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摘要:结合实际工程经验就轻钢结构在施工过程中需要特别引起注意的几个问题进行了探讨,主要包括基础的施工,地脚螺栓的施工,高强螺栓的施工及保温材料的施工等关键问题,从而完善轻钢结构施工工艺。
关键词:基础施工;地脚螺栓施工;高强螺栓施工;保温材料施工
轻钢结构因其强度高,自重轻,实现跨度大,抗震性能好,工程的施工质量有所帮助。业化生产程度高,施工速度快,建筑材料节能环保且可循环使用等诸多优良特性,目前在厂房,小型展厅,办公楼中被广泛应用。然而,在轻钢结构工程中的工程事故也时有发生,施工过程中存在许多问题必须引起工程技术人员的足够重视,加强对钢结构工程的施工质量控制,对确保拟建工程实现其预期的目标意义重大。本文结合作者多年的一线工程经验,对轻钢结构工程施工过程中关键问题的几点体会进行浅述,希望能够对提高轻钢结构工程的施工质量有所帮助。
1 轻钢结构施工中的几个关键问题
1.1 基础施工
轻钢结构房屋基础的施工既要满足其本身的强度、刚度要求又要满足与其上部钢结构连接的要求。主要应注意以下几方面的问题:
(1)确保基础混凝土的强度等级;
(2)保证基础钢筋必要的保护层厚度;
(3)严格控制基础顶面标高对于单层厂房,柱底支承面标高允许偏差为±3.0mm,对于多高層首先应符合设计要求,当设计无要求时其柱底支承面标高允许偏差为±2.0mm。
1.2 地脚螺栓施工问题及处理措施
1.2.1 施工问题
(1)基础模板安装施工质量是影响地脚螺栓预埋施工质量的最重要因素。通过模板的空间定位,将可塑的混凝土根据设计要求,塑造成一定的形状尺寸,同时也是混凝土施工的操作平台和安全保证。地脚螺栓的预埋,可以根据模板安装好的几何尺寸和空间位置进行预埋与校核。而模板是现浇混凝土成型用的模型,为了保证结构和构件的形状、尺寸的准确,模板系统必须具有足够的强度、刚度和稳定性。因此,地脚螺栓必须可靠地固定在模板上才能保证地脚螺栓安装位置的准确牢固。
(2)基础混凝土浇捣施工也会影响地脚螺栓预埋质量。没有严格控制混凝土的浇捣,造成基础混凝土超灌,会导致地脚螺栓外露长度不足,影响结构安装。更重要的是,如果没有严格控制混凝土的浇捣施工,产生漏振及蜂窝孔洞等严重质量事故,导致混凝土构件验收不合格,预埋地脚螺栓无法投入使用,也将导致地脚螺栓预埋施工的失败。因此,基础混凝土施工质量同样会影响地脚螺栓预埋施工质量。所以,在基础混凝土浇捣过程中,地脚螺栓预埋班组应派专人全程跟班,配合混凝土浇捣施工人员,及时发现和处理影响预埋地脚螺栓质量的突发因素。
1.2.2 处理措施
对偏斜的地脚螺栓经验算仍可满足要求的情况下,采用回直处理。对于移位情况影响结构柱底板安装,可将底板扩孔后,在柱底板上加垫与底板同厚度的50 mm×50 mm垫片,并与底板焊牢,然后再安装地脚螺帽。对地脚螺栓外露部分不足的情况,应根据对地脚螺栓外露标高复核情况分别对待。如果由于基础混凝土超灌导致外露部分不足,凿除超灌部分混凝土即可;如果由于地脚螺栓下沉导致外露部分不足,可另加工内牙螺栓对地脚螺栓进行接长。
2 构件运输、吊装与安装施工以及高强螺栓连接的施工控制
2.1 构件运输、吊装与安装施工质量控制
钢构件加工制作完成之后,要经过起吊、运输等工艺运到施工现场。在此过程中要防止吊装、运输和堆放过程中使构件产生变形。运输中因振动、重压、构件支撑点不合理和不小心等因素会使构件变形,对较长的钢构件若吊点位置不当、吊点少、吊装方法不正确等也会引起变形,特别是易引起钢构件平面外弯曲变形。构件在现场堆放时因场地不平,堆放层数过多,支撑点位置不正确等原因会引起堆放过程中的变形。在构件的运输和吊装过程中要尽量避免上述变形及附加应力的产生,对于影响构件承载能力和安装的变形要及时校正。
2.2 高强螺栓连接的施工控制
(1)摩擦面干燥清洁度。被连接件的摩擦面之间如果存在水分、油污、灰尘、浮锈等杂物,都会降低节点的承载力。因此,高强度螺栓连接件在安装之前要用钢丝刷清除摩擦面上的浮锈,安装时必须保持摩擦面的干燥、清洁,尤其不允许冒雨施工。
(2)接触面的间隙。根据规范要求,被连接件接触面的间隙应按照顶紧面要求处理,即接触面应有70%的面紧贴,如用0.3 mm厚塞尺检查,可插入的面积之和不得大于接触顶紧总面积的30%,边缘最大间隙不得超过0.8 mm,间隙超过0.8mm的接触面,要用砂轮进行打磨,打磨的方向要垂直于螺栓轴力方向。
(3)摩擦面粗糙度。摩擦面的粗糙度直接影响其抗滑移系数,正确选择摩擦面的粗糙度至关重要。实践表明,摩擦面的粗糙度在50um ~75um最为理想,因此,清除浮锈时要严格掌握赤锈程度,不能过度擦刷摩擦面影响其粗糙度。
3 施工工艺
3.1 焊缝连接
在工件施焊时,要保证焊件及坡口表面清洁,焊接材料使用正确,焊接母材与焊条匹配得当,按照规范相关规定对构件进行烘焙,焊接工艺、施焊顺序满足国家规范标准,避免焊接过程中局部加热和不均匀冷却使焊件产生过大的变形,此外,对于施焊工人要求持证上岗。
3.2 柱间支撑
有些施工技术人员片面地认为,钢结构的屋面与墙面的檩条及屋面板和墙板等构件的蒙皮作用可以代替支撑,因而为了节省钢材和施工程序,在施工过程中省去原有的支撑体系。这种做法是不正确的,蒙皮作用虽然各国都在研究,但没有任何一本规范允许不设支撑。蒙皮作用的影响因素太多,并非在任何情况都能发挥作用。特别是柱间支撑,受力较大,绝不能省略,在结构设计与施工的过程中只能将其作为一种安全储备。 3.3 钢构件的除锈及涂装
(1)涂装前对钢结构构件表面的处理非常重要。只有除锈达到规定的等级,才能保证涂料与钢材表面有良好的附着力,才能起到防止腐蚀的作用,因此没有合格的除锈质量就没有合格的涂装质量。但在实际工作中不少施工人员甚至监理人员对除锈工作认识不足,重视程度不够,易忽视,从而导致工程中时常出现钢构件表面返锈问题。
(2)涂层基本上由底层涂料、中层涂料和面层涂料组成,各涂层有其各自的作用,不可省略。底涂的主要作用是使涂料层与钢材表面有良好的附着粘结力;中层涂料主要是增加涂層厚度,增强保护效果;面层涂料的主要作用是与大气环境接触有良好的耐候性、致密性和抗渗性。因此涂装时必须认真对待每一涂层的施工。(3)钢材表面除锈完成后与涂装底层涂料的时间间隔不应超过6 h,涂层与涂层之间的时间间隔以前一涂层达到表干后为标准,一般涂层间隔时间不少于4h,涂装时钢构件表面不应结露,涂装后4h内免受雨淋。
3.4 保温材料安装施工
轻钢结构房屋的保温材料一般采用玻璃棉,其厚度根据热功计算确定。正确做法是采用背面带铝箔隔气层的玻璃棉,有的不用铝箔,用牛皮纸。有人以为铝箔只是为了美观,或承受拉力,实际上它的主要作用是作隔气层,防止冷凝水滴向室内。经验告诉我们,当保温卷材有隔气层并保持接缝处密封时,卷材是干燥的,无隔气层时卷材是湿的。在水分的长期浸泡下,随着时间的推移,保温棉将被逐渐压实,最终失去应有的保温作用,因此安装方法是否正确对决定保温材料是否能够起到应有的作用关系很大。
4 结语
轻钢结构在国内的推广应用尚处于起步阶段,有关工程施工质量控制的诸多问题仍在探讨之中,许多新的问题不断涌现,解决问题又刻不容缓。本文结合作者的实际工程经验,对于轻钢结构在实际施工过程中的关键问题进行探讨和总结,期望能为从事钢结构施工及设计的同行提供参考和借鉴。
参考文献:
[1]张挺敏.轻型门式刚架设计工程实例分析[J].工程设计与研究,2004(116):80—81.
[2]邹北龙.轻钢结构厂房施工倒塌实例分析[J].广东土木与建筑,2005(9):44—45.
[3]高 呖.门式刚架轻型房屋钢结构设计施工中的几个问题[J].科技资讯,2007(9):55—56.
摘要:结合实际工程经验就轻钢结构在施工过程中需要特别引起注意的几个问题进行了探讨,主要包括基础的施工,地脚螺栓的施工,高强螺栓的施工及保温材料的施工等关键问题,从而完善轻钢结构施工工艺。
关键词:基础施工;地脚螺栓施工;高强螺栓施工;保温材料施工
轻钢结构因其强度高,自重轻,实现跨度大,抗震性能好,工程的施工质量有所帮助。业化生产程度高,施工速度快,建筑材料节能环保且可循环使用等诸多优良特性,目前在厂房,小型展厅,办公楼中被广泛应用。然而,在轻钢结构工程中的工程事故也时有发生,施工过程中存在许多问题必须引起工程技术人员的足够重视,加强对钢结构工程的施工质量控制,对确保拟建工程实现其预期的目标意义重大。本文结合作者多年的一线工程经验,对轻钢结构工程施工过程中关键问题的几点体会进行浅述,希望能够对提高轻钢结构工程的施工质量有所帮助。
1 轻钢结构施工中的几个关键问题
1.1 基础施工
轻钢结构房屋基础的施工既要满足其本身的强度、刚度要求又要满足与其上部钢结构连接的要求。主要应注意以下几方面的问题:
(1)确保基础混凝土的强度等级;
(2)保证基础钢筋必要的保护层厚度;
(3)严格控制基础顶面标高对于单层厂房,柱底支承面标高允许偏差为±3.0mm,对于多高層首先应符合设计要求,当设计无要求时其柱底支承面标高允许偏差为±2.0mm。
1.2 地脚螺栓施工问题及处理措施
1.2.1 施工问题
(1)基础模板安装施工质量是影响地脚螺栓预埋施工质量的最重要因素。通过模板的空间定位,将可塑的混凝土根据设计要求,塑造成一定的形状尺寸,同时也是混凝土施工的操作平台和安全保证。地脚螺栓的预埋,可以根据模板安装好的几何尺寸和空间位置进行预埋与校核。而模板是现浇混凝土成型用的模型,为了保证结构和构件的形状、尺寸的准确,模板系统必须具有足够的强度、刚度和稳定性。因此,地脚螺栓必须可靠地固定在模板上才能保证地脚螺栓安装位置的准确牢固。
(2)基础混凝土浇捣施工也会影响地脚螺栓预埋质量。没有严格控制混凝土的浇捣,造成基础混凝土超灌,会导致地脚螺栓外露长度不足,影响结构安装。更重要的是,如果没有严格控制混凝土的浇捣施工,产生漏振及蜂窝孔洞等严重质量事故,导致混凝土构件验收不合格,预埋地脚螺栓无法投入使用,也将导致地脚螺栓预埋施工的失败。因此,基础混凝土施工质量同样会影响地脚螺栓预埋施工质量。所以,在基础混凝土浇捣过程中,地脚螺栓预埋班组应派专人全程跟班,配合混凝土浇捣施工人员,及时发现和处理影响预埋地脚螺栓质量的突发因素。
1.2.2 处理措施
对偏斜的地脚螺栓经验算仍可满足要求的情况下,采用回直处理。对于移位情况影响结构柱底板安装,可将底板扩孔后,在柱底板上加垫与底板同厚度的50 mm×50 mm垫片,并与底板焊牢,然后再安装地脚螺帽。对地脚螺栓外露部分不足的情况,应根据对地脚螺栓外露标高复核情况分别对待。如果由于基础混凝土超灌导致外露部分不足,凿除超灌部分混凝土即可;如果由于地脚螺栓下沉导致外露部分不足,可另加工内牙螺栓对地脚螺栓进行接长。
2 构件运输、吊装与安装施工以及高强螺栓连接的施工控制
2.1 构件运输、吊装与安装施工质量控制
钢构件加工制作完成之后,要经过起吊、运输等工艺运到施工现场。在此过程中要防止吊装、运输和堆放过程中使构件产生变形。运输中因振动、重压、构件支撑点不合理和不小心等因素会使构件变形,对较长的钢构件若吊点位置不当、吊点少、吊装方法不正确等也会引起变形,特别是易引起钢构件平面外弯曲变形。构件在现场堆放时因场地不平,堆放层数过多,支撑点位置不正确等原因会引起堆放过程中的变形。在构件的运输和吊装过程中要尽量避免上述变形及附加应力的产生,对于影响构件承载能力和安装的变形要及时校正。
2.2 高强螺栓连接的施工控制
(1)摩擦面干燥清洁度。被连接件的摩擦面之间如果存在水分、油污、灰尘、浮锈等杂物,都会降低节点的承载力。因此,高强度螺栓连接件在安装之前要用钢丝刷清除摩擦面上的浮锈,安装时必须保持摩擦面的干燥、清洁,尤其不允许冒雨施工。
(2)接触面的间隙。根据规范要求,被连接件接触面的间隙应按照顶紧面要求处理,即接触面应有70%的面紧贴,如用0.3 mm厚塞尺检查,可插入的面积之和不得大于接触顶紧总面积的30%,边缘最大间隙不得超过0.8 mm,间隙超过0.8mm的接触面,要用砂轮进行打磨,打磨的方向要垂直于螺栓轴力方向。
(3)摩擦面粗糙度。摩擦面的粗糙度直接影响其抗滑移系数,正确选择摩擦面的粗糙度至关重要。实践表明,摩擦面的粗糙度在50um ~75um最为理想,因此,清除浮锈时要严格掌握赤锈程度,不能过度擦刷摩擦面影响其粗糙度。
3 施工工艺
3.1 焊缝连接
在工件施焊时,要保证焊件及坡口表面清洁,焊接材料使用正确,焊接母材与焊条匹配得当,按照规范相关规定对构件进行烘焙,焊接工艺、施焊顺序满足国家规范标准,避免焊接过程中局部加热和不均匀冷却使焊件产生过大的变形,此外,对于施焊工人要求持证上岗。
3.2 柱间支撑
有些施工技术人员片面地认为,钢结构的屋面与墙面的檩条及屋面板和墙板等构件的蒙皮作用可以代替支撑,因而为了节省钢材和施工程序,在施工过程中省去原有的支撑体系。这种做法是不正确的,蒙皮作用虽然各国都在研究,但没有任何一本规范允许不设支撑。蒙皮作用的影响因素太多,并非在任何情况都能发挥作用。特别是柱间支撑,受力较大,绝不能省略,在结构设计与施工的过程中只能将其作为一种安全储备。 3.3 钢构件的除锈及涂装
(1)涂装前对钢结构构件表面的处理非常重要。只有除锈达到规定的等级,才能保证涂料与钢材表面有良好的附着力,才能起到防止腐蚀的作用,因此没有合格的除锈质量就没有合格的涂装质量。但在实际工作中不少施工人员甚至监理人员对除锈工作认识不足,重视程度不够,易忽视,从而导致工程中时常出现钢构件表面返锈问题。
(2)涂层基本上由底层涂料、中层涂料和面层涂料组成,各涂层有其各自的作用,不可省略。底涂的主要作用是使涂料层与钢材表面有良好的附着粘结力;中层涂料主要是增加涂層厚度,增强保护效果;面层涂料的主要作用是与大气环境接触有良好的耐候性、致密性和抗渗性。因此涂装时必须认真对待每一涂层的施工。(3)钢材表面除锈完成后与涂装底层涂料的时间间隔不应超过6 h,涂层与涂层之间的时间间隔以前一涂层达到表干后为标准,一般涂层间隔时间不少于4h,涂装时钢构件表面不应结露,涂装后4h内免受雨淋。
3.4 保温材料安装施工
轻钢结构房屋的保温材料一般采用玻璃棉,其厚度根据热功计算确定。正确做法是采用背面带铝箔隔气层的玻璃棉,有的不用铝箔,用牛皮纸。有人以为铝箔只是为了美观,或承受拉力,实际上它的主要作用是作隔气层,防止冷凝水滴向室内。经验告诉我们,当保温卷材有隔气层并保持接缝处密封时,卷材是干燥的,无隔气层时卷材是湿的。在水分的长期浸泡下,随着时间的推移,保温棉将被逐渐压实,最终失去应有的保温作用,因此安装方法是否正确对决定保温材料是否能够起到应有的作用关系很大。
4 结语
轻钢结构在国内的推广应用尚处于起步阶段,有关工程施工质量控制的诸多问题仍在探讨之中,许多新的问题不断涌现,解决问题又刻不容缓。本文结合作者的实际工程经验,对于轻钢结构在实际施工过程中的关键问题进行探讨和总结,期望能为从事钢结构施工及设计的同行提供参考和借鉴。
参考文献:
[1]张挺敏.轻型门式刚架设计工程实例分析[J].工程设计与研究,2004(116):80—81.
[2]邹北龙.轻钢结构厂房施工倒塌实例分析[J].广东土木与建筑,2005(9):44—45.
[3]高 呖.门式刚架轻型房屋钢结构设计施工中的几个问题[J].科技资讯,2007(9):55—56.