曹德海
摘要:近幾年隨著我國城市化進程的加快,城市人口不斷增長,雖然我國國土遼闊,資源豐富,但實際人均可用資源量卻遠低于許多國家,而鋼結構工程作為新型施工工藝,在使用中、施工及經(jīng)濟方面都具有優(yōu)勢,但鋼結構工程作為新型施工工藝,施工質(zhì)量的復雜性不言而喻,建筑工程主體結構一旦發(fā)生質(zhì)量問題極有可能危機使用者生命,因此鋼結構主體工程影響因素就是一個十分值得研究的問題。鋼結構主體工程的優(yōu)點不言而喻,建筑物的承載重量又主體結構傳入基礎,確保整棟大樓穩(wěn)定性,因此主體結構安全是施工過程中質(zhì)量把控的重點,而哪些因素會影響到主體施工質(zhì)量則尤為重要。
關鍵詞:鋼結構;質(zhì)量;結構安全;影響因素
1 鋼結構的基本理論及影響因素
1.1 鋼結構的基本概念
鋼結構是由鋼制材料組成的結構,是主要的建筑結構類型之一。結構主要由型鋼和鋼板等制成的梁鋼、鋼柱、鋼桁架等構件組成,并采用硅烷化、純錳磷化、水洗烘干、鍍鋅等除銹防銹工藝。各構件或部件之間通常采用焊縫、螺栓或鉚釘連接。因其自重較輕,且施工簡便,廣泛應用于大型廠房、場館、超高層等領域。鋼結構容易銹蝕,一般鋼結構要除銹、鍍鋅或涂料,且要定期維護。
1.2 鋼結構的特點
材料強度高,自身重量輕,鋼材韌性,塑性好,材質(zhì)均勻,結構可靠性高,鋼結構制造安裝機械化程度高,鋼結構密封性能好,鋼結構耐熱不耐火,鋼結構耐腐蝕性差。
1.3 鋼結構的基本技術要求
鋼結構在使用過程中會受到各種形式的作用(荷載、基礎不均勻沉降、溫度等),所以要求鋼材應具有良好的機械性能(強度、塑性、韌性)和加工性能(冷熱加工和焊接性能),以保證結構安全可靠。鋼材的種類很多,符合鋼結構要求的只是少數(shù)幾種,如碳素鋼中的Q235,低合金鋼中的l6Mn,用于高強螺栓的20錳釩鋼(20MnV)等。
2 鋼結構的施工技術及影響因素
2.1 鋼結構施工前準備
2.1.1 現(xiàn)場鋼構件存放及預埋螺栓施工要求
鋼構件以及材料的運輸進場應根據(jù)安裝方案制定的進度計劃來安排,現(xiàn)場根據(jù)一層柱梁安裝區(qū)域儲備構件,構件及材料進場要考慮安裝現(xiàn)場的堆場限制,協(xié)調(diào)好安裝現(xiàn)場與制作加工的關系,保證安裝工作按計劃進行。
2.1.2 機械準備及現(xiàn)場準備
保證對施工機械齊全準備和檢查,目前國內(nèi)超高層建筑鋼結構施工在選用吊裝施工機械主機時,幾乎全部采用自生式塔式起重機,自升式塔式起重機可分為內(nèi)爬式和外附式兩種。保證“三通一平”,施工現(xiàn)場的水通、電通、路通和平整場地,拆除障礙物。在安裝期間,要保證水、電、照明不中斷。掌握天氣季節(jié)變化情況,加強氣象預測預報的聯(lián)系工作。
2.2 鋼結構工程施工工藝過程
2.2.1 鋼結構吊裝施工要點
1.鋼梁安裝施工要點
鋼梁吊裝前,應清理鋼梁表面污物,對產(chǎn)生浮銹的連接板和摩擦面在吊裝前進行除銹。在鋼梁的標高、軸線的測量校正過程中,一定要保證已安裝好的標準框架的整體安裝精度。鋼梁安裝完成后應檢查鋼梁與連接板的貼合方向。鋼梁的吊裝順序應嚴格安裝鋼柱的吊裝順序進行,及時形成框架,保證框架的垂直度,為后續(xù)鋼梁的安裝提供方便。
2.鋼梁安裝施工要點
鋼柱吊點的設置需考慮吊裝簡便,穩(wěn)定可靠,還要避免鋼構件的變形,鋼柱吊點設置在鋼柱的頂部。為了保證吊裝平衡,在吊鉤下掛設4根鋼絲繩進行吊運,為防止鋼柱起吊時在地面拖拉造成地面和鋼柱損傷,鋼柱下方應墊好枕木,鋼柱起吊前綁好爬梯,掛好防墜器。
2.2.2 鋼結構焊接施工要點
鋼板(尤其是厚板)焊接施工,其可焊性程度、焊接參數(shù)、焊接應力和變形控制等受現(xiàn)場條件、焊接位置及焊接環(huán)境的影響,存在諸多不確定性因素,可焊性較差,鋼板現(xiàn)場焊接存在較大的淬硬傾向,可焊性較差,焊接融合區(qū)是最薄弱的部分,有明顯的化學和物理不均勻性,組織性能突變等。構件焊接殘余應力與變形較大,鋼構件截面類型多,易產(chǎn)生焊接裂紋,由于厚板施焊作業(yè)時間長,焊縫單面施焊熔敷金屬量大和焊接殘余應力大,在施焊時,焊接過程中的溫度控制不好,容易產(chǎn)生熱裂紋與冷裂紋,有的甚至在焊接完成幾天后才出現(xiàn)延遲裂紋。
2.3 鋼結構施工質(zhì)量通病
1.切割邊未加工或達不到規(guī)范要求。鋼材切割面存在大于1mm的缺棱、彎曲不平等缺陷。原因分析:氣割過程操作不規(guī)范,切割工藝不符合要求。
2.放樣、號料尺寸超過允許偏差。
3.焊縫連接缺陷:焊縫成形不良、弧坑、裂紋、焊瘤、未熔合、未焊透、咬肉、夾渣、氣孔、母材擦傷等。
4.涂層返繡,局部銹蝕。
5.基礎地腳螺栓位置及垂直度超過規(guī)范允許偏差,導致鋼柱安裝困難或不能安裝。
3 施工組織與管理的影響因素
組織與管理是以建筑產(chǎn)品為對象,從系統(tǒng)的角度合理的安排組織協(xié)調(diào)產(chǎn)品生產(chǎn)的諸多要素,選擇施工方案,確定施工進度,布置施工現(xiàn)場,落實質(zhì)量安全措施等,其目的是優(yōu)化施工過程,保證工程順利竣工。科學的施工組織與管理,可以創(chuàng)造良好的施工條件,保證施工順利進行,使工程施工進入良性循環(huán)中,保證工程質(zhì)量和生產(chǎn)安全而提高混凝土性能。
3.1 鋼結構的施工組織
施工組織的目的就是要把人力、物力和財力等資源,在時間上按照先后順序,在空間上按照一定的位置,在數(shù)量上按照不同比例,合理科學的組織起來,并且統(tǒng)一指揮勞動者的活動,從而保證鋼結構施工的有條不絮。
3.2 鋼結構的施工管理
施工管理是為了實現(xiàn)工程項目的目標。即成本目標、進度目標、質(zhì)量目標。管理的任務主要是施工現(xiàn)場管理、技術管理、安全管理、施工質(zhì)量管理等。從施工準備到施工實施再到竣工驗收,其中施工階段是工程實體化的過程,是資金、勞力、機械、材料各項投入最大,也是管理對象之間關系最能體現(xiàn)管理水平的過程。因此,施工管理是工程施工方案的實施的操作者,質(zhì)量保證的安全員。
現(xiàn)場施工質(zhì)量管理的首要工作是確保質(zhì)量保證體系的建立和正常運行。應按照事前、事中、事后控制相結合的原則。質(zhì)量不能與安全生產(chǎn)、進度、成本對立起來,不能為了其他目標而影響工程質(zhì)量。應該在保證質(zhì)量的前提下來控制成本和進度。規(guī)范工程施工管理,確保工程質(zhì)量、安全文明施工和工程進度,使整個施工過程有章可循,對保證鋼結構性能具有重大意義。
4 總結
鋼結構是一種成分相對簡單但現(xiàn)場施工難度較大、專業(yè)性較高的新型材料,其性能與施工技術、施工工藝及后期保養(yǎng)等關系密切,還要在施工組織與管理,施工人員和制度措施方案等方面進一步研究,以促進我國混凝土結構技術的進一步發(fā)展。
隨著鋼結構原材料的發(fā)展,建筑設備水平的提升,鋼結構工程應用對象的發(fā)展變化,新型施工工藝的不斷涌現(xiàn)和推廣,鋼結構也需要發(fā)展和變化,使鋼結構技術要適應不同的設計、施工和使用要求。我們應該從工程管理大學科的角度來認真對待鋼結構,分析工程項目的結構特點,預估可能出現(xiàn)的不利情況和風險,采用科學合理、可行的技術線路和手段,完成出滿足設計要求和施工工藝要求的優(yōu)質(zhì)鋼結構工程。
總之,鋼結構作為現(xiàn)代化建設的重要材料,對我國的經(jīng)濟發(fā)展有著重要的作用。本文介紹的鋼結構的原材料及現(xiàn)場施工的一些主控項目,是它的一些主要性能。而在現(xiàn)實生產(chǎn)中,由于外界條件的復雜多變,所遇到的情況可能還要更加復雜,我們必須綜合考慮這些因素,從整體上進行改進,只有這樣才能很好的提高鋼結構的性能,為我國現(xiàn)代化建設提供基礎支持。
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大連理工大學