王銘暉WANG Ming-hui;劉曉霞LIU Xiao-xia
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建筑鋼結構自1871 年誕生以來,無論是從量上還是質上都有著很大的飛躍,從大跨度結構到鋼結構廠房,再到超高層建筑,越來越多的高層建筑采用鋼結構的形式。與傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結構相比,鋼結構具有質量輕、強度高、機械化水平高等顯著優(yōu)點,同時大大節(jié)省施工工期,這也使得鋼結構在高層建筑領域大發(fā)展成為必然。因而,高層建筑鋼結構工程質量控制也成為當前研究的熱點。
1.1 鋼結構的定義 鋼結構是指采用鋼板及型鋼經過加工成各種形狀的鋼構件后,通過焊接、螺栓連接、鉚接將鋼構件相互連接固定而成的承重結構物。
1.2 鋼結構質量控制的內容 隨著鋼結構的不斷快速發(fā)展,鋼結構相關規(guī)范不斷完善,關于《建筑鋼結構焊接技術規(guī)程》、《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》等技術操作、質量控制方面的規(guī)范指導越來越多,成為鋼結構質量控制的主要依據。鋼結構的質量要求可以理解為三個方面的內容,其一是鋼結構型材的質量,要求材料要滿足強度、尺寸要求,滿足設計要求;其二是鋼結構加工制作的構件質量要求,要求鋼梁鋼柱滿足設計要求,外觀、承載力達到設計標準;其三是安裝質量要求,要求鋼結構工程與其他結構牢固結合,鋼構件之間的安裝固定滿足國家質量標準要求,滿足設計要求。
鋼結構的質量控制貫穿鋼結構材料采購、制作加工、運輸、吊裝安裝整個生命周期,每個階段稍有疏忽,都易導致建筑工程質量出現問題,因此鋼結構工程質量的控制要從每個階段下手,嚴把質量關,才能從根本上保證高層建筑鋼結構工程的質量。
2.1 材料采購質量控制 正如“巧婦難為無米之炊”,材料之于工作的進行是非常重要的。鋼結構工程的主材是鋼板及其他型鋼,鋼板和型鋼的質量直接決定了鋼結構的工程質量,決定了鋼結構建筑的壽命。因此,鋼結構工程建設過程中,在材料進入鋼結構加工廠時要嚴格按照標準進行檢查、試驗,這是保證工程質量的第一步。
2.2 鋼結構加工制作質量控制 鋼結構加工制作過程中的質量控制主要包括切割、下料、組立、埋焊、校正、組裝、焊接、除銹等多個方面,其中對鋼結構質量影響最大的是焊接、校正。
2.2.1 焊接 在鋼結構工程制作加工過程中,非成品H 型鋼由一個腹板兩個翼緣板焊接而成,十字柱、T 型鋼梁等都需要由鋼板焊接而成。焊接工藝做的不好,導致鋼結構構件不合格,進而會影響鋼結構的安裝。由于焊工是特殊工種,焊接的質量好不好,直接由焊工的工作技能決定,焊工的操作技能和資格對工程質量起到關鍵的作用。在進行鋼結構的焊接工作時,首先要求焊接人員具有相應的資質,包括特種作業(yè)證和技術等級證書要求焊接人員組織專門的培訓,熟悉不同的焊接設備、不同的焊接工位,不同的環(huán)境和不同的焊接工藝。同時,焊接方案也很重要,在焊接前,將構件底面找平,防止翹曲,翻身時進行加固,必須保證焊接質量、減少焊接變形,減少焊接殘余應力等。
2.2.2 校正 校正就是通過外力或加熱作用制造新的變形,去抵消已經發(fā)生的變形,使材料或構件平直或達到一定的幾何形狀。在鋼結構制作過程中,由于材料、設備、工藝、運輸等影響,引起鋼材原材料變形,如氣割、剪切變形、焊接變形、運輸變形等,因此,為了保證鋼結構制作及安裝質量,必須對不符合技術標準的材料、構件進行校正。
2.3 鋼結構運輸過程中質量控制 鋼構件在運輸過程中,若包裝及運輸保護措施做得不好,將會引起構件的變形造成安裝困難,甚至無法安裝,從而影響鋼結構工程的質量。因此,鋼結構在運輸過程中,要特別注意對構件的保護。
首先根據構件的外形尺寸、體積及重量分類采用包裝箱、裸裝、捆裝等方式;在裝箱過程中,使用支架、墊木、鐵線、鋼絲繩等加固材料,采用八字形、交叉捆綁等方式;裝箱構件在箱內應排列整齊、緊湊、穩(wěn)妥牢固,要有效防止構件運輸過程中碰撞產生的死彎或緩變形。
2.4 鋼結構安裝質量控制
2.4.1 施工放線 無論是鋼筋混凝土工程還是鋼結構工程,施工放線都是施工的第一步,施工放線對于整個工程質量影響非常大,如果放線工作出現錯誤或者達不到標準,會直接帶來一系列的連鎖反應,致使最終的工程質量不過關。因此在進行鋼結構安裝時,第一步就要做好施工放線工作,深入了解設計圖紙,要在圖紙上把放線坐標點標識出來,一步一步進行連線找點。
2.4.2 地腳螺栓的預埋 地腳螺栓的預埋工作是鋼結構工程安裝過程中的一個難點,在實踐經驗中,往往會出現整體或局部偏移、標高有誤、錨栓不垂直等。這些問題會直接造成鋼柱底板螺栓孔不對,影響鋼柱標高,導致安裝無法正常進行。因此,地腳螺栓的預埋工作,要特別注意,鋼結構施工單位要協同土建單位一起完成預埋工作,應先測設后預埋,澆搗之前必須復核地腳螺栓的相關尺寸及固定牢靠;為防止錨栓不垂直,在澆筑前,要采用角鋼固定,焊成籠狀,完善支撐;預埋時,要用塑料薄膜或者黃油材料把螺栓包住,防止螺栓發(fā)生污染,待混凝土澆筑完成后,立即清除沾在螺栓上的殘留物。
2.4.3 構件吊裝及安裝 施工放線、地腳螺栓預埋之后,要進行鋼梁、鋼柱及其他鋼構件的安裝工作。鋼柱、鋼梁在吊裝過程中,要控制其垂直偏差,鋼柱應按計算的吊掛點吊裝就位,且必須采用兩點以上的吊裝方法,吊裝時應進行臨時固定,以防吊裝變形;柱就位后應及時增設臨時支撐;對垂直偏差,應在固定前予以修正。鋼柱安裝完成后,要盡快調整鋼柱垂直度和高差墊片,然后封閉柱腳,進行二次灌漿密實。同時,鋼梁與鋼柱牛腿連接處,要控制好尺寸。
2.4.4 油漆及防火涂料 易腐蝕和不耐火是鋼結構的致命缺點,鋼結構一旦被腐蝕,或遭遇火災,其強度和塑性等主要力學性能指標將顯著下降,嚴重地降低鋼結構構件和建筑物的安全性和耐久性。鋼結構的銹蝕無論是化學銹蝕還是電化學腐蝕,都是因為鋼結構本身與氧氣和水接觸造成,所以防銹防腐可通過在鋼結構表面涂刷油漆來解決,防火則可以通過涂刷防火涂料,提高鋼結構的耐火性。
鋼結構工程在施工管理過程中,對質量的控制除了加強對技術人員、工人對規(guī)范標準和操作規(guī)程的培訓學習,切實做好開工前的準備,加強施工過程中的質量控制和監(jiān)督檢查外,應該從材料采購、加工制作、運輸、安裝各個階段出發(fā),嚴格控制鋼結構每一個節(jié)點的質量,并積極發(fā)揮施工、監(jiān)理等各方面的作用,做好各分項工程的工序驗收工作,這樣才能保證鋼結構工程的整體質量。
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