摘 要:文章笔者参与了某少年宫钢结构工程的施工实践,现总结经验,就钢结构材料的特点、钢结构工程施工技术及质量控制浅谈体会,供广大施工同行参考。
关键词:钢结构;材料特点;施工技术;质量控制
前言
钢结构材料具有自重轻,便于运输和安装,可跨越度大等特点,随着钢结构技术的应用和推广,目前在工程建设领域,越来越多的建筑采用钢结构形式,钢结构技术主要采用钢材为主要材料,通过对不同规模和型号的型钢、钢板等材料,通过加工制作而成为钢梁、钢柱、钢桁架等构件。通过采用不同的方法如铆钉、螺栓、焊缝等,把各构件以及部件相连接在一起,形成整体钢结构。施工过程中如果管理不到位,容易引发构件制作不合格、柱脚安装不达标等质量问题,需要引起我们高度重视。严格按照有关规范要求,做好每道工序的质量控制工作,保证钢结构工程质量可靠、安全。
一、钢结构施工技术
1. 钢结构安装
为提高施工进度和效率,目前进行钢结构工程施工前,钢构件均预先在工厂采用机械加工制成,标准化程度高、质量可靠,完成后再运达施工现场进行安装,并借助多种吊装机械完成吊装工作。通常施工是分片分区进行,吊装构件通常要以对称形式展开作业,先从平面中间或某一对称节间开始,以一个节间的柱网为一个吊装单元,按钢柱→钢梁→支撑顺序吊装,并向四周扩展,垂直方向由下至上组成稳定结构后,分层安装次要结构,一节间一节间钢构件、一层楼一层楼安装完,采取对称安装、对称固定的工艺,有利于消除安装误差积累和节点焊接变形,使误差降低到最小限度。
2. 钢结构的连接
(1)焊接连接
采用焊接连接方法,具有加工便捷、构造简单,可保持焊件截面完整,
减小钢材使用量。焊接可应用在钢结构的大部分构件连接,但如果某些需要直接承受动力荷载结构的构件,则不能用焊接进行连接。
(2)螺栓连接
螺栓是连接钢构件的常见方法之一,螺栓分为普通螺栓、高强度螺栓等不同种类。普通螺栓主要材料为 Q235 钢,其优点是施工简单,拆装方便。高强度螺栓主要材料是高强度材料,造价较高,但其承受的载荷较普通螺栓要大,具体应用时,可结合施工实际需要选择相应的螺栓类型进行连接。
二、钢结构施工质量控制
1、钢结构制作工程质量控制
钢结构施工通常包括两部分:构件预先加工制作以及施工现场安装。
构件质量的好坏直接影响到整体钢结构工程的施工质量。因此,厂家在进行构件加工制作时,必须严格按照有关设计要求,确定构件的规格、型号、参数等,确保构件质量满足施工需要。
2、焊接工程质量控制
焊接工序是钢结构施工的重要内容之一,要保证钢结构工程的质量,必须做好焊接工序的质量控制工作。目前常用的焊接机械包括自动埋弧焊机、半自动气体保护焊机、手工施焊等。其中手工施焊存在的质量问题较多,如焊瘤、夹渣、气孔、咬边、焊缝形变、焊缝尺寸不准确等。要避免上述问题出现,一定要先检查焊条,确保其质量符合施工要求,作业人员必须经过专业培训,并持证上岗。要保持焊缝表面整洁光滑,不存在焊瘤和裂纹;一、二级焊缝没有夹渣、气孔、弧坑裂纹;一级焊缝没有未满焊、咬边等问题。此外,一、二级焊缝必须根据有关规定实行无损检测,焊缝出现质量问题时,要查找原因,对操作工艺进行优化调整后再进行返修处理,相同部位返修不得超过2次。
3、钢构件安装质量控制
构件运达施工现场后,在进行安装前需要对其进行检查和质量检测,保证构件质量。如果构件出现缺陷或永久变形情况时,要控制在规定允许范围内,不符合要求的必须另外处理,不能用于施工。重视建筑基础的质量控制工作,柱底板下的垫铁要保证垫实、垫平,柱要垂直,没有出现位移问题。
安装期间,一定要安置临时性的支护措施,确保结构整体的稳固可靠、没有发生形变。当钢结构固定单元安装完成后,需要进行验收,确认质量合格后,施工人员要及时把柱底板和基础顶面的空间用膨胀混凝土二次浇筑密实。完成钢结构施工后,需要对主体结构进行检查,包括垂直度、整体平面弯曲等,增加钢结构工程长期稳固。
三、钢结构工程施工实例
1、增城少年宫钢结构主体钢架工程。
增城少年宫占地面积26291.30平方米,工程总建筑面积为55846平方米,其中建筑高度31.9米。主要建筑内容包括一栋6层主体建筑大楼及其他附属楼群,工程主体建筑为钢筋混凝土框架主体结构,上部为钢管架结构。墙面为H型钢组合墙架,随主体大楼外形结构布局,中心筒部分为钢管柱与H型钢梁组合结构,筒屋面不规则钢树杈造型,屋面围护系统由屋面板:上屋面层:1.0mm厚直立锁边铝镁合金板,氟碳喷涂+80mm厚防火岩棉保温棉+下屋面层:1.2mm厚氟碳喷涂铝板组成,外框铝板幕墙。(见图1)
(图1)
本钢结构工程整个外形造型独特,主体大楼钢结构部分自编分为A区(西侧部分)、B区(东侧部分)屋面及墙架部分以及中心筒部分组成,采用“L”形双翼式的平面布局,以线形的建筑动势联接了大剧院及体育场的结构模式,“L”形建筑体量围合出的前花园式广场成为少年宫与城市市民共享的活动空间。
屋盖结构体系为圆钢管与H型钢梁结合空间结构体系;节点基本上采用钢管柱与梁直接焊接连接或螺栓连接,墙架部分支座节点采用焊接连接,墙面圈梁与挑梁采用螺栓连接。
钢材材质为钢管(直型和曲形)、H型钢,材质为Q345B。除特殊注明外,本工程全焊透对接焊缝焊缝质量等级均为二级,其他焊缝质量等级均为三级。
所有构件表面均进行喷丸除锈,除锈等级为Sa2.5级。刚架在除锈后应立即涂环氧富锌底漆(或氟碳底漆)两道,锌粉配方含量≥80%;环氧云铁中间漆一道,干膜厚度不小于50μm。聚硅氧烷面漆一道,干膜厚度不小于100μm.并根据耐火极限的要求,防火涂料由专业公司穿插施工。
2、主要施工工序及质量控制措施
(1)钢管柱安装
由于本建筑造型新颖独特,相应地施工技术要求高、难度会加大,
为更好地体现外观造型,项目屋面、中心筒两部分均选用钢管柱,
并且局部钢管柱的牛腿螺栓,其孔位的倾斜角度和精度较难把控,是项目施工的重点和难点,必须高度重视,做好其质量控制工作。
为此,必须认真研究设计、加工制作等资料及方案,在综合研究基础上,制定有针对性的施工方案,同时,充分发挥企业拥有的设备实力,对所加工的构件,采取放大样方法,实行检查,确保其加工精度满足施工要求。此外,在加工厂内先实行预拼装,以保证构件具有相应精度以及螺栓孔位精度。
(2)屋面主体骨架的加工制作、安装
项目屋面结构包括圆管柱以及H型钢梁两部分。钢柱预制节点尺寸都控制,螺栓孔位都精度控制及钢管柱与梁节点连接。
该部分结构较为复杂,无论构件的加工制作以及安装施工过程都面临较大困难,并具有由屋面确定基点标高、轴线布置及角度由上至下测量定位,因此,必须做好有关质量和安全措施工作,完成屋面主体钢架施工。
(3)中心筒的安装
由于中心筒造型接近圆筒体,在原砼结构都圆筒模型基础上与钢结构结合,增加钢结构树杈造型,从周边支座延伸的主中心筒轴线的延长线必然汇聚一点。这就要求在安装过程中中心筒就位要绝对准确,中心筒的施工质量也是整个结构施工质量的至关重要的一个环节。
(4)墙架结构的安装
经过深入研究,采用由上往下的顺序进行安装。先安装圈梁与
悬挑梁,之后和屋面支撑的结构架相连接起来,并对角度进行调整,符合要求后开始吊装。
四、结语
通过全体施工人员共同努力,精心施工,少年宫项目完成后,其钢结构分部工程质量可靠、安全,已顺利通过有关部门验收,表明达到了本工程项目质量控制目标。
本项目钢结构工程施工与质量控制实践经验,可对同类工程施工有一定借鉴作用。
参考文献:
[1] 赵丽娅 . 建筑钢结构施工的质量控制要点论述 [J]. 工业b.2015(1)
[2] 吴志博 . 建筑钢结构施工质量控制要点及其分析 [J]. 工程技术 : 文摘版 .2016 (4)