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1.引言
随着工程建设的发展和技术的进步,大跨钢结构在工程施工建设中的运用越来越多,并发挥越来越重要的作用。一般将跨度超过60m的结构称之为大跨度结构,近年来,随着施工技术的发展和经验的总结,大跨度钢结构在施工中越来越受到重视,显示其经济性、先进性与合理性。文章主要探讨分析大跨钢结构选型及施工安装技术,指出施工中需要注意的问题,希望能够为大跨钢结构施工的实际工作提供指导。
2.大跨钢结构选型应该考虑的问题
选型对大跨钢结构安装和施工有着重要的影响,为了促进安装施工的顺利进行,在选型的时候需要注意以下问题。
2.1跨度及宽度。经济社会的发展和人们生活水平的提高,使得人们对大跨结构需求增多,要求也进一步提高,同时也促进了大跨结构的出现。而不同的大跨空间钢结构适用于不同的跨度,只有跨度合适,才能提高结构空间性能和刚度,更能满足施工的实际需要。而如果不合适的话,则会出现相反的效果。因此,在选型的时候,一定要重视跨度的选取,大跨钢结构属于空间受力的形式,是不宜分解为平面结构体系的三维形体,在结构荷载的作用下,一般呈空间工作的结构。因此,跨度及宽度对钢结构有着重要的影响,在选型的时候一定要考虑其影响。
2.2钢结构的使用功能。在建筑施工的时候,大跨钢结构是根据不同功能组合形成的综合体,施工中需要考虑的因素为:大跨钢结构建筑本身的采光、通风、保温、隔热效果;大跨钢结构建筑自身的美以及与周围环境的协调美等因素。因此,在钢结构选型的时候,要考虑建筑本身的功能,采光、通风、隔热、保温效果,并对建筑的形体进行合理安排,尺寸进行合理处置,以更好的满足建筑物各项功能的需要。
2.3大跨钢结构荷载种类。在建筑物的使用过程中,为了保证其牢固,必须具备相应的承载能力,能够应对各种荷载的影响。因此,在大跨钢结构选型的时候,需要考虑以下荷载种类:地震荷载、自身重量、风荷载、雪荷载、车辆荷载等等。对于大跨钢结构来说,荷载类型不同,结构的受力情况也不尽相同,因此,选型的时候必须考虑建筑可能承受的荷载类型。
2.4大跨钢结构平面形状。在建筑施工中,运用不同大跨钢结构对构件受力情况会产生不同影响,尤其会影响其受力的均匀性与合理性。目前建筑施工中可能会选用不同结构类型,包括矩形、圆形、椭圆形、菱形、组合形等等。如果大跨钢结构平面形状为圆形的时候,采用充气式薄膜结构较好,其受力均匀性与合理性是比较好的。如果长宽比为1.6的矩形平面,比较适宜采用柱面网壳结构,其受力均匀性与合理性较好。总之,在进行平面形状选型的时候,要综合考虑受力等因素,进行合理选择。
3.大跨钢结构施工安装技术
为了促进大跨钢结构施工安装顺利进行,在施工安装的时候必须把握好相应的施工技术,以提高安装施工质量,促进大跨钢结构更好的发挥作用。
3.1高空散装技术。该施工技术是指,将钢结构的全部杆件和节点,直接在高空设计的位置处进行拼装。一般分为两种不同的施工方法,一种是全支架法,常常被运用散件拼装。另一种是悬挑法,适用于小拼单元在高空的拼装。在施工的过程中,高空散装法一般适用于非焊接连接的网架、网壳、衍架等。但是该方法也存在着一些不足,例如,高空作业量大,施工中需要使用大量的支架材料与设备等等。
3.2钢结构分条安装技术。该技术的具体操作步骤为:将钢结构分割成条状或者块状单元,利用机械设备将其吊装至高空设计位置,并进行拼装,从而满足施工要求。该方面能够在地面焊接和拼装,减少高空作业,有利于施工质量控制。为了提高施工质量,在使用该技术安装的时候需要注意以下几个问:分割得到的单元,其刚度和受力改变是比较小的;分割的尺寸要根据起重机负荷能力来决定。只有注意好这些问题,才能收到更好的施工效果。
3.3高空滑移技术。该技术的具体使用方法为:先将钢结构按照条状单元进行分割,然后将这些单元铺设在预先准备好的滑移轨道上,从而便利将单元由一端滑移至另一端进行拼装。大跨钢结构施工中运用高空滑移技术主要有两种方法。一种是单条滑移法,将单元从一端滑移至另一端就位安装,并在高空对单元进行连接。另一种是逐条累计滑移法,即先将单元滑移一定距离,然后将其与第二个单元连接,将这两个单元一起滑移一段距离,再连接第三个单元,以此类推,一步一步进行连接,直至连接上最后一个单元。
3.4整体吊装技术。该技术的施工步骤如下:先将钢结构在地面进行拼装,然后利用机械设备将其整体吊装至设计标高,并将其固定。尽管在安装施工的时候运用该技术具有较好的效果,能够满足施工的实际需要,但其存在的缺陷也不容忽视,主要表现为:施工中往往需要大型的机械设备,同时对机械安置地点下方的承受力要求较高。此外,施工中运用该方法还会对土建施工带来不利影响。因此,在安装施工中运用该方法的时候需要严格按照施工规范进行,尽量降低其带来的不利影响。
3.5整体顶升技术。具体的施工方法为:将柱作为滑道,并利用千斤顶将结构逐步顶升到设计位置,从而完成施工。在施工过程中,如果不注意,容易将整体顶升法与整体提升法混淆。其实它们是不相同的两种施工技术,二者利用提升设备的位置不尽相同,前者提升设备位于结构支点下面,后者提升设备则位于结构支点上面。另外,这两种方法的作用原理是不相同的,正好相反。在进行大跨钢结构安装的时候,一定要按照整体顶升法的步骤进行施工,提高施工质量。
4.大跨钢结构选型与施工中需要注意的问题
在大跨钢结构施工的时候,施工技术是确保施工顺利进行和工程质量的关键。随着大跨钢结构的发展,传统施工技术面临新的挑战。所以,在进行施工技术运用和施工的过程中,还需要注意以下几个问题。
4.1重视先进技术的运用。随着科学技术的发展,新技术新工艺不断出现,并被运用到大跨钢结构施工中。为了提高施工效率,我们一定要注重先进技术的运用,例如,施工中运用先进的数控设备来提高施工效率,实现定制化目标,以取得更好的施工效果。
4.2运用适当的安装方法。为了提高安装效果,在进行大跨钢结构安装的时候,不局限于单一的某种方法来安装。而是根据施工的具体情况,选用几种安装方法,从而提高安装效果。
5.结束语
总之,大跨钢结构的运用对工程施工建设有着重要的作用,不仅能够优化结构性能和外观,还能够促进建筑结构整体性能的最佳发挥。今后在进行大跨钢结构施工与安装的时候,一定要把握相应的施工要点,严格按照施工技术和规范进行施工,注重先进技术的运用,选用适当的安装方法。同时还需要总结安装和施工经验,提高施工人员的技术水平,促进安装与施工的顺利进行,从而确保大跨钢结构安装和施工质量。
参考文献:
[1]陈荣毅.特殊形体大跨度钢结构的施工技术[J].钢结构,2004(4)
摘要:本文简要阐述了高层(超高层)钢结构的安装技术工作要点。分别从技术管理、人员技能、施工组织设计、方案制定、起重吊装技术、现场安全与文明施工等全方面的创精品安装工程的方法和要求。关键词:钢结构技术吊装安装
Abstract: this paper briefly expounds the senior (tall) steel structure of the installation technology work points. Technical management, personnel respectively from the skills, the construction organization design, plan making, hoisting technology, the safety and civilization construction, all the aspects of the create quality installation method and requirements.
Keywords: steel structure technology hoisting installation
中图分类号:TU391文献标识码:A 文章编号:一、不同层面工程技术人员应具备的专业技能1、高层工程技术人员①、具备全面的钢结构的设计、制造、安装工程技术技能。在设计上应有多座大型钢结构建筑的作品。还应至少有超过10个以上的复杂钢结构的设计经验。如:大型空间旋转钢梯、8米以上悬臂的玻璃雨蓬结构、高层用观光电梯框架的设计等。应清楚和了解我国颁布的不同时期的三个《钢结构设计规范》的基本内容和其特点。在制作上精通钢结构制作技术。熟悉焊接变形与焊接收缩规律。并能准确的计算出焊接收缩量。精通各类钢结构加工工艺和工装胎具的设计。具有组织和领导钢结构加工技术工作项目50个以上的经验。特别是安装工程技术技能出类拔萃。具有丰富的施工经验和解决问题的超高能力。②、有着丰富的起重吊装技术技能和起重吊装现场施工经验。有从事多座大型工业厂房吊装的工程经验。熟悉了解汽车吊、轮胎吊的机械特性。从事过土法起重技术工作。进行过独角扒杆、灵机扒杆、人字扒杆、龙门架、三脚架的设计和应用。能够不借助任何书籍和资料进行迅速的吊装机索具的设计、计算和选择。对于现场出现的安装技术问题能够迅速的提出1-3个解决问题的方法和施工要求。③、精通塔式起重机的设计、制造、使用技术。熟悉其它起重机的使用技术。起码针对在高层钢结构工程用的塔式起重机的一种型号进行过全面的了解和掌握其结构特点。熟练的对塔式起重机的大臂、塔身、起升钢丝绳在定点装配时产生的组合位移进行精确计算。包括垂直和水平两个作用面。目的:对钢构件进行精确安装。熟练的对塔式起重机附着锚固工况进行分析计算。根据实际锚固作用力判断钢结构框架的承载力。在安装钢结构时充分考虑该因素对安装工艺的影响。熟练的对塔式起重机内爬工况的作用力进行分析计算。根据实际作用力判断钢结构框架的承载能力。在安装钢结构时充分考虑该因素对安装工艺、安装质量的影响。④、熟悉掌握与钢构工程有关的国家规范、标准。如:钢结构与砼结构设计规范。质量验收规范。钢管脚手架规范、塔式起重机设计规范和有关安全施工方面的规范等。⑤、了解和掌握国际与国内的类似工程的施工技术状况、工艺等。⑥、掌握本单位的施工队伍技术现状。⑦、掌握系列工程技术人员的现状和各自的岗位责任制情况。⑧、掌握现场施工组织设计与方案制定与落实情况。⑨、精通钢结构工程的经济分析技能。熟练的掌握安装工程的费用预算情况。2、中层工程技术人员①、具备钢结构的安装工程技术技能。掌握现场使用的塔式起重机基本性能和技术参②、有一定的起重吊装技术技能和起重吊装现场施工经验。③、熟悉掌握《钢结构工程质量验收规范》、《钢结构设计规范》、焊接专业技术、涂层专业技术等。④、掌握自己管理的施工队伍技术现状。⑤、清楚现场施工组织设计与方案的具体内容。并组织贯彻执行。⑥、具有解决现场一般技术事件的能力。⑦、具有很高的钢结构图纸视图、绘图能力。掌握现状钢结构部件与图样的一致性。⑧、能够完成一般的钢构安装工程的经济分析。⑨、能够绘制安装工程进度网络图和相应技术指标分析用图。3、现场工程技术人员①、具有一般的钢结构图纸视图能力。具有一般的现场绘制施工草图的能力。②、掌握一般的钢结构施工计算工作。如:一般的起重吊装用机索具的强度与承载能力的计算。③、能够理解和执行现场施工组织设计与方案。④、能够贯彻执行上级布置的技术工作。⑤、基本掌握现场使用的塔式起重机基本性能和技术参数。⑥、能够编写和办理施工现场施工技术洽商。⑦、能够编写施工现场技术工作日志。⑧、能够编写施工现场各类监理验收报表。如:分步、分项工程记录表、原材料进场报验表、隐蔽工程报验表等。⑨、具备及时沟通与监理、甲方、上级的工程技术信息的能力。二、安装工程前的准备工作1、熟悉了解本工程情况。2、掌握本次钢结构的制造情况。3、全国同类型钢结构高层安装的现状。4、世界同类型钢结构的高层安装现状。5、技术资料的准备工作。6、安装工程施工组织设计与安全技术方案的起草。7、人员的培训与组织。8、高层(超高层)钢结构安装工程企业标准的制定。9、对制造出厂的钢结构部件的质量进行全面的检查核实。将不合格的钢结构部件进行调整或返工处理。10、工地现场材料的堆放进行准备工作。计算地面的承载能力等。11、起重吊装机索具的准备。信号传递工具的准备。为了保证施工人员的安全。当完成吊装作业后施工人员不用爬到吊点处进行解除绳结的约束。设计与制作出自动卡环工具。当完成吊装作业后。施工人员在下面就能解除绳结的约束。是减少施工人员的高空作业所采取的必要手段。12、钢结构部件现场短途运输车辆的设计、制作。要求满足承载与行走的基本需求和具有连接、解除方便的功能。13、钢结构部件现场短途运输道路的准备。包括在地下室顶板上进行运输的支顶加固措施的实施工作。要有详细的理论计算保证。14、现场实际塔吊吊装不同规格的钢结构部件在吊起和降下这一不同过程中的不同位移量。将计算结果列出表格。用于钢结构部件精确吊装定位。15、确定出内爬式还是外附着式塔吊的布置方案。三、工地现场钢结构部件的吊装前准备工作1、按施工组织设计计划:对不同的钢结构部件与外形大小结构特点按吊装顺序进行编组、编号。按计划设计位置图进行码放工作。2、对起吊前的钢结构部件水平移动到起吊处。3、对起吊前的钢结构部件进行垂直度校正工艺装备的安装工作。如:缆风绳临时固定点的捆绑。校正用支撑杆支点位的确定装配。吊点定位临时固定装置的安装。目的:钢结构板边棱角防切断钢丝绳和脱绳位移的限制。4、完成精确测量定位工作。注意:①、测量选用通过国家计量部门检测合格的钢尺、经纬仪和水平仪。②、对检测用钢尺的截面进行测量。选用对应规格的弹簧拉力计。查表选用对应的测量尺寸修正系数。并在测量中正确使用量具、仪器和修正系数。③、选用合适的放线工具进行放线、画线。5、施工人员操作用脚手架的架设。对人员操作脚手架应有理论计算保证。架设完成后,安全技术人员要组织验收。合格后方可使用。对验收工作要有书面的验收记录。6、人体防坠落安全网的架设安装。架设完成后,安全技术人员要组织验收。合格后方可使用。对验收工作要有书面的验收记录。7、完成操作人员的安全带的悬挂装置的安装工作。8、完成操作人员到施工面简易道路的布置工作。9、对起重机索具进行检查与安全验收工作。做好书面记录与办理有关人员签字的手续10、组织的施工技术交底与安全动员会。使全体人员明确钢结构安装的工艺与技术要求。明确安全工作的基本操作方法和有关规定。四、塔式起重机使用前的准备工作1、认真组织有关人员进行塔吊安装的验收工作。并认真填写有关验收表。做好塔吊基础隐蔽工程的验收工作。2、进行全面的机械设备保养工作。3、做好试运转工作。按试车计划进行调试。对力矩限制器、行程限位装置进行最优化的设定。4、空载、重载试车,确保无问题。5、做好机械设备的工作日志与历履书的填写工作。做好驾驶员的交接班记录工作。6、做好防雷电的地线布置工作。满足有关规定要求。如:导线截面积大于150平方毫米和阻抗值小于4奥姆的规定。7、基础处的排水功能有效。8、驾驶员持证上岗。身体状况达标。人员配备合理。五、安装工作1、对钢结构部件进行吊装作业。钢结构部件到位后,校对安装基准线,进行精确定位2、对钢结构部件进行定位后。将部件的自重对连接点处的作用力控制在80%。控制方法利用塔吊的垂直位移量按计算表进行控制。用水平仪和经纬仪读数调整。3、对钢结构部件进行基本的连接。螺栓或焊接多点。按方案要求进行作业。4、对钢结构部件进行安装精度的调整控制。用经纬仪测量柱子的垂直度时注意阳光对柱子侧面热胀冷缩的影响。5、钢结构部件就位时,部件的自重对连接点处的作用力控制在80%后。塔吊小车应按塔吊水平位移量计算确定值向大臂端部移动一段距离。以保证塔吊起升钢丝绳与立柱在一个垂直线上。6、钢结构部件就位后,检验合格后进行螺栓紧固或焊接工作。7、钢梁的吊装可采用两吊点或4吊点布置。注意4吊点用两根绳布置双平衡滑轮。吊点捆绑处吊点与相临的吊点的穿绕方向要一正一反。确保大梁始终处于平衡状态。做好棱角切绳的防止保护工作。可将管子一分为二处理。垫于棱角处。8、当本层工作完成后作局部验收。不合格必须整改至合格为止。9、做好下一安装工程的准备工作。六、技术资料档案工作1、做好分部、分项的技术验收资料工作。按国家规定的表格进行认真的填写。2、对钢结构进场的原材料化验单、机械性能报告单、焊条的出厂质量合格证明。螺栓的出厂质量合格证明等。进行收集与整理。及时向监理报验签字生效。3、做好隐蔽工程工作。填好相应验收表。及时向监理报验签字生效。4、做好螺栓现场检验、力学试验工作。5、做好1级、2级焊缝的现场检验工作。6、做好油漆涂层检验工作。7、做好防火涂料的检验与现场涂层的检验工作。8、做好钢结构安装精度的检验验收工作。9、认真做好技术档案的编制工作。七、应急预案的应用1、首先在工程开工前编制切实可行的施工技术和安全应急预案。2、制定启动应急预案基准条件。按基准条件启动应急预案。3、在施工组织设计中明确应急预案的内容和如何应用。4、在交底会上进行传达和应用培训。在安全方面必要时进行模拟演习。八、工程进度与施工技术的调整1、每周进行工程进度协调碰头会。2、限定时间和指定专人进行解决发生的进度问题。3、每周进行简报工作。4、每周调整工程进度网络图。九、工程总结工作1、工程整个期间应进行多次工作小结。找出与计划不符的现象与原因。2、改进技术工作。调整计划。总结教训与成绩。3、按戴明环质量管理理论进行钢结构安装工程工作。整个管理工作应纳入企业的全面质量管理体系。4、工程全面完工后必须进行详细的总结工作。检查实际发生与计划有多大的差别。主要问题有哪些?5、根据总结工作情况修正企业钢结构安装工程标准。6、与国内、国际钢结构安装工程精品进行比较。肯定成绩、找出不足。
【关键词】施工技术;质量控制;竣工验收
引 言
高层钢结构一般是指六层以上,主要采用型钢、钢板连接或焊接成构件,再经连接、焊接而成的结构体系。高层钢结构常用钢框架结构、钢框架——混凝土核心筒结构形式。后者在现代高层、超高层钢结构中应用较为广泛,事实上,它属于钢——混凝土混合的结构。钢筋混凝土在高层建筑中由于自身重量过大,梁柱占用的面积比率也大,因此高层建筑中采用钢筋混凝土结构经常受到很多质疑;同时强度较高的钢材也顺应出现,在高层建筑中采用一部分钢结构或全部运用钢结构的理论设计同步前进。伴随冶炼、制造技术的高速发展,为高层钢结构工程在工程领域的应用带来了新的生机:伴随着高层建筑工程建设的不断增加,继而又推动了高层钢结构设计、施工中的焊接、安装技术的不断提高。下文对高层钢结构施工中焊接技术进行简要总结。
1、高层钢结构施工前需要的准备工作
1.1高层钢结构体系的体系类型
中国对高层及超高层建筑的体系的划分,在《建筑设计规范》、《建筑抗震设计规范》、《建筑防火设计规范》无统一的规定,通常情况下认为建筑高度超过24以上为高层建筑,建筑高度超过60米以上为超高层建筑。
从建筑物结构设计角度上看,根据建筑物使用功能要求、建筑物高度不同、场地抗震设防烈度以满足经济、合理、安全、可靠的设计原则,应选择相适应的结构体系。通常分为:框架结构体系、剪力墙结构体系、框架—剪力墙结构体系、框—筒结构体系、筒中筒结构体系、束筒结构体系六大类。通常高层和超高层建筑在结构设计中除采用钢筋混凝土结构外,有时还采用型钢混凝土结构、钢管混凝土结构,全钢结构。
1.2高层钢结构体系施工前应做好准备工作
开工前必须做好高层钢结构体系施工前的图纸会审工作,图纸是工程施工的重要依据,工程开工前工程建设单位应组织设计单位、施工单位、项目监理机构、图纸评审专家小组一起工程图纸,对图纸设计要求不明确的地方进行研究讨论,提出相关问题,由设计单位进行解决。图纸会审通过后,监理公司必须组织所有监理人员对工程相关规范标准、工艺技术,准确掌握设计意图。并组织施工单位现场从事专业技术的人员对图纸进行设计交底,检查出施工图纸中的不合理之处,一定将问题在开工前解决,避免因图纸问题对施工的质量、进度等产生影响。
2、高层钢结构塔吊的选型与合理布置
对于高层钢结构的施工,塔吊是最具核心的设备,因此塔吊的选择与布置要依据周边建筑物高度、现场条件、钢结构的重量等因素进行综合考虑,必须确保塔吊在施工过程中装拆的安全可靠性。塔吊选择宜优先考虑内爬式塔吊,该类型塔吊不需要对楼层加固,在起重机布设位置上的自由度较大,并且在进行高层建筑钢结构的吊装施工时对塔吊起重能力和幅度要求不苛刻。
3、高层钢结构选材筛选
钢结构的最大缺点是导热系数大,耐火性能差。原材料进场前必须严格控制原材料的选购。原材料中钢筋的质量文件应齐全有效、检验结果要符合规范和设计要求。
4、高层钢结构现场制作与安装施工要求
多层及高层钢结构的制作和安装应按照施工图进行,并应遵守《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-95、《高层建筑钢结构设计与施工规程》JGJ99-98及其他有关规范和规程的规定。制作和安装的施工单位在开工前必须编制施工组织设计和工艺流程,施工过程中必须严格按照规定的要求组织施工。
高层钢结构制作与安装的一般要求
多层及高层钢结构制作和安装工作,必须在具有多层及高层钢结构吊装和制作的责任工程师和责任工艺师的指导下进行。对参加制作和安装的人员,必须进行各项专业培训,经培训达到要求者方能进行操作。施工详图编制后,应提交原设计工程师负责审批,或由合同文件中明确规定的监理工程师审批。由于材料代用、工艺或其它原因需修改施工图时,必须向原设计单位申报,经同意并签署文件后,修改图才能生效。构造复杂的构件制作时,应充分考虑各方面因素的影响,必要时要进行工艺性试验。多层及高层钢结构安装前,必须对构件进行详细检查,构件外形尺寸,螺孔位置及直径,连接件位置及角度,焊缝、栓钉、高强度螺栓节点,摩擦面加工质量等均应达到施工图的技术要求。
5、高层钢结构安装工程竣工验收资料
多层及高层钢结构安装工程竣工验收应提交下列文件:钢结构施工图,设计更改文件,并在施工图中注明修改部位;钢结构制造合格证;安装用材料的质量证明文件;测量检查记录,焊缝质量检查记录,高强度螺栓安装质量检查记录,栓钉焊质量检查记录;各种试验报告技术资料;隐蔽工程分段验收记录;安装过程中建设单位、设计单位、构件制造厂、钢结构安装单位达成的各种技术文件。
6、结语
钢结构住宅是今后发展的一个重要方向,但钢结构仅仅是建筑中承重体系、服务部分,它不是建筑使用中的主要成分,钢结构住宅设计首先要遵循住宅建筑设计的一般原则,然后才是发挥钢结构的优势,单纯突出钢结构而不考虑生活的舒适性、不能满足人文要求的钢结构住宅项目是没有市场的。如果说钢筋混凝土结构的发展使施工从手工进入了机械化,那么钢结构的应用就将使住宅施工实现现代化,钢结构住宅将成为建筑现代化发展的一个重要标志。“钢结构是环保住宅,钢结构符合可持续发展概念”——21世纪钢结构将占领广阔的建筑市场。在我国目前大力推广住宅产业化的时代背景下,我们相信钢结构体系终将成为住宅结构体系的主流。
参考文献
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关键词:坪山网球中心;钢结构网架;工程管理
一、工程概况
深圳坪山网球中心工程定位于服务群众性体育运动需求,建设国家级网球培训中心,举办网球赛事,对中国网球事业的普及、后备人才的培养及专业人才的输送将作出重大贡献,对缩小中国与发达国家网球运动发展的差距、促进中国网球事业的发展无疑具有重要的意义。
本工程为坪山网球中心钢结构网架,网架主体结构为螺栓球钢网架,正方四角锥型,支承条件为周边柱点支承。钢网架长宽规格为100.5m×91.5m,投影面积为9196,网架最大厚度为4.05m,立面呈波浪形状,网架顶部标高为20m。体育场中间为网球场地,四周为观众席。用钢量约450吨。
本工程位于比亚迪路与新合路交汇处。由于工期紧,搭设满堂脚手架对工程施工进度影响较大,因此考虑尽量采取高空散装法施工,因此对工程质量和安全生产要求很高。网架安装顺序由南往北进行,要求土建在北面预留机械进出通道,并硬化馆内地面,保证汽车吊在施工场内行走。因此,本工程钢结构的施工部署原则为:(1)工序安排上统筹考虑、合理搭接;(2)资源保证上比选优化、均衡配置;(3)工艺选择上先进可行、经济适用;(4)施工管理上全面协调、周密服务。
二、工程管理依据:
1、项目建设用地的周围环境及现场情况;
2、钢结构网架工程设计施工图纸;
3、已经批准的施工组织设计及网架专项施工方案;
4、《钢结构设计规范》GB50017-2003:
5、《网架结构设计与施工规程》JGJ7-91;
6、《网架结构工程质量检验评定标准》JGJ78-91;
7、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001;
8、《建筑安装工人安全技术操作规程》;
9、现行国家建设工程施工安全技术法规和安全技术标准。
三、开工准备阶段的管理工作
1、组建工程管理队伍
根据本工程特点,选择配备项目负责人和必要的管理人员。人员配备应能涵盖钢结构所涉及的各类专业,同时提倡人员相互渗透一专多能,以便能够充分发挥沟通、协调和组织监控的作用。
2、认真学习图纸,在熟悉工程特点的基础上制定管理细则
管理人员在工程开工之前应尽快熟悉工程图纸、项目有关情况和工程所选用的规范、规程、工艺技术条件等,在此基础上,制定具有针对性、可操作性的管理细则以便今后有效指导工作。对项目情况的熟悉,需对监理、施工单位甚至分包工队伍等充分了解,尤其对实际操作的施工队伍,要掌握其人员素质及质保系统运转情况,必要时应制定计划与措施进行“调教”,这样才能创造良好的施工前提;在熟悉具体工程方面,应对整个工程工作量、工作重点、难点以及施工集中的季节等,都要做到心中有数。
3、加强对总包及分包商资质和加工场所条件进行考察和审查
钢结构网架工程的施工要经过工厂制作和现场安装两个阶段,这两个阶段可由一个施工单位完成,但有时也可能由两个单位分别完成。切实作好钢结构制作单位和安装单位的考察与选择工作,对于确保钢结构网架工程质量及进度,具有重要意义。钢结构网架制作、安装单位的考察内容主要有:企业资质,生产规模,技术人员数量、职称及履历,技术工人数量及资格证,机械设备情况,以及业绩情况等级。对条件不足的承包商及时提出整改或限期整改意见,在满足基本条件之后再会签资质审查报告和开工令。
4、严格审查承包单位提交的钢结构网架制作工艺及安装施工组织设计
施工组织设计是承包单位编制的指导工程施工全过程各项活动的重要综合性技术文件,认真审查施工组织设计是工程管理工作事前控制和主动控制的重要内容。钢结构网架工程要针对制作阶段和安装阶段分别编制制作工艺和安装施工组织设计,其中制作工艺内容应包括制作阶段各工序、各分项的质量标准、技术要求,以及为保证产品质量而制订的各项具体措施,如关键零件的加工方法,主要构件的工艺流程、工艺措施,所采用的加工设备、工艺装备等。
四、网架制作阶段的管理工作
主管工程师要充分重视网架制作阶段的管理工作,要象其他类型工程的管理工作一样,与项目监理工程师一起,切实抓紧抓好事前控制和事中控制,对钢结构网架各工序、各分项都要做到检查认真而及时、严格而到位。要避免那种放松工厂网架制作过程的管理,仅靠网架构件完成后进场验收的错误工作方法。这一点在网架制作单位距工程所在地路程较远的情况下,尤其要注意。具体监控要点如下:
1、开工准备:(1)审查工厂的项目组织管理系统,沟通彼此之间的联系,建立与技术部门及质保部门的正常工作联系;(2)审查工厂的质量控制方案,明确本工程实际质量检查的内容、质量控制点、验收的内容等;(3)与工厂技术部门、质保部门商定用于本工程的各类质检报告内容与格式;(4)审查材料质保书,确定材料复查内容;参与材料复查试验;(5)检查材料仓库收发制度;检查焊接材料的一、二级库情况,焊接材料焙烘、保温设备完好情况及相应的记录;检查焊接材料发放台帐、焊条回收制度等;(6)审查工厂提交的焊接工艺评定任务书或焊接工艺评定转移报告,批准焊接工艺评定任务书或焊接工艺评定转移报告;(7)参加焊接工艺评定试验;(8)审查焊工资质及有效证件;(9)审查无损检测(NDT)人员资质及有关设备的鉴定有效期;(10)审查用于工程的长度计量器具的鉴定有效期;(11)检查除锈、涂装设备情况,是否符合有关技术要求。
2、制作实施:制作实施阶段钢网架结构管理分下列四个专业进行管理,即:结构管理;焊接管理;无损检测管理及涂装管理。
(1)结构管理:① 放样质量抽检,内容为草图、样板、样带、下料情况;② 小拼板及T字组合梁质量检查(拼板拍片),抽检后签证;③ 钢网架加工质量抽检;④ 网架钢管分段就位与拼装质量检验;⑤ 焊后分段分解,各拼装接口状况及平整度;⑥ 复验工厂提交的分段检验报告数据,签证认可。
(2)焊接管理:① 焊接工程是钢结构网架制作和安装工程最重要的分项之一,工程师必须从事前准备,施焊过程和成品检验各个环节,切实作好焊接工程的质量控制工作。目前,钢结构网架施工单位绝大部分都具备自动埋弧焊机,仅在个别部位采用手工施焊。焊接质量问题较多存在于手工焊缝,这些问题有:焊瘤、夹渣、气孔、没焊透、咬边、错边、焊缝尺寸偏差大、不用引弧板、焊接变形不矫正、飞溅物清理不净等。鉴于这种情况,工程师必须做好以下各项工作:① 检查焊接原材料出厂质量证明书;② 检查焊工上岗证;③ 督促进行必要的焊接工艺试验;④ 施焊过程中加强巡视检查,监督落实各项技术措施;⑤ 严格进行焊缝质量外观检查和焊缝尺寸实测;⑥ 督促进行无损检测工作。
(3)无损检测管理:① 审查各类焊缝无损检测的类别及长度是否满足技术条件的要求;② 参与指定RT(X光拍片),核查RT检测部位是否符合技术条件;③ 参与复查RT检验报告;③ 参与审查UT(超声波探伤)报告。
(4)除锈及涂装管理:钢结构网架的除锈和涂装是承包单位较易忽视的一项工作,也是施工的薄弱环节。故工程师必须对除锈和涂装工作给予高度重视,因此应抓好以下工作:① 对构件的除锈质量按照设计要求等级进行严格验收;② 检查涂装原材料的出厂质量证明书,防火涂料还要检查消防部门的认可证明;③ 涂装前彻底清除构件表面的泥土、油污等杂物;④ 涂装施工应在无尘、干燥的环境中进行并符合规范要求;⑤ 涂刷遍数及涂层厚度要符合设计要求;⑥ 对涂层损坏处要做细致处理,保证该处涂装质量;⑦ 认真检查涂层附着力;⑧ 严格进行外观检查验收,保证涂装质量符合规范及标准要求。
五、现场安装阶段的质量监控
钢结构网架安装阶段的管理工作主要是监督承包单位管理体系和质保体系的运行情况,督促落实施工方案的各项技术、组织措施,严格按照国家现行钢结构网架有关规范、标准进行施工。现场安装阶段的管理工作应重点抓好以下几个环节:安装方案的合理性和落实情况、安装测量、高强度螺栓的连接、安装焊接质量、安装尺寸偏差的实测、涂装等。管理工作要加强施工现场巡视检查、平行检验。
1、安装预埋件的复核、测量、定位:根据设计图纸,对支座处主体结构的每个连接点进行测量,测出实际的误差值,然后对凸出的部分进行修凿,凹进部分由原预埋件接出,使各连接点尺寸正确,为支座定位的准确度和顺利施工创造条件。网架杆件、球等应按构件要求进行验收,复核杆件的尺寸、规格、加工精度、焊接质量、防腐处理以及质量保证资料,包括试验、探伤资料等,重要构件应对应严格按照工艺图的要求到加工车间进行检查。
2、网架安装顺序及质量控制要点
(1)工艺流程检查:放线、验线 安装下弦平面网格安装上弦倒三角网格 安装下弦正三角网格调整、紧固支座焊接、验收。
(2)下弦平面网架安装质量控制要点:① 在第一跨间的支座安装就位后,对好柱顶轴线、中心线,用水准仪对好标高检查,将误差控制在规范要求范围内。② 安装第一跨间下弦球、杆,组成纵向平面网格。③ 对排好临时支点进行检查,保证下弦球的平行度。④ 对安装第一跨间的腹杆与上弦球,一球二腹杆的小单元就位、与下弦球拧入固定质量进行检查。⑤ 安装第一跨间的上弦杆,控制网架尺寸。注意拧入深度影响到整个网架的下挠度,控制检查好尺寸。可以调整临时支点的高低位置来控制网架的尺寸。
(3)安装上弦倒三角网格质量控制要点:① 网架第二单元起采用连续安装法组装。② 从支座开始先安装一根下弦杆,检查丝扣质量,清理螺孔、螺扣,干净后拧入,同时从下弦第一跨间也装一根下弦杆,组成第一方网格,将第一节点球拧入,下弦第一网格封闭。③ 安装倒三角锥体,将一球三杆小单元吊入现场。将二斜杆支撑下弦球上,在上方拉紧上弦杆,使上弦杆逐步靠近已安装好的弦球,拧入。④ 然后将斜杆拧入下弦球内,拧紧,另一斜杆可以暂时空着。⑤ 继续安装下弦球与杆,一杆拧入原来的下弦球螺孔内,一球在安装前沿与另一斜杆连接拧入,横向下弦杆安装入位,两头各与球拧入,成下弦球第二网格封闭。⑥ 按上述工艺继续安装一球三杆倒三角锥,在二个倒角锥体之间安装纵向上弦杆,使之连成一体。逐步推进,每安一组倒三角锥,则安装一根纵向上弦杆,上弦杆两头用螺栓拧入,使网架上弦也组成封闭形的方网格。⑦ 逐步安装到支座后组成一系列纵向倒三角锥网架。检查纵向尺寸,检查网架挠度,检查各支点受力情况。
(4)下弦正三角网格安装质量控制要点:① 网架安装完倒三角锥网格后,即开始安装正三角锥网格。② 安装下弦球与杆,采用一球一杆形式,将一杆拧入支座螺孔内。③ 安装横向下弦杆,使球与杆组成封闭四方格,检查尺寸。也可以采用一球二杆形式。④ 安装一侧斜腹杆,单杆就位,拧入,便于控制网格的矢高。⑤ 继续安装另一侧斜腹杆,两边拧入下弦球与上弦球,完成一组正三角锥网格。逐步向一侧安装,直到支座为止。⑥ 每完成一个正三角锥后,再安装检查上弦四方网格尺寸误差,逐步调整,紧固螺栓。正三角锥网格安装时,时时注意临时支点受力的情况。
(5)网架杆件安装调整、紧固质量控制要点:① 网架安装时随时测量检查网架杆件安装质量。检查下弦网格尺寸及对角线,检查上弦网格尺寸及对角线,检查网架纵向长度、横向长度、网格矢高。在各临时支点未拆除前进行调整。② 网架安装时随时测量检查网架杆件安装质量。检查下弦网格尺寸及对角线,检查上弦网格尺寸及对角线,检查网架纵向长度、横向长度、网格矢高。在各临时支点未拆除前进行调整。③网架在安装过程中应随时检查各临时支点的下沉情况,如有下降情况,及时加固,防止出现下坠现象。④网架检查、调整后,对网架高强度螺栓进行重新紧固。⑤网架高强螺栓紧固后,将套筒上定位小螺栓拧紧锁定。
(6)网架支托安装质量控制要点:①根据图纸要求进行支托现场切割,进行点焊质量检查。②检查找坡度,以便保证安装屋面板坡度正确。③ 测量、并对支托焊接固定质量进行检查。
(7)支座焊接与验收控制:①检查网架整体尺寸合格后,检查支座位置是否在轴线上,以及偏移尺寸。网架安装时尺寸的累积误差向两边分散,防止一侧支座就位正确,另一侧支座偏差过大。②检查网架标高、矢高,网架标高以四周支点为准,各支点尺寸误差应在标准规范以内。③ 检查网架的挠度。④ 各部尺寸合格后,进行支座焊接。⑤ 网架支座焊接应保护支座的使用性能,保护防止焊接飞溅的侵入。
3、安装技术要求及注意事项
(1)钢网架在安装前,安排检查好支点和支点的标高,临时支点既要使网架受力均匀,杆件受力一致,还应注意临时支点的基础稳定性,一定要防止支点下沉。
(2)网架安装应注意检查网架的挠度,确保网架的挠度在允许偏差范围内。
(3)网架安装后应注意支座的受力检查。
(4)钢网架安装后,在拆卸架子时注意同步,逐步的拆卸,防止应力集中,使网架产生局部变形,或使局部网格变形。
(5)钢网架安装完毕后,督促施工单位做好成品网架保护,勿在网架上方集中堆放物件。
六、檩条及屋面板施工控制要点
1、检查工艺流程安排的合理性
底板安装 Z型檩条超细玻璃棉铺设上层BHP钢板安装。
2、安装技术要求及应注意控制的质量问题
(1)底板安装时固定采用自攻螺丝固定,固定时应注意板的绞合缝及檩条的垂直度,底层板可一次性安装完毕。
(2)底板固定后安装Z型檩条,檩条安装时应保证直线度,上下檩条应保持一条直线(安装前让施工单位先拉一条线或作好标记),螺丝固定不可打偏、虚拧。
(3)檩条固定后开始铺设超细玻璃棉,超细玻璃棉铺设应做到均匀分布,应平整、无皱,注意天沟内与屋脊处一裁平,不得有外露、下垂现象。
(4)在超细玻璃棉铺设好后,进行上层压型钢板的安装,上层板安装之前,应在檐口按工艺要求放置好滴水板及泡沫堵头。
(5)应考虑到Z型檩条的宽度,螺丝固定时不可虚打,应作好标记。
(6)固定后自攻螺丝成一直线,松紧度皮垫片微受力即可,不可松动或凹陷,不得有钻偏、虚拧现象产生,必须有专人负责此项操作。
(7)包边钢板,泛水钢板搭接尽可能背风向,搭接长度 ≥60,拉铆钉间距 ≤500。
(8)施工中应避开利器,工具等碰擦伤彩钢板表面涂层,屋面上人作业时,尽可能避免集中上人,注意施工安全。
(9)屋面板施工完成后分区试水,检查渗漏情况。
七、防火涂料施工控制要点:
1、钢构件表面要进行除锈处理,所涂刷的防锈底漆时间应实干以后,或根据其需要,直接刷涂防火涂料进行防火保护处理。
(1)钢结构件连接处如有较宽缝隙(4-12mm),需用防火堵料或硅酸铝棉等其他防火材料填补填平后才能喷涂防火涂料。
(2)防火涂料施工的气候条件:在施工过程中和施工之后涂层干燥固化之前,环境温度为 5-38?,相对温度不宜大于 90%,空气应流通。施工前,钢结构表面无结露、无油漆和尘土。每次涂刷前后防火涂层表面应无结露或雨淋,否则会影响涂层的粘接强度。
(3)本防火涂料属溶剂型,施工过程严禁烟火!特别是现场电焊、气焊等,在涂层没有实干前,禁止在涂层周围或涂层上作业或火星溅落到涂层上。
(4)每涂刷一次,须间隔 8小时以上,再进行第二次涂刷,以此类推至达到规定的涂层厚度为止。涂层未实干不可受雨淋,浸水或严重潮湿,以防溶蚀剥落。
(5)如需包玻纤布必须在涂层没有表干之前,把已裁好的玻纤布用手均匀地贴在涂层上面,使玻纤布与涂层牢牢地结合在一起,然后再刷直至要求的涂层厚度。
(6)每次涂刷完毕,必须对涂层进行检查,发现有遗漏等现象,应进行补涂,直到合格为止。
2、工程质量合格判定:
(1)该防火涂料综合质量满足GB14907-94要求。
(2)施工后,用目视法检查涂层表面质量(允差:1m直尺 6mm)颜色,漏涂和裂缝(无 0.5以上)等。用力0.5-1kg的榔头轻击涂层,检查是否粘接牢固,是否有空鼓(无100cm2以上)脱落情况,如不发出空响声,或无块状脱落,或无明显掉粉现象。施工人员要用测厚针或防火涂层测厚仪在防火涂层表面进行抽查,随时注意掌握涂层厚度,务必达到符合规定的厚度要求。误差允许范围:在设计规定厚度 15%以内的上差或下差幅度为合格,但不是规定厚度部位的连续面积的长度如超过 1M时,也要补涂(或喷)直至达到规定厚度要求。
(3)涂层均匀度:表面要求基本均匀平坦。
八、施工中的安全控制:
施工安全事项和劳动保护措施参照《建筑安装工人安全技术操作规程》有关规定执行,具体如下:
1、施工人员应由经过训合格的,业衣着要灵便,禁止穿硬底和带钉易滑的鞋。
2、使用个人防护用品和安全防护措施。进入施工现场必须戴安全帽及口罩,禁止穿拖鞋或赤脚,高空作业必须系好安全带、安全帽,安全带要定期检查,不符合要求的严禁使用。
3、高空作业所用的材料要堆放平稳,工具应随手放入工具袋内,上下传递物件抛掷。
4、遇有恶劣天气(如风力在四级以上)影响施工安全时,不宜采用喷涂施工。同时要特别注意做好安全防护。
5、施工安装梯子不得缺档,不得垫高。使用时上端要扎牢,下端应采取防滑措施,如需接长使用,应绑扎牢固。
6、有安全防护设施,禁止在屋架上弦、支撑、木桁条、挑架的挑梁和未固定的构件上行走或作业。
关键词:建筑工程;轻钢钢结构;安装技术
中图分类号:TU198 文献标识码:A 文章编号:
引言
建筑结构中的轻钢结构具有施工速度快、自有强度高、施工周期短、自重轻等优点。它比传统的砖石结构更灵活多变、美观大方。建筑结构中的轻钢结构以简洁明快的特点在建筑行业中得到了广泛的应用。轻钢结构是继大跨度钢结构和高层钢结构之后在建筑结构中应用最为广泛的建筑结构之一,已经发展成为了我国发展速度最快的新型建筑钢结构体系。
一、轻钢结构的概述
轻钢结构是指轻型钢结构建筑体系, 一般是结构荷载比较小,结构杆件也比较小, 构件壁厚比较薄的一类结构。轻钢结构是以热轧轻型H型钢、轻型焊接型钢、高频焊接型钢、冷弯薄壁型钢、薄钢板和薄壁钢管等高效能结构钢材和高效功能材料为主, 以各类高效装饰连接材料为辅组装而成,能满足建筑特定使用功能和特定空间需求的轻型全装配钢结构建筑。
二、建筑结构中轻钢结构的主要特点
1、节能环保且经济效益好
轻钢结构的应用改变了传统的砖石构造,使得建筑结构能够灵活多变且避免了灰尘满天,施工废弃物难以处理的问题。同时,废旧钢材的回收利用价值高,拆除方便且不易产生固体废物垃圾,具有良好的环保效果。再者,轻钢结构的综合经济效益较好,施工速度快和施工周期短的特点能够大大降低施工成本,提前投入使用,具有良好的投资价值。若是采用彩色压型钢材不仅可以获得经济效益还能够改善周边的生态环境。轻钢结构自身的重量较轻也使得建筑工程的总体投资得到节省,并且持久性和耐久性较好。就目前我国的轻钢市场而言,轻钢结构的造价远低于钢筋混凝土结构的造价。
2、节约钢材与节约工期
轻钢结构大多是采用薄壁构造,其自身重量轻的特点能够有效节约钢材。在同等外负荷的条件下,轻钢结构较之其他钢结构构能够充分发挥钢材的潜力。相关资料显示,轻钢结构的应用较之传统钢材节约了15%—30% 的钢材。同时,钢结构的制造、施工、安装不仅仅局限于工地而是由专业的制作厂进行建造,在工地的施工仅仅是拼装、安装。因此,施工周期短,制造速度快,且加工精密度高,结构拼装简单、快速。
3、建筑结构灵活多变
轻钢结构自身的钢结构使得在建筑结构应用中布局更为灵活,净使用的面积最大化。钢结构建筑的柱距最小化,开间最大化。在轻钢结构的建筑中几乎所有的墙体都是非承重墙,用户可以根据自己的需要随意转换建筑的空间布局,使得建筑的造型更加人性化、个性化。并且,轻钢结构的建筑可以根据建筑的位置对建筑的分隔、保温、散热进行更为人性化的变化。同时,轻钢结构的钢材构建可以在垂直方向满足用户跃层、错层的需求,使得建筑的形式更加多样化,空间更为开阔、简约、明快。
4、自有强度高,抗震性能强
工业化的生产使得轻钢结构的精密度高且拥有较高的强度。轻钢结构的材料比普通的钢材截面更为合理。轻钢结构较高的轻度也使得它在承受同样负荷时所使用的钢材较少,自身的重量相应减轻。此外,轻钢结构的韧性较强,变形能力更好,相应的抗震性能也较为优越。
三、轻钢钢结构建筑的优点
轻钢钢结构作为一种现代建筑工程结构设计中的一种广泛应用的结构形式,其所具备的多种优点是其得以快速推广的基本前提。
1、建设工期短,工程质量可靠
轻钢建筑大多工厂制作、现场拼装,运输、安装方便,使施工工期大大缩短, 只需相同情况下钢筋混凝土工程所用工期的1/4-1/5。建设工期短是该结构建筑的最大优点。不少投资商正是因为看准这一优点,才使轻钢结构建筑迅速发展起来。而采用工厂机械化生产线加工制造构件和连接件, 使构件质量稳定,可保证较好的工程质量。
2、含钢量低,造价低
轻钢结构建筑的含钢量比钢筋混凝土结构降低10%-20%。一般24m跨工业厂房不设吊车,含钢量仅为每平方米40-50千克。因轻钢结构建筑含钢量低, 因此造价比现行钢筋混凝土结构低10%-30%。
3、结构安全可靠、抗震性能好
轻钢结构采用材质均匀,朔性、韧性好的钢材,构件断裂前有较大的延性变形,抗震性能好。
4、结构自重轻,可适用于软弱地基
传统建筑采用砖、瓦、石、混凝土等材料,由于自重大遇到软弱土层即使建筑物只有一层,也必须进行地基处理。而轻钢结构建筑质轻,基础埋深较浅,可适用于软弱地基。
使用空间大,应用方式较为灵活多变,外形美观且施工方便。
使用轻钢钢结构进行设计安装的建筑在房屋的设计上具有更大的灵活性,且
由于其构件截面较小,因此其所需要占据的空间也更小,这就会给房屋室内带来更大的应用空间。另外,在门架式的轻钢钢结构中,房屋的建筑墙壁只是填充墙而非承重墙,因此其可以灵活划分室内空间,更能满足现代城市建筑的室内结构设计需求。轻钢钢结构所使用的材料颜色种类较多, 可以根据需求爱好选择最佳的施工材料,外观较为美观多样。再加上轻钢结构的施工材料较为轻便,因此无论是施工安装,或是拆迁重建都较为方便,无须使用爆破等拆迁技术,加大了材料的循环使用率。
四、轻钢结构的构造特点
1、抗侧力结构系统
抗侧力结构系统可分为纯钢框架体系、(框架) 支撑体系、(钢框架) 混凝土剪力墙体系、周围抗侧力体系等。对于轻钢结构体系的选择,可根据建筑平面设计的要求灵活处理,综合使用不同的抗侧力体系。
2、楼面屋盖系统
楼面和屋盖都必须有足够的强度、刚度和稳定性, 同时应当尽量减小楼板厚度,增加室内净高。(压型钢板) 混凝土组合楼盖是目前应用较为广泛的形式。其楼盖由 C 形轻钢格栅与铺于格栅上的薄板组成。楼面有三种做法:高密度木纤维水泥板;满铺压型钢板再浇筑20 mm 的陶粒轻骨料混凝土;满铺定向木纤维板或高密度层压胶合板。
3、墙体结构
目前, 墙体主要分为自承重式和非自承重式。自承重墙体主要包括用于外墙的加气混凝土块、轻钢龙骨加强板、 太空板等, 以及用于内墙的石膏板、轻钢混凝土板、水泥刨花板、 稻草板等。外挂的非自承重式墙体材料主要有彩色压型钢板、彩色压型钢夹芯板、玻璃纤维增强外墙板等。结构的承重墙一般为内横墙。为提高墙柱的稳定性, 一般墙柱高度范围内设三道轻钢拉条。采用非自承重式墙体材料, 需设置墙梁用以悬挂护结构。门窗洞口上下要布置。墙梁多采用 C 形或 Z 形冷弯薄壁型钢,尺寸取决于跨度( 刚架间距) 和墙距(板跨)。
4、建筑防火技术
火灾是对钢结构建筑的最大危害,钢材虽为非燃烧材料, 但钢材不耐火,对于轻钢结构尤其要注意防火技术的应用, 所以, 钢结构不仅要进行结构的抗火设计,还要采用防火措施保护。目前常用的防火措施有防火涂料法、隔离法、实心包裹法、膨胀漆覆盖法。
5、建筑隔声技术
轻钢建筑中, 将玻璃棉填充在内外墙及楼盖格栅之间, 能有效阻止通过空气传播的噪声, 而对于通过固体传播的冲击声, 有两种处理办法:对于分户墙用两道墙柱构成带有中间空隙的两道墙体;而对于吊顶用的固定石膏板的小龙骨, 用带有小切槽的弹性构造以有效减少楼层间的固体声传播。
轻钢结构的设计要点
1、柱脚设计
轻钢结构中柱脚采用铰接还是刚接形式应该根据具体工程情况,综合考虑房屋高度、风荷载大小、有无吊车、吊车吨位大小和工作情况及土质情况等因素进行设计。一般设计要求中,工业厂房并且内有5t以上桥式吊车时,柱脚宜采用刚接;门式刚架柱脚与基础宜采用铰接。
2、钢架柱与梁
轻钢结构钢架柱和梁的设计主要应进行梁柱板件的宽厚比限值计算、梁柱构件的强度计算、梁腹板加劲肋的配置、钢架柱整体稳定计算等。钢结构住宅一般为大开间, 钢架柱在两个方向都承受较大的弯矩,同时应该考虑强柱弱梁的要求。
3、檩条支撑构件设计
檩条可分为实腹式檩条、空腹式檩条和格构式檩条, 优先采用实腹式构件。实腹式檩条宜采用卷边槽形和带斜卷边的Z形冷弯薄壁型钢。檩条一般设计成单跨简支构件, 实腹式檩条尚可设计成连续构件。
六、建筑结构中的轻钢结构应用技术
1、轻钢结构的防腐应用技术
轻钢结构的耐腐蚀性较弱。在建筑结构中应用轻钢结构需要注重对轻钢结构的防腐性进行加强。轻钢结构若受到腐蚀会使得建筑的承重截面减小,钢结构的承载能力下降,影响轻钢结构的使用寿命。因此,在建筑结构中需要对轻钢结构的防腐蚀性进行加强。
非金属涂层保护在轻钢结构防腐处理中应用最为广泛。我国建筑轻钢结构中的非金属涂层也体现出种类多、价格低、施工易等特点。因此,在选用涂层时不仅要注意对钢结构的防锈起到作用也要注重涂料对钢结构检查、清刷的影响。在轻钢结构建筑中,建筑死角、凹凸角以及建筑内的湿气都会对建筑钢结构造成一定的负面影响。因此,注重对建筑轻钢结构的设计能够对建筑钢结构的防锈起到一定的积极作用。
2、轻钢结构的防火应用技术
在火灾等大型的火场中,建筑所承载的温度要高于550℃。此时,钢结构在高温的环境中会失去相应的承载力,容易造成倒塌。外墙、屋面当采用阻燃性能低的板材时会引起更为严重的火灾。因此,在轻钢结构建筑的应用中还需要注重防火技术的处理。首先是设置自动灭火系统,利用喷淋等系统设置保护轻钢结构。其次,可以在建筑轻钢结构的外层涂上一层具有高防火性能的保护膜或者包裹一层防火板材。再次,可以通过提高承重墙、外墙、屋内材料的防火性能来增强轻钢结构的整体防火性能。最后,可以增设消防通道,加强对安全出口等应急通道的管理,确保通畅。
七、轻钢结构建筑安装设计技术中应注意的问题
轻钢钢结构是近年来在我国新型的一种建筑结构设计,尽管其应用较为广泛,但毕竟使用时间较短,发展较为迅速,很多技术还不够成熟完善,为了能够更好的发展轻钢钢结构,促进我国现代建筑结构的改革与更新,就很有必要对轻钢钢结构的安装技术进行探讨与改进。
1、建筑的平面设计中如柱网的确定、交通通道的布置一定要与生产流程相配合。对于一定产品的生产厂房,其柱网及交通通道的布置往往是固定的。柱间支撑是轻钢结构中极其重要的构件, 常常设计成X 形, 布置通道、门、窗时一定要考虑这些支撑是否有影响。
2、墙梁是轻钢结构中必不可少的构件,墙面要靠墙梁来传力,门窗布置要考虑墙梁布置的特点来设计,通常带形窗更适合轻钢结构。
3、轻钢结构中压型钢板或复合板均是卷材厂提供的卷材压制而成,建筑色彩设计时要受到限制。
4、轻钢结构设计要注意结构体系的完整性。轻钢结构建筑常常因为功能的需要,使结构体系遭到破坏,因此结构设计时要注意修复被破坏的结构体系,如建筑外墙因采用砖墙、玻璃等建筑材料或因门窗洞口开得过多,纵向不设檩条或檩条被分割得非常凌乱,建筑的纵向传力途径遭到破坏,这时要增加刚性系杆或支撑,以修补纵向传力系统。
5、变截面设计在轻钢结构中常常被用到,这样可以节约钢材,降低造价。目前流行的国产计算软件3D3S、STS 等都有缺省计算变截面功能。设计人员在结构设计时要充分利用变截面特点合理设计截面。影响形截面抗弯能力的因素有截面高度、翼缘宽度和翼缘厚度,其中增加截面高度是提高截面抗弯能力最有效的方法。
6、主结构制作单元的选择非常重要。要根据弯矩图来选择连接节点,在受力较小的部位拼接,为便于运输,制作单元不宜过长,一般选6-11m为宜。由于轻钢结构自重轻,而钢材及高强螺栓抗剪能力较强,节点抗剪问题不大。为解决节点抗弯问题,螺栓布置要尽量靠外侧,以提供较大抵抗力矩。
7、隅撑是轻钢结构的重要构件,对保证梁柱平面外稳定起着至关重要的作用,梁的支座及跨中部位宜设双隅撑,反弯点部位可设单隅撑,间距可大些。边柱为压弯构件,柱上端内侧翼板处于受压状态,应设双隅撑。
8、设备专业布置管线一定要注意轻钢结构的特点。轻钢结构与其它结构不同,墙面及屋面都是轻质材料制成,不能任意设置吊点,檩条等承载能力也不高。电缆桥架、大型风管、消防干管等都不能直接吊在檩条上, 一般用专门设计的吊架挂在主钢架上, 墙面不允许设支架。可见轻钢结构的经济性有赖于提供的荷载的准确性。
9、对于有腐蚀性气体的厂房应避免采用轻钢结构,由于轻钢结构制作和安装精度不高,很难把各种构件用油漆等防腐材料封闭起来,腐蚀很难避免。
结束语
综上所述,在现代城市快速发展的今天,轻钢结构以其轻便多样的特点成为现代建筑结构施工设计中较具发展前景的建筑结构。但在实际的安装施工中,其技术工艺还需进一步的改进与完善,这就需要我们在实际的施工中注意总结经验,不断改进创新,加强施工设计与管理,从而促使轻钢钢结构得到更大的发展。
参考文献
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