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中国虽然早期在铁结构方面有的成就,但由于2000多年的封建制度的束缚,科学不发达,因此,长期停留于铁制建筑物的水平.直到19世纪末,我国才开始采用现代化钢结构.新中国成立后,钢结构的应用有了很大的发展,不论在数量上或质量上都远远超过了过去.轻钢结构的楼面由冷弯薄壁型钢架或组合梁、楼面OSB结构板,支撑、连接件等组成.所用的材料是定向刨花板,水泥纤维板,以及胶合板.在这些轻质楼面上每平方米可承受316～365公斤的荷载.
钢结构的加工制作与精密钢结构类似,介于普通结构件(对加工要求不高)与精密机械加工(要求加工较精细)之间,采用焊接或者栓接的连接方式.
钢结构厂类型主要有:用于厂房的排架结构、用于多高层建筑的框架结构、框架一剪力墙结构、框一筒结构,用于大空间的平板网架结构和弯顶网充结构等等.建筑功能不同,采用的结构形式也不同.钢结构设计要执行的技术规范,做到技术先进、经济合理、实用、确保质量.因此在结构设计制作的时候要注意以下要求:
1、根据建筑功能要求,采用相应合理的结构体系.做到技术先进、结构新颖、达到建筑和结构的统一.
2、钢结构(除容器外)多以杆件为主,故杆件尺寸尽可能模数化、标准化,便于机械化制造、运送、安装、提高生产率.
3、采用具有较高经济指标的钢材.
4、钢结构的节点是至关重要的,要采用适当的连接方式,使节点设计与结构计算简化模型相一致.以往的结构破坏绝大多数发生在节点,所以对节点要精心设计,精心施工.采用先进的、可靠的连接方法.
钢结构工程施工过程中的部分问题及解决方法
1、构件的生产制作问题
门式钢架所用的板件很薄,最薄可用到4毫米.多薄板的下料应首选剪切方式而避免用火焰切割.因为用火焰切割会使板边产生很大的波浪变形.目前H型钢的焊接大多数厂家均采用埋弧自动焊或半自动焊.如果控制不好宜发生焊接变形,使构件弯曲或扭曲.
2、柱脚安装问题
(1)预埋件(锚栓)问题现象:整体或布局偏移;标高有误;丝扣未采取保护措施.直接造成钢柱底板螺栓孔不对位,造成丝扣长度不够.
措施:钢结构施工单位协同土建施工单位一起完成预埋件工作,混凝土浇捣之前.必须复核相关尺寸及固定牢固.
(2)锚栓不垂直现象:框架柱柱脚底板水平度差,锚栓不垂直,基础施工后预埋锚栓水平误差偏大.柱子安装后不在一条直线上,东倒西歪,使房屋外观很难看,给钢柱安装带来误差,结构受力受到影响,不符合施工验收规范要求.
措施:锚栓安装应坚持先将底板用下部调整螺栓调平,再用无收缩砂浆二次灌浆填实,国外此法施工.所以锚栓施工时,可采用出钢筋或者角钢等固定锚栓.焊成笼状,完善支撑,或采取-一些有效措施,避免浇灌基础混凝土时锚栓移一位.
(3)锚栓连接问题现象:柱脚锚栓未拧紧,垫板未与底板焊接;部分未露2～3个丝扣的锚栓.
措施:应采取焊接锚杆与螺帽;在化学锚栓外部,应加厚防火涂料与隔热处理,以防失火时影响锚固性能;应补测基础沉降观测资料.
3、连接问题
(1)高强螺栓连接
1)螺栓装备面不符合要求,造成螺栓不好安装,或者螺栓紧固的程度不符合设计要求.
原因分析:
①表面有浮锈、油污等杂质,螺栓孔璧有毛刺、焊瘤等.
②螺栓安装面虽经处理仍有缺陷.
解决方法:
①高强螺栓表面浮锈、油污以及螺栓孔璧毛病,应逐个清理干净.使用前必须经防锈处理,使拼装用的螺栓,不得在正式拼装时使用.螺栓应由专人保管和发放.
②处理装配面应考虑到施工安装顺序,防止重复进行,并尽量在吊装之前处理.
2)螺栓丝扣损伤,螺杆不能自由旋入螺母,影响螺栓的装配.
原因分析:丝扣严重锈蚀.
解决方法:
①使用前螺栓应进行挑选,清洗除锈后作预配.
②丝扣损伤的螺栓不能做临时螺栓使用,严禁强行打进螺孔.
③预先选配的螺栓组件应按套存放,使用时不得互换.
(2)现场焊缝现象:质量难以保证;设计要求全焊透的一、二级焊缝未采用超声波探伤;楼面主梁与柱未施焊;未采用引弧板施焊.
解决方法:钢结构施焊前,对焊条的合格证进行检查,按设计要求选用焊含条,按说明书和操作规程要求使用焊条,焊缝表面不得有裂纹、焊瘤,一、二级焊缝不得有气孔、夹渣、弧坑裂纹,一级焊缝不得有咬边、未满焊等缺陷,一、二级焊缝按要求进行无损检测,在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印.不合格的焊缝不得擅自处理,定出修改工艺后再处理,同一部位的焊缝返修次数不宜超过两次.
4、安装问题
(1)钢柱底脚有空隙预控措施钢柱吊装前,应严格控制基础标高,测量准确,并按其测量值对基础表面仔细找平;如采用二次灌浆法,在柱脚底板开浇灌孔(兼作排气孔),利用钢垫板将钢柱底部不平处垫平,并预先按设计标高安置好柱脚支座钢板,然后采取二次灌浆.
(2)钢柱位移预控措施浇筑混凝土基础前,应用定型卡盘将预埋螺栓按设计位置卡住,以防浇灌混凝土时发生位移;柱低钢板预留孔应放大样,确定孔位后再作预留孔.
(3)柱垂直偏差过大预控措施钢柱应按计算的吊挂点吊装就位,且必须采用二点以上的吊装方法,吊装时应进行临时固定,以防吊装变形;柱就位后应及时增设临时支撑;对垂直偏差,应在固定前予以修正.
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