在建筑行业,随着钢结构厂房利用的日益普及,钢结构厂房的生产、运输和安装技术越来越受到重视,同时也得到了快速发展和不断改进。如何进一步提高钢结构厂房的生产安装精度,降低成本,是北京厂房租赁行业面临的一个课题。目前,相关规范和行业标准在这方面做出了许多规定,要求从零件下料到竣工的每一步。
考虑到提高钢结构厂房的安装精度,分析总结了生产、运输、安装等主要环节必须高度重视的一些问题和具体的控制方法。现在抛砖引玉,和同行交流。
首先,钢结构的制造和输送控制是保证整体结构尺寸和钢结构厂房安装顺利的基本和前提条件。因此,要准确把握钢柱的直线度和扭曲、柱的连接孔与柱底板的距离、连接孔本身的加工精度、屋面梁的直线度和柱梁连接板的加工精度、梁柱上的系杆或支撑连接板与梁柱本身的位置尺寸、檩条支撑板的位置尺寸等。
目前,钢结构厂房的柱子是由购买的H钢加工或板材组装而成。如果是现成的H型钢加工,柱子的生产精度很容易控制;如果是由板材组装而成,则在组装和焊接后应注意钢柱的整形,以保证钢柱的直线度,防止扭曲。屋面梁大多为人字形结构,通常由两个或四个组装而成。屋面梁一般由制造商用板材组装,梁的腹板往往是不规则的四边形。技术能力强的厂家可以掌握腹板的放样和下料,而技术能力弱的厂家往往会偏离腹板的放样尺寸。由于屋面梁的形状尺寸与梁与柱连接的严密性有关,腹板的尺寸直接影响梁的形状尺寸,因此尤为重要。在一般钢结构厂房的设计中,屋面梁往往有一定的起拱要求,其目的是抵消整体安装后梁体自身和屋面载荷引起的下挠度,从而达到安装尺寸。起拱的高度由设计决定。为了保证起拱度,屋面梁的形状尺寸应进行一定调整,梁的制作难度远大于柱的制作难度。在现场检查时,要保证梁的形状和梁端的紧密性。
我们曾经发现,在这种情况下,安装后梁和柱之间有一个坚固的间隙。此时,大六角螺栓已经失去了原设计中提出的主要功能,只承担支撑作用,梁与柱之间没有摩擦。为了消除这一隐患,后来我们在每根柱子上靠近梁连接板的下侧,增加了抗剪键,以提高屋顶系统的支撑能力。实践证明,效果很好。在实际施工中,由于各种因素,梁与柱往往不能紧密结合,有些似乎是结合的,但实际上不能满足要求,导致接合面之间的摩擦相对减弱。有鉴于此,我们希望在钢结构厂房的设计中,建议在柱面板上靠近梁连接板的下缘增加抗剪键,以确保柱对屋顶的支撑能力。抗剪键虽小,但效果很大。
为避免和减少柱、梁、杆等连接器在运输过程中的变形,运输公司在绑扎构件时,必须在全长度范围内增加更多的支撑点,各部件之间应尽可能用木材垫实,外围绑扎应牢固,以尽量减少运输过程中振动或重压引起的构件变形;装卸时应使用两点吊装。如果构件太长,可以使用扁担并适当增加吊点;安装现场堆放构件时,应尽量减少堆放层数,一般不超过3层。同时,应适当增加支撑点,以防止构件受压变形。不要放松运输、吊装、堆放等环节的控制。否则,即使钢结构厂的构件再次生产,也会因运输等环节出现问题,给钢结构厂的安装带来很大的麻烦。
钢结构厂房安装过程的质量控制在钢结构厂房安装前,要做好各项前期工作。例如,在吊装前,安装人员应对构件进行复测,只有在构件不变形、安装尺寸正确的情况下才能吊装。此外,在确认基础混凝土强度符合规范要求的前提下,安装人员还应检测钢柱基础的预埋螺栓或杯口。如果发现基础位置和标高尺寸偏差,应记录该部位,以调整钢柱位置。
为了提高整个钢结构厂房的安装精度,最好选择厂房内有柱间支撑、系杆和屋面支撑的部分进行安装。吊装这部分钢柱后,首先对钢柱的轴线和标高进行重新测试,纠正偏差后,用缆风绳暂时稳定钢柱,然后安装柱间支撑、屋面梁和梁间系杆,这就是所谓的粗安装。安装屋面梁前,应在地面组装,测量合格后再吊装。梁就位后,用高强度螺栓连接,其他部件用相应的螺栓固定,但各种螺栓不宜锁定。各部件固定后,应重新测试和纠正钢柱轴线和标高,即微调。钢柱轴线应从两个方向重新测试。重新测试合格后,应依次拧紧各部件的螺栓。高强度螺栓应首先拧紧。在拧紧过程中,应动态跟踪钢柱轴线。如果轴线变化超过允许值,应立即调整。整个拧紧过程应从梁柱接点到支撑,同一部件的两端应采用对称的方法,以减少单侧的累积误差。只有这样,才能保证钢柱的正确安装。如果在安装过程中发现安装部件和安装部件不能配合,则不能调整钢柱或其他安装部件。
在钢结构厂房的安装过程中,各独立的排架部分应尽快形成稳定的结构。通过上述方法,其他部分可以依次安装,使整个厂房具有间隔稳定的排架结构,从而将整个厂房安装过程中产生的累积误差分散到各个部分,避免因自然条件而变形、脱落甚至倾覆已安装的钢构件。安装其他排架之间的钢柱和钢梁时,应独立测量和纠正偏差,而不是以旁边的排架为基准。在整个主体结构安装过程中,局部排架结构安装到位并纠正偏差后,应最终拧紧高强度螺栓。最终扭矩值必须符合规范要求,检查人员应抽样测量并记录。
所有需要现场焊接部件的临时固定螺栓孔都应设计成长孔,便于安装和调整,更有利于保证整体安装精度。檩条等级构件的单边连接孔也应设计成长孔。当然,相关垫片也应相应增加。需要特别注意的是,由于檩条的安装是高空作业,板壁较薄,如果由于安装孔的偏差而在高空切割和喷涂,确实会带来很多不便和危险,并对外观产生影响。因此,设计檩条两端与钢梁钢柱的连接孔或至少单边生长孔可能更合理。
在安装屋面钢架系统时,有时屋面支撑与屋面檩条的安装往往存在矛盾。如果先安装屋面支撑,屋面檩条就不能吊装;如果先安装屋面檩条,屋面支撑就不方便吊装。我们通常的做法是将屋面檩条分批吊装,搁置固定屋面梁。同一跨度的檩条可分为4批或5批,堆放后必须固定。让吊车臂架从每批檩条之间的缝隙伸出屋面,吊装屋面支撑,固定后铺设屋面檩条,这一施工顺序非常重要。考虑到围护和主体结构的安装往往不是同一施工单位,必须由经验丰富的管理人员统一指挥协调。这样既能避免施工单位之间的相互干扰,又能提高高空作业过程的安全性。在上述安装过程中,需要提醒的是,如果厂房内有吊车梁系统,吊车梁与屋面的空间距离不够,吊车梁在安装屋面支撑前应安装好;如果吊车梁与屋面空间距离较大,以后可以安装。一般来说,吊车梁更好的安装,也有利于整个吊车架的稳定性。