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钢结构厂房因其施工速度快、自重较轻、承载力强、抗震性能好、结构占用空间面积较小、经济环保等优点而广受人们的青睐,如今,在工业厂房设计中已经逐渐代替了传统的笨重的钢筋混凝土结构而被普遍应用,并且在建筑工程中占据重要地位。本文结合实践经验以及具体的科学理论,论述了钢结构工程现场施工方案及技术措施,大型钢结构厂房的钢结构钢筋混凝土柱、吊车梁、钢屋架、压形钢板等钢结构的制作与安装施工技术,指出了钢结构在安装施工的过程中存在的问题,并且提出了解决措施。
1.钢结构的优势。
轻质钢结构,其自重较轻,便于运输以及安装;抗展性好,钢材的塑性及韧性均比较好,即钢结构不会因为局部过载而突然断裂破坏,此外,钢结构对动力荷载的适应性也较强。设计风格多样灵活,在梁高相同的条件下,钢结构的开间要比混凝土结构的开间大一半以上,且跨越度大;钢结构大多数采用的是螺栓连接,其结构轻,可减轻建筑物的结构质量,尤其是在地基承载力比较低及地震设防烈度比较高的地方, 其综合经济效益远远优于钢筋混凝土结构体系,钢结构的构件可以进行工厂批量化生产,施工简便,安装周期较短;从环保的角度考虑,钢结构材料属于环保型绿色建筑材料, 钢材本身是一种高强度、高效能且可回收的材料, 可进行多次循环使用,因此,对环境的污染较小。
2.钢结构的安装工艺流程。
钢结构工程的施工顺序大致为:材料检验——材料矫直——放样——切割——加工——对接——X光检验——校正——组装——焊接——校正——制孔——除锈——试装——装配——质量检验——涂层——编号、发送——现场检验——单片组装——依次吊装钢柱、水平支撑、钢屋架、钢檩条——安装斜支撑和拉条——校正——补漆——天沟安装——中间验收——安装墙面彩钢板、屋面板以及门窗——验收。
钢结构安装的工艺流程包括:测量标高和轴线——钢柱吊装——校正并固定——钢梁吊装——就位临时固定——吊装柱间支撑、钢屋架、支撑——安装檩条、天沟、面板等。
3.钢结构的施工方案及技术措施。
大型钢结构厂房的钢结构工程的内容主要包括:钢筋混凝土柱、埋设地脚螺栓、钢屋架、吊车梁、压形钢板等钢结构的安装施工技术及其安装工艺。在进行施工时,综合考虑工程的特点、现场的实际情况以及工期等多种因素,选择适当的钢结构吊装及安装设备。
(1)埋设地脚螺栓。
埋设地脚螺栓的精度对钢结构的定位有着重要的影响,必须严格控制并且保证其精度。轴线位移控制在2毫米左右,标高在2毫米左右。在进行柱地脚螺栓安装之前,将控制网的轴线投测到柱基础面上,并且全部闭合,从而全面保证螺栓的安装精度;在安装钢柱地脚螺栓的承台架子搭设好之后,再依据轴线放出柱子外边线,把所需标高抄测到钢管架子上。
(2)钢架梁吊装。
钢架梁的吊装采用的是双机抬吊法,具体方法即:首先,将钢梁拼接成整体,并且在钢梁上架设好生命线,保证安装檩条时能够在钢梁上进行安全走动;当吊装就位之后,用缆风绳将钢梁固定牢固,保证钢梁的稳定性,再吊装下一跨间的钢梁,待其安装完毕后,再安装檩条,固定钢梁,以保证钢梁不至于倾斜扭曲。工作人员以曲臂车为安装平台,并紧固高强螺栓。
(3)彩钢板安装。
彩钢板的安装应符合施工图的设计要求,同时符合相应规程的规定。其安装施工,应根据施工图设计进行,并进行工序验收。上一道工序验收合格后,下一道工序才可施工。
4.钢结构安装施工的常见问题。
(1)涂层作业。
钢结构在安装施工的过程中,应该格外注意其施工问题,因为它关系到整个钢结构工程的质量。在进行涂层作业时,温度及湿度对涂层的效果均有很大的影响。如果温度高于40摄氏度,应该停止涂层作业。因为当温度高于40摄氏度时,钢结构的构件表面涂刷油漆后会产生大量气泡, 降低了漆膜的附着力。当空气湿度过大或构件表面有结露时,同样不宜进行钢结构涂层作业。气温在5 -38 摄氏度之间最为适宜。然而,在很多钢结构安装施工时,由于一些工程负责人为了不延误工期,不考虑天气因素,即使在高温或者是暴雨天气,也坚持进行涂层作业,这实际上使涂层的效果大打折扣。
(2)钢结构体系中的问题。
就目前而言,网壳结构稳定性,其主要问题存在于怎样更好地反映轴力及弯矩的耦合效应。对于钢结构体系,其中一个重要的特点是大跨度,而在大跨度结构设计中,整个钢结构体系的稳定性受到很多不确定因素的影响, 当前结构上的问题大多数以确定的结构参数、随机荷载输入为主要关注点, 但在实际的工程之中, 结构参数存在很大的不确定性, 因此会引起结构的明显差异。所以今后应该更加着眼于考虑随机参数的结构极值失稳、干扰型屈曲、跳跃型失稳等问题,从而不断改进钢结构体系,使得其体系更加完善。
5.解决措施及对策。
(1)改进施工工艺方法。
大型钢结构厂房的钢结构的安装施工,如:埋设地脚螺栓,钢屋架、吊车梁、压形钢板等的安装施工技术及其安装工艺,目前既有利也有弊,其综合采用了各种有效的安装施工工艺方法,但不得不承认的是,这些工艺方法都存在很多不足,最值得改进的是:工艺方法都比较复杂,应该逐渐简化。此外,还可以先进的科学技术为依靠,并借鉴国外的尖端科技以及工艺方法,不断优化自身的安装施工工艺方法。
(2)进行精确的施工测量。
首先,全面核实施工测量控制网、轴线以及标高。依据前期施工单位提供的控制点和主轴线,确定精确的地理坐标;再根据相关的测量规范要求,尽量减少测量误差,距离采用的是往返观测、角度观察以及测回,并在矩形方格网的四边,按照钢柱的间距来设置距离指标桩加密方格网,从而有利于钢柱轴线的测设;做好竖向和平面测量控制才能保证钢结构吊装的顺利完成,并最终确保钢结构工程的高质量完成。平面轴线位置的控制采用的是内控法。精确的施工测量是正确安装施工的前提和基础,由此可见其重要性。
(3)增加钢结构防腐功能。
对于防腐,主要包括防大气腐蚀以及防土壤腐蚀。钢结构一旦遭受腐蚀,则会出现渗漏水的现象,这必将影响到厂房建成后的使用与维修。因此,在钢结构表面进行涂层作业是必不可少的一道工序。一般分为底漆、过渡层、中间层和面层。不仅要控制好涂层的厚度,而且要掌握涂装材料的基本性能,从而使防腐作用更加持久。在施工过程中,更需要做好后期的工程验收,检查搭接方式、接口处理是否合格,同时,对有可能出现渗漏水的地方,也应认真做好检查验收工作,保证厂房的高质量。
6.结束语。
钢结构以其自身的优势在市场上越来越紧俏,并且被广泛应用于大型厂房等建筑工程中,发现钢结构在安装及施工中存在的问题,并且针对这些问题,提出相应的对策及解决措施,对于钢结构的合理有效的安装及施工是至关重要的。
参考文献:
[1]姚治,浅谈钢结构工业厂房设计., 山西建筑, 2009.
【关键词】预烧料生产线 配料系统 精度偏差 技术改造 产品质量
1 概况
上海梅山钢铁股份有限公司磁性材料厂(以下简称“磁材厂”)2万吨预烧料生产线是以热轧铁鳞为主要原料,通过烘干、氧化、配料、球磨、烧结、冷却等工艺生产铁氧体磁性材料。配料系统主要由料仓、控制阀门、称重传感器、输送螺旋、输送皮带等主要设备构成,主要功能是完成原料与小辅料配比过程,配料系统稳定性和配料精度,是影响产品质量好坏的关键控制环节。
2 配料系统现状及精度偏差原因分析
从2013年6月份开始,配料系统料仓出现下料不畅,且精度出现较大偏差,每个班次都会出现几组配料不合格,经过数据收集与分析,配料准确率只有91%,对产品质量有很大的影响。通过对配料过程各个环节现场检查和设备厂家技术指导分析,确定配料系统出现偏差主要有以下原因:
1) 钢平台的刚性不足,钢梁变形较大,在配料过程中随着配料量的增加,配料精度偏差加大。
2) 配料钢结构平台与主厂房钢结构相连,未独立分开,由于配料系统精度要求较高,其它设备振动会影响配料精度。
3) 所用配料秤量程是实际料量的2倍,对于计量较少的物料存在精度不足。
4) 小辅料配料输送螺旋受场地空间限制,选型长度较短,在配料过程中会出现冲料,影响配料精度。
5) 配料料仓下料口为方形口,易出现下料不畅,造成料量不稳,影响配料精度。
3 解决方案与施工难点
(一)解决方案:原配料系统设备安装在厂房钢结构上,而且小辅料配料精度要求较高,其它设备振动对配料精度有很大影响。为彻底解决振动干扰,必须重新浇筑基础,安装钢结构,将配料设备安装在新建钢结构上,形成独立的配料系统,阻断振动传递路径。经过多次现场勘验及方案论证,针对问题产生原因,形成了一套切实可行的的解决方案:
1) 为消除钢梁变形和其它设备振动对配料精度的影响,重新浇筑混凝土基础,安装钢结构配料平台,将配料秤等设备安装在新建钢结构平台上,脱离与厂房钢结构连接,彻底消除其它设备对配料精度的干扰。
2) 根据计量设备选用标准,选用与实际料量相匹配的配料秤,更换现用配料秤。
3) 小辅料配料平台改造,安装长度较长的输送螺旋,解决配料过程冲料。
4) 更换现用配料料仓,选用锥度更小、下料口为圆形的不锈钢料仓,解决下料不畅问题。
(二)施工难点:本次工程为在线改造,在不影响大生产和其它设备运行的同时,合理安排施工内容,利用有限的生产间隙时间完成旧设备拆除,新设备安装。钢结构施工,受场地局限无法采用吊装机械进行吊安装,只能采用卷扬机配以手拉葫芦进行吊安装,且不能妨碍生产;故具有施工场地狭小,安装难度大,耗用人工多等特点。因此,施工前必须组织施工人员认真勘察每一个作业点,熟悉、掌握每一道施工工艺和质量要求,做好充分的准备,合理安排、密切配合、才能确保工程顺利完成。本次工程设计新建钢结构平台3层,钢材型号为Q235B、钢梁用材为HN400*200、钢柱用材为Φ426*8钢管,安装高度9.3m,钢结构制作完成后运至现场拼装。受厂房钢结构平台局限,Φ426钢柱必须分割为3段再进行现场组装,在不影响原厂房结构安全的同时,在各层平台开孔,确定安装中心,将钢柱安装在新浇筑的混凝土基础上。为确保施工质量及安全,主要采取了以下施工方法及措施:
1) 基础混凝土工程:由于施工场地作业空间狭小,无法采用机械施工,只能采用人工放坡的方法开挖和外运;土方开挖前,组织技术人员进行地下管线确认,确认完毕具备施工条件以后,方可动工开挖。土方在开挖过程中按现场技术人员要求放线开挖,做到有顺序施工,由于地坑位于原厂房内,所挖土方必须随挖随运(厂房内无地方堆放,回填时再回运),严格控制好标高,以防超挖;并在地坑北面预留一个500*500*500的集水坑和临时排水沟,用来降低坑底渗水。土方开挖好后,进行验槽后方能进入下道工序施工。在开挖前用钢栏杆进行围护,以防闲杂人员进入。
2) 钢结构施工:基础达到规范要求强度后,进行钢结构吊装。安装前应检查复核其定位轴线,基础标高、安装螺栓规格、位置是否符合设计要求和施工验收规范。钢柱、钢梁吊装,吊耳焊接在原有的钢结构梁,检查原有钢结构的牢固程度,吊装用2T手拉葫芦起吊,柱子安装到位后首先临时固定在原有的钢柱上,然后进行钢梁的安装,钢梁的吊装方法同钢柱。作业期间严格执行动火管理制度,由专人负责监火,防止火灾事故发生。根据厂房平台层高,将钢柱分为3段,每层4根,共计12根。第一段安装在预先浇筑好的混凝土基础上,确定好中心位置和垂直度后,将钢柱底板与混凝土基础预埋钢板焊接牢固,安装柱间支撑。第二段钢柱从平台一侧用手拉葫芦导入安装位置,与第一段钢柱进行组对、焊接,定位好以后需测量整段钢柱中心位置和垂直度,防止安装误差累计超差,造成返工处理。第三段钢柱安装与第二段相同,定位好以后,需要测量整段钢柱中心位置和垂直度。钢柱安装完成,进行钢梁吊装,需要注意的是,此时新钢结构平台已经形成,但生产还在进行,配料系统依旧还在使用,还不能将配料平台与厂房钢结构脱离,需要与生产协调最佳停机时间,争取在不影响生产的同时,完成最后一步:钢结构平台切换与设备安装。
3) 设备拆除、安装:在生产备料充足的条件下,利用生产间隙时间,将配料系统平台与厂房钢结构连接拆除,安装在新建钢结构上。设备安装位置处于平台与输送皮带之间,作业空间狭小,设备拆除、安装时很容易对已经安装就位的设备造成损伤。这一施工阶段,必须充分利用生产间隙时间,完成设备安装、调试,在合理安排施工内容同时,加强现场监管,避免发生意外情况影响生产线生产。
4) 安全防范措施:根据本次工程施工难点,制定周密的安全措施,也是本次工程顺利竣工的关键环节。配置专职安全员,负责日常安全生产工作,各职能部门在各自相应的工作范围内,对安全生产负责,使工程施工得以安全顺利进行。班组中严格执行班前、班中、班后检查的“三检制度”,及时排除各种隐患。各专业施工开始前,实行两级交底,即项目技术负责人对各专业工长进行安全技术交底,专业工长对生产班组进行安全生产实施措施交底,保证每一位施工人员熟悉作业范围危险源,提前做好防护措施。
4 结束语
本次工程2013年10月4日开始混凝土基础施工,11月1日施工结束,对配料系统原来存在问题进行了针对性的解决,充分利用厂房位置进行合理布局,保证了工程安装需要,施工质量较好,现场施工未发生质量和安全违规行为。该项目按时间节点竣工,配料系统稳定性和精度有较大幅度提高,通过改造前后配料数据统计与分析,改造前配料准确率91%,改造后配料准确率97%,改造后配料准确率提高了6个百分点,产品质量得到了可靠保障。同时,小辅料配料时间由原来需要5分钟,缩短为2分钟,配料系统设备功能精度也较原来有了进一步提高。
参考文献
关键词: 钢结构质量控制施工
Abstract: steel structure engineering for its low cost, good structural performance, fast construction speed, etc., have appeared in industrial plants, residential quarters, bridge engineering, traditional masonry or concrete frame buildings. Because the steel structure engineering in the construction industry is widely used, its construction quality has got more and more attention, how to control the construction quality of steel structure project has attracted industry attention. Therefore, this article on the steel structure of the main problems in the construction are elaborated, and the steel structure construction quality control to put forward some feasible measures.
Key words: quality control of steel structure construction
中图分类号:TU391文献标识码:A 文章编号:
1引言
国际上最早的钢结构应用出现在美国的芝加哥保险大楼;而在我国其最先出现在上海国际饭店。但由于经济和建筑技术的落后,我国的钢结构应用技术一直没有得到发展,直到上世纪90年代,随着我国钢材产量的不断上升,以及钢结构应用技术在现代建筑领域的广泛应用,同时还有新材料、新技术、新工艺、新设备和新设计理念的飞速发展,使得钢结构体系对现代建筑领域产生了深远的影响。虽然现在的钢结构体系中仍存在着一些不完善的地方,但这并不能成为影响钢结构体系成为未来建筑结构体系中的主干体系。基于此,本文通过分析影响钢结构施工质量控制的主要因素,探讨和提出了一些可行性的质量控制策略。
2影响钢结构施工质量控制的主要因素
影响钢结构工程施工质量的主要因素有:施工前控制不力和施工过程中普遍存在的一些问题。
2.1施工前控制不力
这个影响因素主要是由于在施工前没将准备工作做到位,从而导致在钢结构施工过程中出现这样那样的问题。其主要表现为原材料的质量不达标,或是在进料前没有对原料和设备进行审核, 也可能是审核的不够严格。除此之外,钢结构的工程设计质量达不到工程实际稳定性和强度要求;在设计单位的选择上缺乏科学性,为了达到降低设计费用的目的,选用了资质不够的设计单位;人员的配置带有随意性;在进行施工图纸审查时,审核人员对实际情况不熟悉,对重要的节点位置没有进行认证。以上这些都是由施工前的准备工作做的不到位而引起的。
2.2 施工过程中普遍存在的一些问题
由于钢结构工程施工是一个复杂的过程,设计的人员、设备及材料众多,因此在施工过程中会出现很多这样那样的问题。这些问题总的归纳起来,主要表现为以下几个方面:第一,钢结构材料的预制控制不力,从而造成有的钢材尺寸达不到施工要求,出现了一些构件的偏差不能够满足规范要求的现象。第二,焊接的质量不过关。这主要是由焊工的技能不足造成的,其不能严格按照焊接工艺要求进行施焊。第三,钢结构安装时质量控制不力。在进行钢结构安装前,未对基础定位轴线、地脚螺栓位置、基础轴线和标高等进行详细检查,因而造成基础的验收不能满足施工规范要求。第四,没有统一的资料管理标准。由于各个钢结构施工单位风格迥异的资料整理方式,因此形成不了统一的资料管理标准,从而不便于工程资料的整理、审查和保存。
3钢结构施工质量控制措施
基于以上对钢结构施工过程中影响施工质量因素的分析可知,要想达到对钢结构工程施工质量的控制的目的,需要采取以下措施:
3.1施工前期的质量控制
对施工前期的质量控制主要有强化和落实施工图纸的会审工作和认真审查钢结构施工组织设计两部分组成。
强化和落实施工图纸的会审工作。由于图纸是进行工程施工的根本依据,因此工程
开工前项目监管机构要组织管理人员熟悉工程图纸以及与项目施工有关的规范标准、工艺技术条件,充分领会设计意图。除此之外,监管机构还要组织专业技术人员对图纸进行会审,检查施工图纸是否存在问题,争取把问题解决在施工开始之前.从而减少因图纸问题对工程质量、进度的影响。
认真审查钢结构施工组织设计。施工组织设计是全面指导工程施工单位具体实施的
技术性文件,其完善程度将直接影响工程的质量和进度。因此,对钢结构安装工程的施工组织设计审查要有重点和针对性。审查的重点内容有: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。
3.2加强现场施工过程中的质量控制
由于现场施工过程中的质量控制是钢结构工程质量控制的核心,因此在施工过程中必须做好以下几个方面的工作。
1)重视钢结构基础工程的质量控制。
钢结构基础工程的质量控制一般指的是钢结构基础预埋螺栓的质量控制。预埋螺栓作为整个工程施工的第一步,也是极为关键的一步,是整个工程的基础。在进行基础预埋螺栓施工时首先要熟悉图纸,详细了解图纸的意图,并制作安装模板。预埋螺栓是用两块安装模板和钢筋将其定位在柱子的主筋与模板上,从而能够保证其不受土建浇筑混凝土的施工而发生移位。这样使得每组螺栓之间的间距和高低可以控制在允许的误差范围内;同时,还应保护好螺栓丝扣,保证其在进行混凝土浇筑时不被损坏。当土建工程完工后,应使用经纬仪和水准仪对地脚螺栓的标高与轴线进行复查,并做好记录,然后交下一道工序验收。
2)钢结构主体工程的质量控制
①钢结构制作工程质量控制
钢结构中所使用的钢构件已实行工厂化生产,因此对钢构件的进场质量验收显得非常重要。对进场的材料(如:高强螺栓、地脚螺栓、钢梁、钢柱、抗剪栓钉、焊条等) 和构件,要求施工单位及时进行报验,检查构件和材料合格证及各种复验报告是否齐全有效,是否符合工程设计和相关规范的要求;同时应对进场的构件和材料进行检查验收,检查构件的外观质量(如构件翘曲变形、摩擦面表面处理情况、节点板表面损坏与变形、焊缝外观质量等)。对于钢材材质的无损检测报告和复验单要求必须是原件,虽然钢材的材质证明可以是复印件,但必须加盖生产单位公章,并说明其存放地。
②钢构件安装质量控制。
在进行柱、梁的安装时,主要对柱底板下的垫铁是否垫平、垫实;柱是否垂直与有无位移发生;主次梁的侧向弯曲矢高和垂直度进行检查。当对钢结构的安装形成空间固定的单元,并进行验收合格后,施工单位必须及时的将柱底板和基础顶面的空间用膨胀混凝土进行二次浇筑密实。最后,施工单位还要检查钢结构主体结构的垂直度与整体平面弯曲等是否符合要求。
③螺栓安装质量的控制。
钢结构工程中的螺栓连接一般由普通螺栓和高强螺栓组成。对于普通螺栓连接,要求每个螺栓一端的垫片不得超过2个,对于螺栓孔不得使用气割进行扩孔,螺栓拧紧后外露螺纹至少应超过2个螺距;对高强螺栓、重点控制螺栓的连接摩擦面应进行表面处理(喷砂处理),从而提高摩擦面抗滑移系数;另外还应控制螺栓连接副施拧顺序,以及初拧、终拧、施拧的扭矩值和螺栓丝扣外露值。在安装过程中板的接触面应保持平整,接触面必须大于整个接触面的75%,边缘缝隙不能大于0.8 mm,高强螺栓应自由穿入,不得进行敲打和扩孔;高强螺栓也不能作为临时安装螺栓,螺栓的紧固应按一个方向进行。对于每天安装的螺栓在终拧完毕后应逐个进行检查,对欠拧、超拧的螺栓应进行补拧或更换。
④焊接质量的控制。
在对钢结构施焊前,应对焊条的合格证进行检查,按说明书的要求使用,焊缝表面不得出现裂纹、焊瘤。对于一、二级焊缝不得存在夹渣、气孔、弧坑裂纹,一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷。同时一、二级焊缝应按要求进行无损检测,检查规定的焊缝和部位是否有焊工韵钢印。对于不合格的焊缝不得擅自处理,应在定出修改工艺后再处理;对于同一部位的焊缝,其返修次数不得超过2次。
4结语
由于目前钢结构工程的施工在我国还处于初级阶段,在其走向完善的过程必然会存在很多问题,因此在进行钢结构工程施工监理过程中,监理人员要真正发挥其工程监理的作用,除了要做好对各分项工程的验收工作外,还应加强对施工过程中的监督检查,只有这样才能保证钢结构工程的施工质量。
参考文献:
[1]符图章.钢结构施工质量控制刍议[J].科技资讯. 2007(27).42
[关键词]BIM技术;钢结构工程;应用
中图分类号:TU391;TU17 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)09-0138-01
美国标准协会(NBIMS)对BIM(buildinginformationmodeling)的定义是:BIM是一个设施(建筑项目)物理和功能特性的数字表达;是一个共享的知识资源,是一个分享有关这个设施的信息,为该设施从概念到拆除的全生命周期中的所有决策提供可靠依据的过程;在项目不同的阶段,不同利益相关方通过在BIM中插入、提取、更新和修改信息,以支持和反映其各自职责的协同作业。
钢结构工程是以钢材为预制构件的原料,现场拼装时构件间采用特定连接方式的一种结构。它具有轻质高强、力学性能良好、抗震性能优越、施工速度快、工业化程度高、投资回收快、外形美观、可再次利用及符合可持续发展政策等一系列的优点,被广泛地应用于大型厂房、轻型及大跨度结构工程、高层建筑工程等领域中。
1 设计阶段的应用
目前钢结构工程在设计阶段,因钢结构专业和BIM技术人才缺乏,导致设计深度不够、设计造价偏高;因设计方案不合理使后期施工困难,只能返工重新设计而导致投资增加等情况屡见不鲜。利用BIM技术按照设计图纸,调用“构件库”和“节点库”进行三维建模,录入构件、节点的参数信息,这在利于构件节点的深化设计的同时,还利于钢结构工程的可视化与信息管理。胡育科等人通过阐述国家推出的有关推广钢结构的政策,及当前钢结构推广的瓶颈和问题,提出了大力推广钢结构根本在于提升工程设计和应用水平;杨振方通过对TeklaStructures在钢结构工程中的应用研究,阐明了TeklaStructures在不同结构中的详图深化设计功能及运用方法。结果表明,TeklaStructures的数据交互功能,及建筑设计、分析、出图、报表等功能,能提高设计的效率和准确性;尚超宏等人通过实际工程,介绍了Tekla在项目中的深化设计流程、设计依据、深化中遇到的难点重点,突出了BIM技术对设计和后期施工流畅、经济的重要性。由此可见,运用BIM来解决深化设计中的问题,并优化设计方案是可行且有效的。
在当前发展较为成熟的BIM软件中,TeklaStructures在解决节点深化设计问题上扮演着重要的角色。借助钢结构工程的BIM模型,一则能直观地向业主反映项目的建造过程与成果,对现场复杂的安装节点、难度系数高的施工工艺进行可视化三维技术交底,优化设计方案;二则模型自动生成的报表,能为项目和造价管理提供依据;三则模型在TeklaStructures中深化后可同其他软件进行交互,进行管线综合和碰撞检查等。最终达到最优设计,以获得更大的经济效益。
2 施工阶段的应用
目前在钢结构工程的施工阶段,项目的成本、质量、进度、安全控制方面都存在问题:因工程变更引起造价波动;因预制安装工艺不当、装配安装顺序冲突引起工期延误;因预制构件在运输过程中造成变形、碰伤或污染而增加造价,延误工期;因安全教育工作或安全措施的不到位而引起安全事故。利用BIM技术,对3D模型中的构件进行参数化管理,并进行3D模型与时间轴关联后的4D模拟施工、场布模拟等施工前的计划审查,以保证顺利安装,避免施工工序之间的冲突和施工安全问题,并纠正偏差确保项目各项目标的实现。周慧恩等人通过对工业化钢结构的4DBIM虚拟建造方法的研究,提出用BIM部品库以及对软件插件进行二次开发,来快速、智能、高效地建模。之后基于4D模型进行模拟施工、各专业综合后的碰撞检查,并模拟重点部分的可建造性以进一步优化施工方案,达到多次虚拟建造优化和一次实物安装建造结合的效果;任玲华等人通过BIM技术在虚拟建筑及节点构造模型中的应用研究,提出了借助BIM模型中精确的节点展现,能提高设计质量及施工效率,并能在随后的建筑施工信息流转中,利用模型制定计划、共享信息、指导现场;壮真才通过一栋钢结构办公楼工程,重点介绍BIM技术在项目施工精细化管理中的应用,提出BIM技术在能保证工程质量、工期、成本、施工安全的同时,提高管理团队的综合施工管理能力;孙亮等人通过介绍BIM-QR系统中动态二维码的信息集成和管理功能,提出了此系统在钢结构施工质量验收和钢结构制造、运输、安装进度、质量管理等方面的应用。基于BIM平台,实时跟踪并采集项目实际施工中成本、质量、进度的信息,录入3D模型中与模型结合转化为数字信息,并阶段性地与原施工计划比较,动态更新BIM数据模型后再利用BIM-QR系统对完工部分工程进行验收。这样的信息智能管理系统使项目各方能实时跟踪项目的在建状况,及时进行数据共享与意见交流,也使项目按计划顺利进行,确保成本、质量、进度,安全目标的实现。
3 运营阶段的应用
在钢结构工程的全寿命周期内,运营维护阶段所占时间最长、花费最高。传统建筑的运营维护系统一般是根据工程图纸,人工采集数据后结合Excel表格中设备系统的数据进行监控。这样的运维方式直观性低,时效性差,数据传递易丢失。BIM技术能将项目设计和施工阶段的数据资料完整地传递到运维阶段,为项目建立一份全寿命周期内数据动态更新的成长档案,有效提高运维管理的质量和效率。目前学者们对BIM技术在项目运维阶段的应用有所研究,但针对于钢结构工程运维阶段的研究却极少。胡振中等人通过综述当前国内外BIM运维的研究和应用,总结出已实现的功能、现存问题及研究空间;陈广军等人通过介绍BIM的项目运维管理系统,提出了多种基于BIM技术的运维管理方案。但涉及BIM技术在钢结构工程中的空间管理、物业管理、应急管理及能耗管理方面的研究还很欠缺。
4 结论
BIM技术在钢结构设计阶段应用研究大多趋于可视化模型生成、深化设计、图纸报表生成、设计审查方面,而利用BIM技术进行可持续低能耗设计应用的文献较少;在施工阶段的BIM技术应用研究中,关注4D模拟施工、项目进度造价管理应用文献较多,而关于施工质量验收、安全文明施工、施工风险管理和物资管理、建筑垃圾的回收管理方面却并未深入研究;关注工程的设计与施工阶段BIM技术应用研究的文献较多,运维阶段的较少。未来应在设计中实现可持续低耗理念,施工中推广BIM5D平台进行全面的施工管理,运维阶段进行BIM技术在多方面应用的深入研究。建筑业的发展必然朝着“绿色高效”迈进,钢结构工程应充分利用其可回收、智能化、集约化的特点,标准化、工业化、装配化的生产安装形式,在大力开展BIM信息化建设的同时,完善企业信息系统、培养BIM技术及钢结构设计的综合性人才,以推动钢结构的产业升级和行业变革。
参考文献
[1] 路丽华.BIM技术在钢结构工程中的应用研究[J].商品与质量,2016(3).
关键词:门式钢结构;钢结构厂房;施工质量
门式钢结构厂房在现代建筑结构中的重要性随其广泛应用逐渐得到体现,想要使其在现代工程建造中发挥出更大的作用,就必须要保证门式钢结构厂房的安装施工的顺利,实现施工质量良好控制。新建西安和谐型大功率机车检修段工程位于渭河南岸,在该项工程中钢结构房屋数量有8座,占据了较大的比例。因此,想要保证整个工程的质量就必须要加强对工程的了解,对施工方法进行适当的调整,并采取有效的质量控制措施。
1工程简介
1.1工程施工现场概述
新建西安和谐型大功率机车检修段工程兴建于渭河南岸一级阶地上,该片区域地势平坦,所处地区高程365~367m。从该区域的土质来看,该地区图层主要构成包括有黄土、粉质粘土以及砂土。由于黏质黄土多分布与地表,并且其承载能力较差,易陷,而砂土主要是细中粗交互分布,且分布稳定,整体的承载能力好,适合建筑建造的要求,因此在进行工程建造的过程中工程主体主要是建立在稳定的中粗砂土层,以保证建筑具有较好的稳定性。
1.2工程内容简介
新建西安和谐型大功率机车检修段工程所涉及到的新建房屋多达28栋,建筑面积达到85998m2。需建的工程包括有围墙、道路、以及各功能需求硬化场地、综合管沟、电缆沟、电缆井、移车台、整体道床、机车检查坑、以及各类设备基础等附属构筑物。所需建造的28栋房屋建筑中有8栋涉及到钢结构,占据了整个工程的2/7,而在需建的8栋钢结构房屋中主要是以门式钢结构厂房为主,其高度>20m,跨度30m。因此为了保证整个工程的质量,加强对门式钢结构厂房施工方法的了解,采取一定的质量控制措施具有很强的必要性。
2门式钢结构厂房的施工方法及质量控制
在门式钢结构厂房施工过程中,做好质量控制工作是极为重要的。在该过程中,相关工作人员和质量监管人员需要做好各方面工作:从制作材料质量的控制,到制作质量的控制,到钢结构除锈、防腐质量控制,再到门式钢结构厂房的安装施工质量控制。总而言之,在新建西安和谐型大功率机车检修段工程门式钢结构厂房施工过程中,施工人员和质量监管人员需要从多方面入手做好门式钢结构厂房的质量控制工作。
2.1制作材料质量控制
要想使新建西安和谐型大功率机车检修段工程中门式钢结构厂房的质量得到保证,首先需要关注的便是保证制作材料的质量。为了制作材料采购,材料选购人员需要积极采取质量控制措施,以保证制作材料质量。在选取购制作门式钢结构厂房的钢材时,相关工作人员需要根据施工设计要求,对所选钢材的相关数据资料进行核查,对其合格证明、中文标识以及质量检查报告进行检查,并向其索取相关质量证明材料。对于一些质量不能得到保证的施工材料,施工单位可选择放弃选购,再或者将其送交到相关检测单位进行质量检测,以国家权威检测部门所出具的质量检测报告为准。在制作材料质量控制的过程中,加强对钢板厚度的检查具有很强的必要性。根据相关的理论计算,当钢板呈现为负差值时,表明钢板在市场中的对应状态,如果此时钢板厚度与国家标准吻合时,采购人员需要将相关情况反映到设计部门,由设计部门进行相关的实验或者通过计算来判定是否选购该类钢板。在进行制作材料选购的过程中,想要真正的实现对其质量的控制相关采购人员就必须要做到:一切按标准执行,一切问题均反映,一切决定均经过商讨。从目前我国门式钢结构厂房建造所选取的材料来看,大六角头高强度螺栓是较为常见的,但是在使用之前需要对其扭矩进行测定,根据门式钢结构厂房建造标准要求大六角头高强度螺栓的扭矩系数应在0.110~0.150内。
2.2制作方法及质量控制
除了加强制作材料的质量控制之外,做好制作过程的质量控制同样也很重要。门式钢结构厂房的制作过程较为复杂,常规性制作过程包括有下料、焊接、矫正、打孔、预拼装、除锈、刷漆等。由于每一个操作过程中都有较多的细节问题需要注意,因此,只有保证每个操作过程中的质量整个门式结构厂房的质量才能得到保证。在门式结构厂房制作之前,首先需要对图纸和说明书进行深入的学习,认真阅读其中的操作要求,根据要求选取所需的制作材料和制作设备。由于门式钢结构厂房制作是分割进行的,因此在各部分制作过程中,制作人员需要按照施工要求规范对各部分进行编号,以便于后续安装工作。在预拼装工程中,还需要对焊接工作人员进行严格的选取,保证其持证上岗,上岗前进行培训。焊接过程中,为了保证焊接质量,还需要注意下述细节。(1)焊接温度在0℃以下时,焊接过程需要采取一定的加热措施。(2)焊接接头与焊接表面各方向的厚度应不小于钢板厚度的2倍。(3)当焊接钢材厚度>100mm时,焊接温度需要>20℃才能进行焊接操作。(4)当焊接温度<-10℃时,需要进行焊接评定试验,以判定焊接是否进行。在焊接工作结束之后,为保证焊接效果符合相关要求,还需要对已经焊接完成的部分进行检查。通过超声波探测对其中是否存在焊接缺陷进行判定,当出现焊接缺陷时,应及时采取补救措施。在门式钢结构厂房制作过程中,所有的制作工作均以工程设计图纸和施工规范要求为标准,以保证工程质量符合要求。
2.3钢结构除锈、防腐施工办法以及质量控制
相较于其他形式的建筑机构,门式钢结构厂房具有防火、耐腐蚀的性能,而该种性能具备的条件则很大程度上依赖于钢结构的除锈、涂装操作。因此,在进行门式钢结构质量控制的过程中,做好钢结构除锈、防腐、涂装质量控制具有重要的意义。钢结构除锈操作是进行防腐涂装工作的前期准备,新建西安和谐型大功率机车检修段工程门式钢结构厂房除锈操作中,为了保证除锈的彻底性,可采用喷射和抛射操作。但在具体操作过程中,工作人员还需要注意下述细节:一是除锈操作的要求等级应高于施工规范要求,以保证除锈工作的合格性;二是除锈工作和底层涂装工作进行的间隔时间应符合要求,需<6h,并且在此过程中还需要做好防火、防污工作,避免对后续操作施工效果产生不良的影响;三是进行底层涂装时需要保证工作环境温度符合要求,避免出现涂装失败或者涂装效果不佳,一般涂装温度应在5℃~38℃之间;四是进行多次涂装。由于钢板厚度问题,往往很难做到涂装一次性成功,因此在进行涂装的过程中涂装工作人员需要进行多次涂装。再一次涂装结束之后,对涂装效果进行观察对存在问题的地方进行补救,多次涂装之后要保证涂装的均匀美观。当涂装工作结束之后,需要漆膜测厚仪对涂装漆膜厚度进行测量,以保证漆膜厚度满足施工要求。在进行为了保证最终的涂装结果合格,在头次涂装之后,涂装人员便可以对漆膜厚度进行测量从而调整涂装操作。
2.4安装施工办法及质量控制
相较于安装施工质量控制而言,制作材料质量控制和制作过程质量控制均属于安装施工的前期准备工作。前期准备工作的进展对于安装施工质量控制具有重要的影响,而安装施工质量控制工作的进行状况却对整个工程的质量具有重要的影响,因此做好安装施工质量控制同样很重要。在安装施工质量控制过程中,为了是安装施工达到设计标准,施工人员可以从柱脚锚栓标高及定位、钢柱垂直度、围栏结构等三个角度实现质量控制。
2.5柱脚锚栓标高及定位控制
在门式钢结构厂房施工过程中,柱脚锚栓标高及定位工作要求是十分严格的,这就要求施工人员在施工过程中严格按照施工要求规范来进行。鉴于柱脚锚栓标高及定位工作质量对于钢柱安装质量具有直接影响,因此在控制柱脚锚栓标高及定位过程中,施工人员需要按照下述方法完成相关施工:根据施工图纸提前进行模具制作。以螺栓的定位为例,在施工之前先根据设计图纸和施工图纸进行螺栓模子的制作,以组为单位进行预制。在定位的过程中先行使用定位模对螺栓进行固定,随后使用钢筋框使其被焊牢。在预埋过程中,为了便于后续模板标高、轴位以及螺栓外露长度的确定,施工人员可以将螺母套在螺栓上,在确定模板标高、轴位以及螺栓外露长度后,对螺栓与基础钢筋进行焊接。
2.6钢柱垂直度控制
门式钢结构厂房的整体效果体现很大程度上依赖于钢柱垂直度的控制,只有在确定好钢柱垂直度后门式钢架的施工才能够正常进行。钢柱是门式构架中的轴心受力构件,当钢柱垂直度不能够满足设计要求是将会出现偏心问题,该种状况的出现轻则出现门式钢架的变形,重则引发安全事故,由此可见控制好钢柱垂直对极为关键。为了实现对钢柱垂直度的控制,可以从下述几个方面进行:一是参照施工规范,保证垂直度和偏差符合要求。根据GB50205—2001相关规定,门式钢结构厂房钢柱垂直度应小于H/1000;二是把握好施工顺序。钢柱的焊接工作应该在浇筑之前完成;三是把握好施工细节。在进行钢柱浇筑施工时,应采取二次浇筑。头次脚柱需要保留5cm,等待完成钢柱的安装矫正工作之后,再进行二次浇筑。二次浇筑的实行能够很好的保证浇筑效果的合格,避免出现钢柱垂直度不合要求,重新施工的状况。
2.7围栏结构安装
在门式钢结构厂房的建造中,以彩钢作为围栏结构以成为施工惯例,同时也为人们所看好,该种形式的围栏结构为墙面装修提供了较大的便利,同时也美化了门式钢结构,减轻了整体重量。在围栏结构安装过程中,施工人员需要做好下述两点:一是保证施工与设计的一致性,体现出彩钢围栏结构的美观实用性;二是做好保温棉的安装工作,避免出现渗水现象。
3结语
通过该文的分析可知,在门式钢结构厂房的施工过程中,掌握正确的施工办法和质量控制手段,对提高门式钢结构厂房的建设质量具有重要作用。从目前门式钢结构厂房的施工来看,应当做好制作材料质量控制、制作方法及质量控制、钢结构除锈、防腐施工办法以及质量控制、安装施工办法及质量控制等方面工作,更好的为门式钢结构厂房的施工服务,保证门式钢结构厂房的施工能够取得实效。
作者:石华君 单位:中铁二局集团建筑有限公司
参考文献: