型钢梁柱节点创新研究与应用

发表时间:2020/3/3   来源:《基层建设》2019年第29期   作者:赵启祥
[导读] 摘要:现代社会,高大建筑越来越多地出现在人们的视野中,其中,超高层建筑作为人类现代建筑技术的精华,既是施工企业建造实力的彰显,也是设计师匠心独运的体现。
        天元建设集团有限公司  山东临沂  276000
        摘要:现代社会,高大建筑越来越多地出现在人们的视野中,其中,超高层建筑作为人类现代建筑技术的精华,既是施工企业建造实力的彰显,也是设计师匠心独运的体现。现代超高层建筑多以型钢混凝土结构作为框架和支撑体系,这种结构又被称为混凝土包钢结构或劲性钢筋混凝土结构,是指在型钢外围配置钢筋并浇筑混凝土的结构。相对传统的纯钢筋混凝土,型钢混凝土结构具有更优秀的承载力以及抗震性能,同时还能大量地节省建造成本。基于此,本文对型钢混凝土劲性钢柱安装质量控制进行研究,作出以下讨论仅供参考。
        关键词:型钢梁柱节点;安装质量;控制
        引言
        近年来,国家及地方各级政府都在大力推进装配式建筑发展,也是传统建筑业企业转型升级的切入点。钢结构建筑作为装配式建筑的主要结构形式,正大量被推广应用,高层及超高层建筑、体育馆、博物馆、展览中心和工业厂房等都在使用钢结构。钢结构具有强度高、自重轻、韧性好、施工周期短和预制化等优点,而且还具有抗震性好、适用大空间、大跨度建筑等特点。钢结构建筑是以建筑钢材作为主要承重构件的建筑。由型钢和钢板制成梁、柱、桁架、钢板剪力墙等承重构件,承担建筑的自重及活载、地震、风等外加荷载,并最终传递到基础,直至地基。
        1工程难点分析与措施
        (1)多钢组合节点构造处理:柱结构构件由型钢与螺纹钢混合配筋组成,其梁柱节点区域,梁纵筋与柱型钢纵横交错,结构复杂,各配筋间隙小,安装空间窄,钢材尺寸大,需合理安排施工顺序和正确处理纵横构件连接方式。
        (2)型钢柱施工优化:由于单吊型钢重量重、吊装高度高、安装难度大、机械化程度高、多工种协同作业要求高、与配筋混合绑扎交错复杂等因素,常造成型钢柱安装过程出现常规质量通病,包括位置定位不准确,偏位、垂直度偏差大和钢材间间隙小箍筋无法套入等问题,需制订一系列的技术措施,优化传统施工方法,以达到最大化的提升工程质量。
        2型钢混凝土劲性钢柱安装质量控制
        2.1钢柱安装技术
        由于钢结构的基本组成部件场在工厂预先制作,所以只需将制作好的钢结构构件运往施工现场进行组装即可,这就要求现场施工人员具有熟练的安装技术。钢柱安装顺序如下:首先要根据钢柱的自身重量和结构特征选择合适的吊装设备,再通过建筑挂篮、爬梯等将钢柱进行连接。例如,在吊装首根钢柱时先提前预测吊装高度,再通过左右平移的形式对钢柱位置进行微调,保证整个钢柱吊装的准确性。
        2.2加强构件建模及加工精度
        为了有效地实现对安装精度的控制,就需要从构建建模以及加工精度两个方面进行控制。首先,以原施工设计图纸和技术要求为依据,根据钢结构加工详图、吊装施工要求,并结合加工厂的条件、运输条件,考虑现场拼装、安装方案及施工条件,完成钢结构的深化设计,深化设计图经原设计单位确认后实施。同时,完成钢结构加工详图的编制,加工详图中明确各加工构件的加工号、构件编号、规格、尺寸等信息。其次,本工程构件繁多,类型和规格各异,各构件加工完成经验收合格后要严格按照编号归类顺序分别堆放。最后,加强运输过程中的成品保护措施,确保构件在运输过程中质量不发生改变。
        2.3地脚螺栓安装质量控制
        根据钢柱脚形状和尺寸,准备好定位钢板(或角钢),按照钢柱脚固定螺栓位置和间距,在定位钢板上采用机械穿孔法进行螺栓孔钻孔,所钻取的螺栓定位孔宜比需埋设的地脚螺栓直径大1.0mm。在塔式起重机可起吊范围内,且能承受螺栓组自重的施工场地上进行预拼装。先把地脚螺栓逐根穿过下定位钢板的螺栓孔,采用点焊方式将螺栓与定位钢板临时固定,按设计的定位钢板间距,再将上定位钢板的螺栓孔逐根穿过地脚螺栓;用水平尺检查螺栓的垂直度,并调整至满足要求。最后用螺纹钢沿四周将各螺栓进行连接并加固(螺纹钢与螺栓焊接固定)。地脚螺栓组预拼装完成后,可使用现场塔式起重机对其进行试吊,检验其拼装的整体稳定性和可靠性,确认整体稳定可靠后,方可按方案全面铺开拼装。

待基础承台的下层钢筋网安装验收合格后,根据现场测量控制网,利用CAD软件计算出各地脚螺栓组的纵、横两方向的轴线,采用全站仪将此轴线测放至承台四周砖胎模上做好标识,并拉好定位十字交叉线。为了便于固定和调整地脚螺栓预埋件安装标高,根据测放出的地脚螺栓组的纵横向轴线,将HW200×200×80×12型钢主梁搁置于工程桩的桩顶上,与桩头锚固钢筋焊接固定。根据承台的深度和地脚螺栓预埋标高,决定是否设置型钢次梁,次梁与主梁采用电焊焊接固定。
        2.4首节钢柱安装要点
        (1)在立柱下底脚板上表面,做通过立柱的纵横十字交叉轴线。经找平放线,严格控制与支承面的行列轴线和标高。
        (2)单机起吊采用一点立吊,吊点设置在柱顶处,即在柱顶临时焊接吊耳上开孔作为吊装孔,吊钩通过柱中心线,易于起吊、对中和校正。也可利用柱端的耳板螺栓孔,穿入专用吊装索具或销轴进行吊装。
        (3)缓慢起吊,当钢柱离开地面时暂停,再进行全面检查吊索具、卡具等,确保各方面安全可靠后,才能正式起吊。
        (4)钢柱吊装就位以后,将型钢柱立柱上十字交叉轴线与楼板上预弹的十字交叉轴线重合,拧上地脚螺栓。用水平仪校正立柱的标高,然后将地脚螺栓的螺母微微拧紧。
        (5)钢柱的垂直度调整通过钢柱底板下的螺母调节。要求钢柱在自由状态下,两个正交方向的垂直度偏差校正到零,然后拧紧地脚螺栓。
        (6)待首节钢柱的平面位置、标高和垂直度调整完毕,拧紧柱脚底板上下的地脚螺栓和调节螺栓,采用比基础混凝土标号高一个等级的细石混凝土进行二次压力灌浆。
        2.5焊接技术优化
        焊接技术是现阶段钢结构连接技术的主要手段之一,若想保证建筑钢结构施工的质量,就一定要从技术方面入手,避免在焊接的过程中发生形变、巩固的过程中发生锈蚀等情况。保证施工人员一定要熟练掌握焊接技术;在施工过程中可利用二氧化碳气体做好焊接技术的保护工作,消除安全隐患,提高焊接技术实施的质量和效率。但值得注意的是实施过程中气体使用的体积一定要适量,否则很有可能适得其反;施工人员还可使用埋弧自动焊的方式进行焊接,不仅可以优化焊接技术提高焊接水平,也能够为之后的钢筋装配工作提供一定便利。
        2.6焊接热处理及复测
        焊接完成后应在12h内进行热处理,如不能及时进行热处理应采取保温、缓冷措施。待焊缝完全冷却后,再用经纬仪复测,如有变形,则采取措施纠偏。所有钢柱焊接完成后用钢管、钢支撑进行临时固定定位,以防止后续施工对钢柱撞击,引起钢柱偏位。焊接施工完成24h后,焊口应采用超声波探伤法进行检验。因钢柱接缝均为一级焊缝,根据《钢结构工程施工及验收规范》的要求,检验比例为全数检查,检查合格后进行下道工序的施工。
        结束语
        综上所述,型钢混凝土结构在超高层建筑中的应用已经越来越广泛,其施工技术也在不断地推陈出新。
        参考文献:
        [1]缑忠才,吴刚,徐恒.超高层劲性钢柱钢梁安装及施工关键技术[J].工程质量,2018,36(06):27-31.
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        [3]苏铠,张益民,喻正国,王乐.大型钢柱柱脚螺栓精确定位安装技术[J].建筑施工,2016,38(12):1674-1676.
        [4]李文欢.超高层劲性混凝土钢柱安装技术[J].钢结构,2016,31(05):93-98+88.
        [5]滕先强.关于钢柱安装质量的过程控制及补救措施[J].科技与企业,2016(06):225.
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