鋼結(jié)構(gòu)裝配式多層民用建筑在一些發(fā)達國家已經(jīng)得到廣泛的應用。如歐美、日本等國,鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑的應用技術(shù)比較成熟和完善。近些年,我國東部沿海地區(qū)及北上廣深等大城市已開始應用鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑,主要應用于多層建筑。我國在鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑領(lǐng)域還處于起步階段,本文根據(jù)工程實例進行探討。
與混凝土等結(jié)構(gòu)相比,鋼結(jié)構(gòu)具有很多優(yōu)點,而且在使用功能、設(shè)計、施工及經(jīng)濟方面也具有一定的優(yōu)勢:(1)強度高,質(zhì)量輕,可承受較大變形,有比較穩(wěn)定的承載力。(2)與混凝土結(jié)構(gòu)建筑相比有很好的抗震及抗風性能,結(jié)構(gòu)安全度高。(3)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在工廠制作,尺寸精確,使用焊接及螺栓連接,安裝方便,可縮短施工工期,工程質(zhì)量容易控制。(4)具有生態(tài)環(huán)性,改建和拆遷容易,材料的回收和再生利用率高,占用的施工現(xiàn)場少,施工噪音小,減少建筑垃圾。
廈門軌道交通建設(shè)管理基地位于廈門市思明區(qū)蓮坂,由兩棟建筑組成,建筑面積15000平方米,層數(shù)5~6層,主要功能為辦公、檔案、監(jiān)控中心和食堂。因項目工期緊,要求高,為了在最短的時間內(nèi)完成高品質(zhì)建筑,決定采用鋼結(jié)構(gòu)形式,以滿足工期和質(zhì)量的要求。項目基礎(chǔ)形式為獨立基礎(chǔ);上部結(jié)構(gòu)體系為鋼結(jié)構(gòu)框架,樓面為鋼梁+混凝土組合樓板結(jié)構(gòu),其中鋼結(jié)構(gòu)柱為箱型柱,柱跨以9米為主,柱截面為400*400mm2,梁為工字鋼,材質(zhì)為Q345B,梁柱節(jié)點采用高強錨栓連接,樓(屋)面采用鋼骨架(帶栓釘)+混凝土板的組合結(jié)構(gòu)形式,鋼承板采用1.20mm厚的鍍鋅鋼板。外墻面采用金屬面巖棉夾芯板,內(nèi)置鋼骨架。
3.1.1 測量放線
(1)施工測量。在放線過程中,要嚴格的按照建設(shè)方提供的工程高程控制點以及平面控制點,結(jié)合具體的放線要求,保證施工過程能夠準確反映建筑物標高以及中軸線。測量過程中需要也弄個按照相關(guān)測量規(guī)范,做好各個控制點的放樣、加密等工作。
(2)施工平面控制網(wǎng)的建立。基于工程建設(shè)方提供的相關(guān)控制坐標點,根據(jù)施工設(shè)計圖紙進行具體的測量放線工作,同時確定測量控制主軸線。在設(shè)置控制點過程中,應該盡可能避免選擇在容易被破壞、視野死角等位置,保證控制點視野通暢、不易被破壞,同時在控制地位置做好永久標識。
(3)水準控制網(wǎng)的建立。根據(jù)該項目的實際情況,水準控制點的位置一般設(shè)置在施工場地四周穩(wěn)定的建筑物上,為水準控制網(wǎng)的建立提供方便。如果土方工程施工中遇到降雨,容易引起周圍基坑的沉降,所以需要在場區(qū)外設(shè)置兩到三個水準控制點,對水準控制網(wǎng)實施監(jiān)測。在工程基礎(chǔ)施工過程中,需要通過場區(qū)外的永久監(jiān)測點,對水準控制網(wǎng)實施定期的監(jiān)測,同時結(jié)合基坑的沉降量,對工程標高實施有效的調(diào)整。
3.1.2 埋螺栓安裝
(1)固定式埋設(shè)方法:在使用經(jīng)緯儀、水準儀等對螺栓的位置以及高程確定后,通過角鐵以及鋼板制作成樣板,保證螺栓從樣板中穿過,同時用焊條將其焊接在鋼筋上,保證螺栓的穩(wěn)固性。但是值得注意的是,這樣焊接會造成螺栓不容易調(diào)節(jié),所以在安裝過程中,必須保證安裝的位置精確。
(2)地腳螺栓安裝時應注意事項:①注意基礎(chǔ)螺栓變形程度,變形過大的不要安裝,矯正后再安裝。②在埋設(shè)前要檢查地腳螺栓規(guī)格及數(shù)量是否合格。③在澆筑混凝土之前,再認真檢查螺栓安裝的是否正確,包括螺栓的方向高程、垂直度等。④在混凝土澆筑過程中,需要嚴格控制澆筑沖擊力,確保螺栓不會發(fā)生位移。如果發(fā)現(xiàn)有位移發(fā)生,需要在混凝土沒有凝固前對螺栓進行位置調(diào)整。⑤除有特別注明,原則上螺栓應垂直于理論之承截面。
3.1.3 鋼柱拼接工藝
鋼柱拼裝:該工程中使用的鋼柱長度超過17米,所以采用分段運輸整體制作的方式,現(xiàn)將鋼柱相關(guān)的構(gòu)件運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場,然后進行現(xiàn)場拼接。這樣做符合工程施工要求,同時減少了高空作業(yè)量,提高了鋼柱拼接施工的安全性。
(1)根據(jù)鋼柱斷面不同,采取相應的鋼平臺及胎具。
(2)每節(jié)鋼柱每個面都彈好中線,在斷面處成互相垂直,多節(jié)柱拼裝時,三面都要拉通線,注意拉通線時,防止線的垂度。
(3)翼緣板錯口是各個節(jié)點中最容易出現(xiàn)錯誤的位置,主要包括變形、位移等。如發(fā)現(xiàn)翼緣板制作構(gòu)件時發(fā)生變形,采用方便的機械矯正或火工矯正,達到允許誤差繼續(xù)拼接。拼接一般采用倒鏈,在兩接口處焊耳板,進行校正對接。
(4)采用連接板對各個節(jié)點實施約束,在焊接完成并冷卻后即可將連接板拆除。
3.1.4 連接工藝
(1)本工程構(gòu)件采用在鋼構(gòu)件加工廠進行,放樣、下料、組對、焊接、校正、除銹、涂裝、運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場安裝。
(2)本工程構(gòu)件安裝采用高強度螺栓連接梁、柱,采用普通螺栓連接檁條(包括屋檁、墻檁),鋼柱梁采用高強度螺栓連接,檁條的固定連接采用普通螺栓連接。在安裝過程中,要嚴格按照相關(guān)規(guī)范,在螺栓帽擰緊后,要保證絲扣外漏超過3扣,要保證其自由穿過樣板孔,不能強行進行擊打入孔,同時也不能采用其切割的方式,擴大孔徑,穿入方向應一致并便于操作,螺栓群安裝由中央順序向外擰緊,并應在當天終擰完畢且不得作為臨時安裝螺栓。本工程使用的高強度螺栓10.9級摩擦型材質(zhì)為35VB,螺母和墊圈為35VB。在安裝前要嚴格檢查包裝是否完整,螺栓油膜是否良好,如果產(chǎn)品包裝發(fā)生損壞,螺栓上有灰塵等,需要用煤油進行清洗,同時將少許的黃油涂抹到螺栓的旋轉(zhuǎn)面上。在安裝中隊已經(jīng)擰緊的螺栓帽用顏色標出,方便工作人員隨時利用扳手進行檢查,保證準確的扭矩值。
(3)高強度的螺栓需要滿足一下幾個方面的技術(shù)要求:(1)一個大六角頭螺栓連接需要包括一個螺母、一個大六角頭螺栓以及兩個墊圈;(2)一個扭剪型高強度連接副包括一個螺母、一個螺栓以及一個墊圈,同時保證螺栓副的配套性;(3)在使用前,需要對產(chǎn)品出廠合格證進行檢查;(4)組裝好高強度螺栓后,應按一定順序施擰,施擰順序宜由螺栓群中央順序向外,進行擰緊,并應在工作日內(nèi)終擰完畢。(5)高強度螺栓的擰緊,應分初擰和終擰。但對于天型節(jié)點應分初擰、復擰和終擰。復擰扭矩應等于初擰扭矩。
3.2.1 吊放與鋪設(shè)
(1)鍍鋅鋼板成捆堆置,應橫跨多根鋼梁,單跨置于兩根梁之間時,應注意兩端支承寬度,避免傾倒而造成墜落事故。
(2)安裝鍍鋅鋼板前,在梁上標出鍍鋅鋼板鋪放的位置線。鋪放鍍鋅鋼板時,相鄰兩排鍍鋅鋼板端頭的波形槽口應對準。板吊裝就位后,先從鋼梁己彈出的起鋪線開始,沿鋪設(shè)方向單塊就位,到控制線后應適當調(diào)整板縫。
(3)風速≥6m/s時禁止施工,己拆開的鍍鋅鋼板應重新捆扎,否則,鍍鋅鋼板很可能被大風刮起,造成安全事故或損壞鍍鋅鋼板。
3.2.2 固定
(1)鍍鋅鋼板在定位后應立即以焊接方式固定于結(jié)構(gòu)桿件上,鋼承板側(cè)向與鋼梁搭接處,或鋼承板與鋼承板側(cè)向搭接處,均須在跨間或90cm間距(取小值)即需有一處側(cè)接固定(采用焊接或嵌扣夾);詳見圖1鍍鋅鋼板固定及堵頭板施工大樣。
圖1 鍍鋅鋼板固定及堵頭板施工圖
(2)任何未固定的鍍鋅鋼板可能會被大風刮起或滑落而造成事故。
3.2.3 焊接
(1)每一片鍍鋅鋼板兩側(cè)溝底均需以15mm直徑的熔焊與鋼梁固定,焊點的平均最大間距為30公分。焊接材料應得穿透鍍鋅鋼板并與鋼梁材料有良好的熔接。本工程全部采用穿透式栓釘直接透過鍍鋅鋼板植焊于鋼梁上,則栓釘可以取代上述的部分焊點數(shù)量;但鍍鋅鋼板鋪設(shè)定位后,仍應按上述原則固定,唯熔焊直徑可以改為8mm以上。
(2)與鋼梁的焊接不僅包括鍍鋅鋼板兩端頭的支承鋼梁,還包括跨間的次梁;如果栓釘?shù)暮附与娏鬟^大,造成鍍鋅鋼板燒穿而松脫,應在栓釘旁邊補充焊點。
目前,鋼結(jié)構(gòu)裝配式多層民用建筑以節(jié)約資源、強度高、施工方便等優(yōu)點,在我國已得到廣泛的應用。一方面鋼結(jié)構(gòu)裝配式多層民用建筑的預制構(gòu)件質(zhì)量、施工技術(shù)及節(jié)點的控制已得到了較大的提高。另一方面,隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,勞動力成本的上升,使傳統(tǒng)方式建設(shè)成本增高,這對推進鋼結(jié)構(gòu)裝配式多層民用建筑提供了機遇。本文根據(jù)工程實例探討了鋼結(jié)構(gòu)裝配式多層民用建筑的施工技術(shù),可供參考。
[1]張文富.建筑鋼結(jié)構(gòu)體系選擇技術(shù)分析[J].黑龍江科技信息.2007(6).