浅谈建筑钢结构工程

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  【摘 要】 本文针对建筑钢结构施工过程中的存在的质量问题和特点,提出了相应的安全对策,更好的完善结构工程的质量管理工作。
  【关键词】 建筑钢结构;工程质量;安全对策
  在建筑工程中,钢结构工程被广泛运用于工业厂房、民用建筑、桥梁。传统的砖混结构已逐渐被取代。钢结构工程的优越性越来越被人们所认同,质量问题也越来越引起人们的重视,加强钢结构工程施工的质量控制,有现实意义和必要性。
  一、钢结构连接节点的设计方法
  1.简支梁连接。梁-梁,梁-柱是钢结构设计中的基本连接,一般采用简支梁连接形式,可使用双角钢、端板、单板双板连接。此状况下一般将双角钢与次梁车间焊接,现场用螺栓将主梁腹板与双角钢连接。在此连接状态,螺栓不受偏心载荷,而焊缝受到偏心载荷的作用,由于焊缝采用三面围焊其抗弯能力较高,因此,在较重载荷的情况下,一般采用双角钢连接。相对而言,螺栓承受了附加偏心载荷。在另外一些场合,如载荷较大并且次梁与主梁成一定的角度时,将钢板弯折成相应的角度,形成类似于双角钢的连接。如果载荷较小,可采用较简单的端板连接,在此类连接中,适当增加端板板厚,可承受剪力和轴向力的组合荷载。时对于主次梁不是正交的情况下,端板连接在加工工艺性上的优点比双角钢连接更好。
  单板连接对于连接槽钢等类的次梁而言是非常简便的,尽管螺栓受偏心载荷,只要螺栓的承载力大于外载荷,而单板于主梁的焊缝一般采用三面围焊,其受力状态较好。如果由于上下翼缘切割腹板需要加筋时,只需要在单板的另一侧即腹板内侧焊接一加劲板。
  双板同样适用于在主梁上无法紧固螺栓的场合,当外载荷较大而螺栓单剪又不足以抵抗外载荷时,采用此连接方式。其缺点就是螺栓及梁均受偏心载荷的作用,需要比较复杂的计算程序进行螺栓在剪力及弯矩综合作用下的验算。决定连接节点设计的重要因素是设计载荷的选择,根据钢结构设计规范,设计载荷与被连接梁的抗弯截面系数,梁的屈服强度,及梁跨距有关,当跨距较小时,其值取梁腹板抗剪力之半,設计载荷的最大值应不超过梁腹板的抗剪力。
  2.弯矩连接(刚性连接)。当被连接梁处于悬臂状态或要求采用全强度连接时,必须采用弯矩连接,连接接头中,腹板承受剪力,上下翼缘承受轴向拉力和压力。弯矩连接是非常复杂和费用较高的连接,由其节点设计的复杂程度所决定。一般情况下,对腹板可采用双角钢或端板连接承受剪力,上下翼缘的拉力或压力可通过连接板与次梁上下翼缘用螺栓连接。在上翼缘铺盖钢格栅时,一般不宜采用上翼缘用连接板的方式,而采用带垫板的现场全焊透方式进行连接,这样既节省了高强螺栓的使用,又使连接变得简单。一重型梁与柱的弯矩连接所采用的连接就说明了这一点,如图五所示,为了使上下翼缘的轴向拉、压力不致使柱的单侧翼缘承受,此节点中在次梁上下翼缘方向,使用了四块加劲板以抵抗次梁沿翼缘方向的轴力,阻止柱翼缘的局部变形,使柱受力均匀,减少次梁上下翼缘和柱翼缘接触的应力集中,由于在该连接中,梁翼缘传递的轴向力较大,增加一斜向加劲板及在连接双板上加劲以使柱翼缘的受力更加均匀。
  对于较小载荷的梁柱弯矩连接,可采用端板连接的方式进行,在此类连接中次梁上下翼缘及腹板均与端板焊接,用螺栓将端板与柱翼缘或腹板连接,但端板必须有足够的厚度以抵抗次梁翼缘板的轴向力。焊缝可根据次梁翼缘板的厚度或外载荷的大小选择角焊缝或全焊透坡口焊。主次梁弯矩连接,一般情况在主梁腹板焊一连接板与次梁下翼缘用螺栓连接,主梁上翼缘与次梁上翼缘采用带垫板的现场全熔透焊,腹板之间的连接可采用双角钢或端板用螺栓进行连接。
  二、建筑钢结构工程质量问题的安全对策
  (一)钢结构基础工程的质量与安全控制
  钢结构工程一般都采用混凝土独立柱基础,基础的混凝土及钢筋、模板的施工与其他工程的施工工序及方法相同,而基础独立柱中预埋的螺栓是质量控制的重点,单个螺栓及每组螺栓之间的间距、高低的偏差,直接影响钢结构工程的安装质量,在质量控制过程中,施工单位应采用措施进行保障。
  1.制作安装模板
  取钢柱底板大小的钢板三块(其中两块厚20mm,―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,将三块钢板组装,把一组螺栓插入螺孔,用Φ14-Φ16的钢筋将螺栓焊接成整体,上下各一道,可多次重复使用。这样单个螺栓间间距及高低控制在允许的偏差范围内。A:Φ14~Φ16钢筋B:螺栓C:Φ14~Φ16钢筋E:20ram钢板F:8―10mm钢板G:200~300ramH:50mm。
  2.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Φ14一Φ16的钢筋焊接在柱子的主筋上,固定螺栓钢筋端头顶在模板匕,上下各―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,保护好螺栓丝扣,在混凝土浇筑时不被损坏。
  3.做好中间交接
  土建工程完工后,将螺栓组间的间距(轴线间距)、高低,每个柱身浇筑的高度用经纬仪进行测量,我们复测验收后,组织土建和钢结构安装单位进行中间交接验收,验收后要求钢构件安装单位进行复测。
  (二)安装阶段的质量与安全控制
  严格按照施工图施工安装,作为施工单位,取得施工图以后,一定要组织有经验的技术人员进行图纸会审,看看应用规范有没有问题:节点图有没有表述清楚:强制性条文所要求的内容在设计总说明中有没有显示,各种材料的规格、型号、性能、等级、施工的质量要求和工程的安全等级有没有明确:节点设计是否合理;施工中有没有不可逾越的难度等,都要向设计单位预先提出。钢构件安装质量控制。柱、梁安装时,主要检查柱底版下的垫铁是否垫实、垫平,柱是否垂直和位移,梁的垂直、平直、侧向弯曲、螺栓的拧紧程度以及摩擦面清理,验收合格后,方可起吊。当钢结构安装形成空间固定单元,并进行验收合格后,要求施工单位将柱底板和基础顶面的空间用膨胀混凝土二次浇筑密实。
  螺栓安装质量的控制。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j高强螺栓使用前我们检查螺栓的-g-=格证和复试单,安装过程中板叠接触面应平整,接触面必须大于75%,边缘缝隙不得大于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。
  (三)竣工验收的质量与安全控制
  钢构件的质量验收。钢构件的加工已实行工厂化生产,钢构件的进场质量验收就非常重要,构件进场我们除了按明细表核查数量,并进行外观感官、几何尺寸、合格证检查外,还要检查的资料有:钢材材质的复试单(原件):钢材的材质证明(复印件须盖生产单位公章,还需说明原件的存放地);无损检测报告(原件)。在竣工验收中,应做到:由现场管理部门作好建设单位及有关部门的协调,确定竣工验收的时间、地点、方式;竣工验收前现场管理部门做好现场卫生清理工作,安装工程的资料汇总及整理工作并出具锻工报告》、缸程综合评定茅夺及其它资料;竣工验收后,应将竣工资料送交建设单位及质监单位签字确定工程等级,并送至相关部门存档。
  三、总结
  要彻底改变建筑钢结构工程质量与安全,需要从设计、制作、安装施工、验收、维护保养等方面层层把关,才能保障其质量和安全等指标的达标和稳定。所以,钢结构制作工厂、安装企业、建筑工程施工与设计部门的技术和管理人员,在钢结构施工、验收、监督、监理等过程中,应该发挥合力作用,才能达到满意的效果。
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