浅析单层门式钢架施工质量控制要点.doc

云南水富云天化有限公司2016年技术论文 3浅析单层门式钢架施工质量控制要点叶 伟 陈亮（云南水富云天化有限公司技术部，云南水富 657800）摘 要：门式钢架与传统的钢结构相比，具有跨度大、重量轻、成本低及施工速度快等诸多优点，现已广泛应用于工业与民用建筑，但由于其结构类型简单，受力体系相互依托，在施工中若不注重质量控制，也很容易导致传力路径发生变化而引起质量事故，本文主要针对单层门式钢架的施工全过程涉及的控制点进行剖析，为施工管理提供参考。关键词：门式钢架；受力；制作；安装；涂装1 受力体系分析门式钢架的受力体系简单明确，体现在其构件使用上和设计的合理运用上，从设计者的角度上来讲，受力上越明确的结构其实设计要求反而更高，因为每个受力面都需要按照设计者意图去传递拉、压、剪切等应力。如果某个环节没有按照预先设计的传力路径去实现应力传递，那么，结构就很容易发生局部超荷引发失稳。所以，我们在分析门式钢架的施工质量控制的同时，应该先搞清楚它的受力体系。从层次结构来讲，门式结构也有基础、梁、柱、板等核心构件。但是，作为轻型钢结构受力体系来讲，门式钢架又区别于普通的框架形式钢结构，门式钢架边部一般要设置抗风柱，用来抵抗端部剪切应力，而在框架形式中一般不单独设置。门式钢架的梁柱连接多为铰接，承受竖向荷载较少，主要为受拉，而框架体系既要受拉也要受压。从结构形式来讲，门式钢架柱多采用变截面构件，且一般是上大下小，普通钢结构一般为等截面构件。从外形上来看，门式钢架受力形状其实是个头重脚轻的结构体系，受水平荷载影响最大，柱体变形直接与各连接体系稳定程度相关，对于减少整体变形，提高水平抵抗能力是门式钢架受力体系的主要特点。2 门式钢架构件制作2.1 加工方式选择相比普通的钢结构，门式钢架的构件一般较长，且变截面居多，一般H型钢成品应用较少，只有梁件可购买成品现场加工，而柱及连接杆件一般是委托工厂加工而成。加工质量的好坏就直接影响到构件的安装和使用，可以说对工程的后续质量、进度起到决定性的作用，选择一个符合资质要求且有相应经验的加工企业显得尤为重要。在委托前期应进行重点监管，若采用分包应该在合同签订过程中注明相应条款，以便对其进行资质审查和调研。2.2 制作过程控制门式钢架多采用H型钢，这类钢构件流水化作业程度高，工序明确，在工厂的工艺流程为下料切割组装焊接调直校正喷砂除锈底漆防腐。下料切割是制作的第一步，许多钢结构加工厂家会当成关键的环节来抓，这也是我们应该重点关注的地方，很多厂家在接到制作的设计图以后，会进行二次深化设计，我们叫加工详图，详图的目的是对原设计的节点进行分解，并把所有节点的连接尺寸和孔洞大小进行定位，如果不进行详图设计，制作出来的构件基本无法实现完全对接，这样必然会造成材料和人工成本的浪费；下料切割和组装焊接对技术经验的要求较高，对机械程度的要求也较高，对于有经验的加工厂，下料切割和组装焊接应重点考虑预留量和变形量，比如薄板采用机械切割的方式，厚板采用火焰切割的方式，对于精度要求更高的应该采用数控机床切割，以针对不同的构件采用不同的方式来控制好精度。组焊除了控制好焊接质量以外，还应该控制其定位准确，组件前进行量测并点焊，焊接前进行预热，选择合适的焊条等手段进行控制，同时，应该严格执行门式钢架轻型房屋钢构件JG144-2002 行业标准及门式钢架轻型房屋钢结构技术规程。调直校正是一次成型后的工艺措施，焊接过程不可避免的会产生一些变形，当变形超过允许值时就需要采取不同的方式进行校正，现目前应用较多的校正方式是火焰校正，它主要是应用钢材的热胀冷缩来进行调整，需要注意的是，火焰校正是有温差控制变形量，如果构件区段内拉压不平衡容易使得构件的刚度降低，使其在使用过程中出现局部扰度过大的风险，且在监控过程中应严格控制校正的次数，局部出现变形过大的情况不宜使用。为了尽可能的确保钢结构的耐久性，钢结构成型后应及时进行喷砂除锈，等级可参照规范执行，出场构件一般只进行底漆防腐，特别是长距离运输的构件容易损坏防腐漆，不建议做面漆， 现场涂刷更容易掌控防腐质量。3 门式钢架基础施工由于门式钢架的特殊性，大部分是现场拼装完成构件的连接，那么，基础的定位、预留孔的位置、高程、螺栓以及沉降观测应作为控制重点。基础施工前应检测地基的承载力是否满足设计要求，一些施工单位为了节省成本，把回填厚度肆意增加，导致回填后地基不密实，达不到压实系数标准，一旦钢结构安装便出现沉降，导致原本精准的定位孔无法穿孔连接，甚至出现偏斜影响工程质量。另外一方面，门式钢架一般设计有抗剪键和地脚螺栓，这是结构与基础连接的核心部件，在做隐蔽验收时应该对照图纸进行量测，查看螺栓的锚固深度及抗剪键的预留槽是否满足要求，在混凝土浇筑过程中应做到动态控制，避免施工的人为因素引起预留跑位现象的发生。 4 门式钢架的安装控制4.1 安装准备门式钢架安装是钢结构施工中较为危险的工序，组织不好或者过程管控不到极容易引发安全事故，所以在安装工作开展前，应对施工方逐级技术交底，并要求施工方编制相应的施工专项方案或施工组织设计，达到论证要求的应经过专家论证后采取措施方可实施，坚决杜绝随意施工及擅自改变施工方案要求。安装前对基础尺寸进行复核，满足要求后拟定吊车的行进路线，并对作业面实施封闭，吊车的选择应符合吊装要求，采用多台吊机同时作业时，其安全距离要大于10M以上，且单台起吊重量不超过80%。现场使用的高强螺栓属于规范强制送检材料，必须对摩擦面的抗滑移系数和螺栓的扭矩系数进行送检，试验合格后方可同意使用。现场容易出现普通螺栓代替高强螺栓使用的情况，应在过程中特别注意。4.2 安装作业门式钢架现场安装顺序为柱梁连续杆件檩条墙板及屋面板其他零星构件。一般现场作业宜从一边开始向另一边进行，在场地允许的情况下也可从两端柱子同时开始作业，安装时应以榀为单位，使独立钢柱之间形成整体受力体系，否则应设置临时支撑及缆风绳。安装高强螺栓时，严禁强行穿入或敲打。当不能直接穿入时可用铰刀进行修正，修整后最大直径应大于孔径的1.2倍螺栓直径。现场作业严禁采用火焰扩孔，但现场实际施工中采用此方法的较多，大多施工单位为了省事违规采用，对于此种做法应不宜验收。高强螺栓连接紧固应分两次进行，分为初拧和终拧，初拧的扭矩应为施工扭矩的50%左右，各阶段完成时间应在一天以内，符合规范要求的外露丝扣及扭力即为合格。各构件吊装应选择合理的吊点，超过一定长度的构件在吊装时应进行稳定性验算，同时采用多点起吊的办法进行吊装，对于侧向刚度小，护板宽厚比大的构件，应采取适当的措施，比如局部临时加强，设置扁担吊杆等。当钢架结构形成整体体系后，可安装屋面结构，如果设计的屋架跨度较小，可采用整体拼装吊装法进行吊装，从而避免高空长时间作业的危险性，同时也可以提高工程进度和质量。钢架及所有支撑配件完成后，应进行检测和校正几何尺寸，同时应检查安装过程中的沉降观测记录值是否符合要求。对于门式钢架的变形位移控制应由专人全过程进行，发现问题及时处理，否则，结构之间构成体系后调整的成本和难度会比较大。当结构体系验收合格后，应对柱脚底板与基础之间进行无收缩混凝土灌浆作业，二次灌浆的预留空间为铰接时不宜大于50mm，刚接时不大于100mm。如图一：图一 门式钢架基础连接灌浆图5 门式钢架涂装控制对于安装完成的门式钢架，对整个结构检查完成后方可进行涂装施工，大多数钢结构已经在二次加工后自带防锈底漆，现场施工需要对局部进行修补。根据规范要求，涂装应该选择好合适的天气，且应在4H内涂装完成，过程中应严格进行遮挡，避免突然下雨影响涂装质量，当涂装油漆干燥后，一般是次日即可进行检查，使用测厚仪进行厚度监测，抽取点数按照标准进行，合格后方可进行下一层施工。特别需要注意的是，在钢结构连接螺栓及摩擦面的位置是不需要进行涂装的，这些位置应该严格进行保护，否则对结构受力将造成影响。对于设计有防火要求的结构，在防腐底漆与防火漆结合