小議建築鋼結構的施工技術及質量控制

2022-09-21 18:57:05 字數 3290 閱讀 3258

摘要:80年代以來,空間網架結構普遍在飛機庫、侯機摟、 體育場館等高、空、大(高度、空間、跨度)建築物中使用;幕牆建築和節能門窗在大型公建和民用住宅中廣泛採用;改革開放以來發展起來的高層鋼結構(包括鋼骨混凝土結構),大量進入民用建築領域,使得鋼結構建築,在技術上更加成熟,在質量上更加穩定。鋼結構住宅已經給住宅產業和建築行業帶來了一場深層次的革命,從設計、施工、到一系列新材料的使用都出現了革命性的變化,因而在國際範圍內代表了未來的住宅發展新模式。

關鍵詞:鋼結構;建築;優勢;應用

鋼結構屬於框架結構,以鋼框架和鋼筋混凝土框架做比較:在跨度相同情況下,鋼梁高度是鋼筋混凝土梁高度的一半。在承載力相同的情況下,鋼柱外圍面積是鋼筋混凝土面積的1/4。

這使「肥梁胖柱」的鋼筋混凝土框架結構的弊端在一定程度上有所緩解,但是「藏梁包柱」仍然是鋼結構住宅設計的一項主要內容。

1建築鋼結構施工技術

1.1平面布置和結構選型

鋼結構適合於平面布置基本規正、勻稱、凹凸變化較少的建築平面,不適宜軸線錯開較多,形心和質心距離較大和易於產生較大扭轉的住宅平面。

鋼結構住宅設計需要對風荷載和**荷載作用下的水平位移進行控制,因此,抗側力結構的考慮是非常重要。在住宅結構設計中常常把樓梯間、電梯間牆體設計為抗側力結構。如果位移仍然不能控制在允許值範圍內時,可以把單元之間的分戶牆或廚房、衛生間的部分牆體(不動牆)也做為抗側力結構。

1.2變形限值的討論

抗側力結構可以是鋼結構,也可以是鋼筋混凝土結構。當採用鋼桁架作為抗側力結構組成純鋼結構時,規範規定:在風力作用下,層間位移1/400,頂點位移1/500;在**作用下,層間位移1/250,頂點位移1/300。

因此,採用鋼桁架作抗側力結構可能造成用鋼指標有較大提高,從而增加造價。

若按鋼結構限值1/300控制結構整體剛度,在**中待鋼結構參加工作時,鋼筋混凝土剪力牆己經產生了結構破壞,這種考慮不夠安全。

若按鋼筋混凝土剪力牆限值1/800控制結構整體剛度時,鋼梁、鋼柱截面會因**力加大而大幅度增加。

1.3層數和層高的確定

任何一種結構形式都有它的適用範圍、最佳建造高度。鋼結構正是在高層、超高層建築中具有獨到的優勢,高層住宅由於**設防,梁、柱斷面雖然與同條件鋼筋混凝土梁、柱相比要小的多,但在尋常百姓家的居室中,梁柱的存在仍然是十分尷尬的事。相比之下,我們認為鋼結構用於多層和「小高層」,是具備一定優勢的。

大空間自由分割歷來是住宅的希望,在牆體結構中大空間的獲得,只有以大開間大進深來實現,其結果是樓板厚度增加造成用鋼量和結構自重加大,結構重量加大又造成**力加大,反過來影響剪力牆的厚度、強度和配筋。

1.4柱網確定和柱斷面型式的選擇

柱網的確定一般根據乎面分割情況,結合梁的位置和截面高度,以及鋼梁的隱蔽方法來決定。外牆處的柱距是柱網確定的關鍵,把沿外牆鋼梁和外牆窗上皮的高度關係處理好,柱網也就基本確定了。

1.5鋼結構的節點構造

節點構造直接影響鋼材用量,在試點住宅中集中力量解決了兩個部位的節點做法。

(1)柱腳生根部位

試點工程地下層結構按鋼筋混凝土框架—剪力牆結構考慮,柱腳位於地下室頂板標高處,柱腳與頂板預埋鋼板用高強螺栓連線。首層超市用鋼筋混凝土包柱按鋼骨混凝土框架—鋼筋混凝土剪力牆結構考慮,二層以上鋼框架—鋼筋混凝土剪力牆結構。

(2)鋼框架的鋼梁和鋼筋混凝土剪力牆(核心筒)的連線

為了確保試點工程安全可靠,設計中沒有採用單純在剪力牆中預埋鋼板的連線方法,而是在剪力牆端部和核心筒拐角處自柱腳標高起,設定上下貫通的ⅰ型芯柱,並且,在鋼梁高度處用鋼桁架作為芯柱與芯柱之間的橫向連線,以確保該部位節點的工作狀態和計算假定相吻合。

1.6結構體系選擇

(1)5~6層以下的,可採用框架體系或框架—支撐體系,6層以上的可採用框架支撐體系或框架—混凝土剪力牆(核心筒)體系。多層房屋大多採用雙重體系。

(2)框架柱有h型鋼柱,鋼管砼柱和鋼骨砼柱,後兩種為組合柱。在小高層中,組合柱比h型鋼柱省鋼。

(3)剪力牆比鋼支撐的延性低,在大震時延性低的**力大,延性好的**力小,從抗大震的效能來說,鋼支撐比砼剪力牆好。

(4)鋼框架—砼剪力牆體系屬混合結構,對它的抗震效能目前研究還不夠,未列入抗震規範,雖然現在應用較多,選用時應慎重。核心筒宜用小鋼柱加強,也有利於安裝。

2如何作好鋼結構施工的質量控制

2.1做好工程開工前準備工作

(1)強化施工圖紙的會審工作。圖紙是工程施工的依據,工程開工前專案控制機構要組織控制人員熟悉工程圖紙與專案有關的規範標準、工藝技術條件,充分領會設計意圖。

(2)認真審查鋼結構安裝施工組織設計。施工組織設計是施工單位全面指導工程實施的技術性檔案,施工組織設計的完善程度直接影響工程的質量、進度。因此,鋼結構安裝工程施工組織設計審查要針對性和重點。

審查的重點內容有:

a.質量保證體系和技術管理體系的建立;

b.特殊工種的培訓合格證和上崗證;

c.新工藝的應用;

d.對工程專案的針對性;

e.質量、進度控制的措施和方法;

f.施工計畫(工期)的安排。

2.2加強現場施工過程中的質量控制

(1)作好鋼結構基礎工程的質量控制。鋼結構工程的基礎一般都採用混凝土獨立柱基礎,基礎的混凝土及鋼筋、模板的施工與其他工程的施工工序及方法相同,而基礎獨立柱中預埋的螺栓是質量控制的重點,單個螺栓及每組螺栓之間的間距、高低的偏差,直接影響鋼結構工程的安裝質量,我們在控制質量控制過程中,要求施工單位必須嚴格控制好。

(2)鋼結構主體工程的質量控制。

a.鋼構件的質量驗收。鋼構件的加工已實行工廠化生產,鋼構件的進場質量驗收就非常重要。

b.鋼構件安裝質量控制。柱、梁安裝時,主要檢查柱底版下的墊鐵是否墊實、墊平,柱是否垂直和位移,梁的垂直、平直、側向彎曲、螺栓的擰緊程度以及摩擦面清理,驗收合格後,方可起吊。

當鋼結構安裝形成空間固定單元,並進行驗收合格後,要求施工單位將柱底板和基礎頂面的空間用膨脹混凝土二次澆築密實。

c.螺栓安裝質量的控制。鋼結構工程中螺栓連線一般用高強螺栓和普通螺栓,普通螺栓連線,每個螺栓一端不得墊2個以上墊片,螺栓孔不得用氣割擴孔,螺栓擰緊後外露螺紋不得少於2個螺距;高強螺栓使用前我們檢查螺栓的合格證和複試單,安裝過程中板疊接觸面應平整,接觸面必須大於75%,邊緣縫隙不得大於0.

8mm,高強螺栓應自由穿入,不得敲打和擴孔。

(3)門窗工程安裝質量的控制。鋼窗安裝質量的控制重點有兩點,一是,鋼窗進場合格證、產品試驗報告及外觀的檢查。二是,鋼窗和固定鋼窗的立柱之間的間隙控制。

先施工固定鋼窗的立柱,有可能出現鋼窗與立柱之間縫隙過大或鋼窗安不上。我們在控制過程中,要求施工單位先固定鋼窗一邊的立柱,待鋼窗完全固定就位後,再焊接另一邊的立柱,這樣保證鋼窗與立柱之間無縫隙。

鋼結構工程的施工在我國剛起步,在鋼結構工程施工控制過程中,要真正發揮工程控制的作用,要求工程在施工時要嚴格控制好進度,同時工程師也要做好質量把關工作,這樣才能保證鋼結構工程的施工質量。

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