程的质量在控制中展开
在工程施工的初期,由于构件较多,钢结构建筑质量控制工作的最初环节是钢结构建筑基础工程,针对钢结构安装施工组织设计进行严格审查,同时确保钢结构建筑基础工程的质量。对高层钢结构工程而言,需要采用混凝土独立柱作为钢结构的基础形式,在钢结构建筑基础工程阶段,如果想确保钢结构建筑基础工程的总体质量,就需要严格的控制混凝土基础轴线、地脚螺栓的位置和数量、顶面标高,基础施工时采用钢板定位螺栓孔,确保地脚螺栓定位准确。制定周密的构件进场以及堆放计划,对工程的实施过程进行全技术指导,强化现场管理,为现场营造良好的场地环境,保证工程的顺利进行。
钢结构施工过程中的质量管理和控制
1、钢结构基础工程的质量控制
(1)制作安装模板
取钢板二块(其中两块厚20mm,一块8~20mm均可),20mm厚的两块钢板按钢柱底板螺栓孔位置、大小开孔,将二块钢板组装,把一组螺栓插入螺孔,用钢筋将螺栓焊接成整体,上下各一道,可多次重复使用。这样,单一个螺栓間距及高低控制在允许的偏差范围内。
螺栓组的固定
在混凝土浇筑前,用经纬仪将螺栓组准确定位,在用钢筋焊接在柱子的主筋上,固定螺栓钢筋端头顶在模板上,上下各一道,这样每组螺栓之间的间距、高低可控制在允许的误差范围内。同时,保护应保护好螺栓丝扣,安装前在丝扣部分涂上黄油,并用麻袋片包裹绑扎。
(3)做好中间交接
土建工程完工后,将螺栓组的间距、高低,每个柱身浇筑的高度用经纬仪进行测量,复测验收后,组织安装技术人员进行中间交接验收,验收后要求钢构件安装人员进行复测,做好交接验收记录。
钢结构主体工程的质量控制
首先,现在钢构件的生产一班都是工厂产出,钢构件的采购和进场的质量检验是重点。其次是对钢构件安装过程细节的质量控制。在主体和梁安装过程中要检查柱体是不是直立的,有没有位移,底板下面的垫铁是不是已经垫的实在、凭证,量的水平和直立程度,螺栓是否拧紧,还有接触摩擦面是否清理干净。另外在钢结构固定单位打造成功后,在施工单位应该对柱体底板等的空闲空间进行二次膨胀混凝土浇筑。还有一点是,对螺栓的安装进行控制。螺栓的连接有不同的具体要求。普通螺栓连接的时候,每个螺栓的任何一段不能垫超过两个的垫片,螺栓孔不能通过气割进行扩大,螺栓经过拧紧后的落在外面的螺纹不能低于两个螺距。基于高强螺栓的重要性,高强螺栓最初的质量检查要做到标准细致,螺栓质量必须保证。高强螺栓安装的时候接触的表面应该是平的,两者之间的接触面积尽量大,边缘空隙尽量小,高强螺栓的空隙不可随意敲打和扩大。
对建筑中钢窗安装工程进行质量控制。建筑中所安装的钢窗的合格证以及产品试验报告要进行检查,对钢窗的外表也要进行检查。再就是钢窗的安装中固定钢窗的立柱和钢窗之间的缝隙应该严格控制,有时候会出现安装后钢窗和固定立柱之间缝隙过大或者有时候直接导致安装不上的问题,为避免这类问题,施工人员在安装时应该注惫安装方法,首先将立柱的其中一边固定住,将钢窗放置成功定位后再将另一边的立柱固定。
结束语
本文对建筑钢结构施工技术进行分析,钢结构施工技术在建筑工程中得到广泛的应用,要想确保其工程施工质量,就要数量掌握钢结构施工技术,规范施工过程,确保每一道工序都能保证其质量,从而保障工程整体质量。
参考文献
[1]张金春.论高层建筑钢结构施工质量控制要点[J].时代报告,2012(8).
[2]马德力.高层建筑中钢结构施工技术的探讨[J].科技与生活,2011(01).
关键词:建筑钢结构;施工技术;质量控制
中图分类号:TU74文献标识码: A
钢结构建筑特点
钢结构建筑行业,主要指的是在国内从事对建筑钢结构的制作、加工、安装为一体的企业和其他附属产品的企业,是一种新型的建筑体系结构,突破了房地产业、冶金业、建筑业之间的行业界限,将他们融合在一起,形成了钢结构建筑体系。
钢结构建筑有以下特点:
经济钢结构的建筑采用了先进的设计与加工艺术,使材料的加工和安装实现一体化,又简单又迅速,节省了大量的施工费,节约了时间,降低了成本;而且,钢结构建筑施工不受季节的影响,总体来说,经济实惠,性价比很高。
环保二十一世纪,是一个提倡环保节约、绿色能源的时代,采用钢结构的建筑正是响应国家的这一号召。钢材本身就是一种高强度高效能的材料,适合支撑大的结构,又便于工业化生产,同时,边角料也有很高的再循环再利用价值,回收率很高,运输也方便;建筑材料的重复利用,也拉动了其他建材行业的发展,符合可持续发展观的需要。钢结构住宅使生产和生活更加匹配,真正实现节能环保。
灵活钢结构建筑中,其构建、节点设计和功能融会贯通,使建筑富有功能化,同时钢结构灵活多变,给了设计师更多的想象空间。另外,钢结构建筑增加了住宅空间的使用面积,内部空间宽敞,可以灵活的布局,而且方便进行改建、拆散、异地组装。
实用与同类型的建筑造型相比较,六层钢结构住宅的重量和四层砖混结构的住宅重量相当,恰恰是因为钢结构的重量轻和节点力学的特性。而且具有韧性好,质地均匀、延性好、结构牢固等特点,具有很好的抗震性能,给人带来舒适感。非常适合现在这些高楼大厦的构建,像我们熟知的鸟巢还有即将完工的 88 层的苏州东方之门都采用了钢结构建筑。
建筑钢结构施工技术
地脚螺栓的预埋技术
地脚螺栓的预埋位置和预埋强度是钢结构工程整体质量的基本内容保证。一般常采用 6~10cm 厚的钢板作为定位钢板,再进行地脚螺栓的定位。还应注意定位钢板的尺寸与钢柱底垫板的尺寸要相互吻合,并在钢板底部螺栓上设置调节螺栓,与其对应的上部螺栓要能够固定调节螺母,并在钢板上预留 150mm 直径的浇捣孔,以便其下部梁内钢筋的绑扎工作。为了使二者合为一体,可将地脚螺栓焊接在柱子的钢筋上,以确保整体刚度。在混凝土浇筑工程结束后,还应将地面裸露的地脚螺栓用塑料布等包裹起来,以避免生锈。
吊装
在高层建筑钢结构的施工过程中,吊装是极其重要的一道工序。吊装的工艺流程是:定位—定标高—钢柱基础洞口直径—弹线—柱安装—钢梁安装—补漆。吊装的速度和质量关系着整个工程的进展速度和质量。在钢结构的吊装过程中,要考虑整个工程的布置和钢结构吊装的位置及数量,计划好吊装的时间和步骤,以保证整个吊装过程的顺利进行。吊装分为以下两个方面:
1、钢柱安装
(1)定位轴线
在钢柱摆放的基础混凝土平面上用水墨线标记出钢柱所在位置的十字线,并且在钢柱柱身上相应地标记出定线。
(2)钢柱吊装
进行钢柱吊装采用临时吊装耳板,在钢柱吊装就位后再做切割磨平的一些工作。然后考虑到钢柱的长度,吊装过程中应采用斜拉起吊,同时将柱脚用木板垫高。
(3)柱就位轴线调整
运用专用角尺检查钢柱就位的情况并进行适当的调整。调整工程中需要三个人同时操作,一个人移动钢柱,另外一个人协助稳定,最后一个人进行检测。那么钢柱就位的标准就是:钢柱柱身的定位线与基础平面上标记好的定位线相一致,而且误差必须必须小于2毫米。
(4)柱顶标高调整
钢柱就位轴线调整完毕后,需要进行钢柱标高的调整。其操作方法为:首先在柱身上标记标高基准点,然后利用水准仪测定其差值,适当的增加垫片(注意垫片最多不能超过 2 片)进行调整钢柱的柱顶标高。
(5)钢柱垂直度校正
1)初步校正:对钢柱的垂直角度作出初步的调整和校正,还可以利用水平尺完成这一项工作。
2)精确校正:同时利用两台经纬仪进而从钢柱的两个侧面来观测,利用缆风绳的摆动来进行精确的调整和校正,并且注意要在柱脚下垫铁。等精确校正完毕之后,就紧固钢柱的脚螺丝,并将其柱脚和垫铁牢固焊接。
2、钢梁吊装
(1)起吊准备
对钢梁吊装之前,需要仔细的检查它的编号、型号、几何尺寸、承剪板的位置和方向以及螺栓连接面和焊缝质量。另外在起吊钢梁之前,要提前对钢梁身上的污物和浮锈进行清除摩擦,并且将梁和柱对接的定位线标记在梁身。
吊装过程
运用两点绑扎吊装法对钢梁进行吊装。当吊装基本就位的时候,仔细的调整钢梁的位置以使得梁身上的定位线和钢柱身上的定位线基本上达到吻合,随即进行点焊操作加固。
焊接和栓接的技术
一般来说,在临时固定时常采用螺栓连接的方式,这样不仅能够确保安装时的强度和安全性,也能够方便在工程结束后对于临时固定的拆除。对于焊接连接方式来说,最主要的问题是如何保证焊接质量。高层建筑钢结构焊接的主要问题是减少焊接应力和变形。在施工过程中,应从中心框架向四周扩展焊接,首先应选择收缩大的焊缝进行焊接,并应采取对称焊接的办法来减少应力和应变。另外,应先进行梁与柱的连接,再进行柱与柱间的连接。
焊接的操作标准:
1、待焊接的部位的表面及边缘应该保持清洁、整齐,不能有裂纹、油污、毛刺、氧化皮等其他杂质。
2、焊缝区之外的母材上,应该避免电弧击痕。如有电弧击痕遗留下的裂纹或者伤斑,要打磨并做好检查。
3、完工焊缝应要清除熔渣,焊缝和附近母材用钢丝刷来清除干净,焊接结束和验收前,施焊的接头不能油漆。
4、用角焊缝连的工件,要尽可能密贴,如果间隙超过了 1.6 mm,要增加焊缝焊角,增加的值等于它根部的间隙值。严禁用填充物填充间隙。
5、在正式焊接过程中,如果查出定位焊有裂纹必须将它铲除以防止形成隐患。
6、制作使用的焊条要符合焊接工艺规定使用的经过设计批准的焊条。
7、从事焊接操作人员是选用合格的焊接人员。
8、机械、工具、焊接材料和其他辅助的材料必须有产品合格证,且按照技术的要求使用。
9、焊接之前必须检查焊口的尺寸和清理情况,合格后才能施焊。
(五)防火喷涂
1、喷涂工艺的流程
先利用搅拌机拌料,其次对拌料振动筛过滤,然后把过滤后的料倒进料斗,接着用喷涂工具把料喷涂在结构的表面,最后加覆防火涂料进行固化。需注意流程中,要重点重复最后两道工序,以达到标准要求的厚度。
注意事项
(1)拌料过程配料时要严格按照涂料的配比。搅拌时间不能够少于 20 分钟,搅拌合格标准,涂料内没有结块、稠度均匀,还要求流动性达到施工要求,涂料以用手抓起掌心向下,涂料不落下。
(2)噴涂过程中,第一遍为防止涂料在固化过程中产生裂纹,厚度达到 4 到 8 mm 之间。喷枪操作时,距工作墙面的距离必须小于 0.3 m。
(3)喷涂完成后,需检查喷涂效果,尤其是角落和缝隙处。厚度不够处进行补涂。
三、建筑钢结构工程施工质量控制措施
(一)施工初期保证钢结构施工工程的质量在控制中展开
在工程施工的初期,由于构件较多,钢结构建筑质量控制工作的最初环节是钢结构建筑基础工程,针对钢结构安装施工组织设计进行严格审查,同时确保钢结构建筑基础工程的质量。对高层钢结构工程而言,需要采用混凝土独立柱作为钢结构的基础形式,在钢结构建筑基础工程阶段,如果想确保钢结构建筑基础工程的总体质量,就需要严格的控制混凝土基础轴线、地脚螺栓的位置和数量、顶面标高,基础施工时采用钢板定位螺栓孔,确保地脚螺栓定位准确。制定周密的构件进场以及堆放计划,对工程的实施过程进行全技术指导,强化现场管理,为现场营造良好的场地环境,保证工程的顺利进行。
钢结构施工过程中的质量管理和控制
1、钢结构基础工程的质量控制
(1)制作安装模板
取钢板二块(其中两块厚20mm,一块8~20mm均可),20mm厚的两块钢板按钢柱底板螺栓孔位置、大小开孔,将二块钢板组装,把一组螺栓插入螺孔,用钢筋将螺栓焊接成整体,上下各一道,可多次重复使用。这样,单一个螺栓間距及高低控制在允许的偏差范围内。
螺栓组的固定
在混凝土浇筑前,用经纬仪将螺栓组准确定位,在用钢筋焊接在柱子的主筋上,固定螺栓钢筋端头顶在模板上,上下各一道,这样每组螺栓之间的间距、高低可控制在允许的误差范围内。同时,保护应保护好螺栓丝扣,安装前在丝扣部分涂上黄油,并用麻袋片包裹绑扎。
(3)做好中间交接
土建工程完工后,将螺栓组的间距、高低,每个柱身浇筑的高度用经纬仪进行测量,复测验收后,组织安装技术人员进行中间交接验收,验收后要求钢构件安装人员进行复测,做好交接验收记录。
钢结构主体工程的质量控制
首先,现在钢构件的生产一班都是工厂产出,钢构件的采购和进场的质量检验是重点。其次是对钢构件安装过程细节的质量控制。在主体和梁安装过程中要检查柱体是不是直立的,有没有位移,底板下面的垫铁是不是已经垫的实在、凭证,量的水平和直立程度,螺栓是否拧紧,还有接触摩擦面是否清理干净。另外在钢结构固定单位打造成功后,在施工单位应该对柱体底板等的空闲空间进行二次膨胀混凝土浇筑。还有一点是,对螺栓的安装进行控制。螺栓的连接有不同的具体要求。普通螺栓连接的时候,每个螺栓的任何一段不能垫超过两个的垫片,螺栓孔不能通过气割进行扩大,螺栓经过拧紧后的落在外面的螺纹不能低于两个螺距。基于高强螺栓的重要性,高强螺栓最初的质量检查要做到标准细致,螺栓质量必须保证。高强螺栓安装的时候接触的表面应该是平的,两者之间的接触面积尽量大,边缘空隙尽量小,高强螺栓的空隙不可随意敲打和扩大。
对建筑中钢窗安装工程进行质量控制。建筑中所安装的钢窗的合格证以及产品试验报告要进行检查,对钢窗的外表也要进行检查。再就是钢窗的安装中固定钢窗的立柱和钢窗之间的缝隙应该严格控制,有时候会出现安装后钢窗和固定立柱之间缝隙过大或者有时候直接导致安装不上的问题,为避免这类问题,施工人员在安装时应该注惫安装方法,首先将立柱的其中一边固定住,将钢窗放置成功定位后再将另一边的立柱固定。
结束语
本文对建筑钢结构施工技术进行分析,钢结构施工技术在建筑工程中得到广泛的应用,要想确保其工程施工质量,就要数量掌握钢结构施工技术,规范施工过程,确保每一道工序都能保证其质量,从而保障工程整体质量。
参考文献
[1]张金春.论高层建筑钢结构施工质量控制要点[J].时代报告,2012(8).
[2]马德力.高层建筑中钢结构施工技术的探讨[J].科技与生活,2011(01).