1. 如何提高鋼結構廠房安裝精度方法
在建築行業,隨著鋼結構廠房的利用越來越普及,鋼結構廠房的製作、運輸和安裝工藝技術越來越受到重視,同時也得到較快發展和持續改進。如何進一步提高鋼結構廠房的製作和安裝精度,降低成本,是擺在鋼結構廠房行業面前的一個課題。現在國家有關規范和行業標准已經在這方面作出了很多規定,對從零部件下料到竣工的每一步都提出了要求。
從提高鋼結構廠房的安裝精度考慮,對製作、運輸、安裝等主要環節中必須予以高度重視的一些問題和具體的控制方法作了分析和總結。現拋磚引玉,與同行進行交流。
一、鋼結構廠房製作及運輸的控制
鋼結構廠房製作尺寸的精確,是確保整體結構尺寸精確和鋼結構廠房廠房安裝順利的基本和前提條件,因此,要准確把握好諸如鋼柱的直線度和扭曲、柱和梁的連接孔到柱底板的距離、連接孔本身的加工精度、屋面梁的直線度和柱樑連接板的加工精度、樑柱上的系桿或支撐連接板相對於樑柱本身的位置尺寸、檁托板的位置尺寸等。
目前鋼結構廠房廠房中柱由外購H鋼加工或板材組裝而成,如果是現成的H型鋼加工,則柱子的製作精度容易控制;如果是由板材組裝而成,則在組裝、焊接後要注意對鋼柱進行整形,以確保鋼柱直線度並防止扭曲。屋面梁大部分為人字形結構,往往由2榀或4榀組裝而成。
屋面梁一般由製作方用板材拼裝而成,而且梁的腹板往往呈不規則四邊形,技術能力強的廠家對腹板的放樣下料能精確掌握,而技術能力薄弱的廠家對腹板的放樣尺寸卻時有偏差。
由於屋面梁的外形尺寸,關繫到梁與柱連接的嚴密性,腹板的尺寸直接影響到梁的外形尺寸,因而尤其重要。在一般鋼結構廠房的設計中,對屋面梁往往還有一定的起拱要求,其目的是抵消整體安裝後,梁體因自身和屋面載荷的作用而產生的下撓度,這樣正好達到安裝尺寸。
起拱的高度由設計決定。為確保起拱度,屋面梁的外形尺寸又要作一定的調整,從這方面看,梁的製作難度遠大於柱的製作難度。我們在現場檢查時,將梁的外形尺寸和梁端連接板作重點檢查項目,其目的就是為了確保安裝後的整體效果,確保梁與柱之間的嚴密性。
我們曾經發現這樣的情況,安裝後梁和柱之間有鍥形間隙,這時的大六角頭螺栓已喪失了原來設計提出的最主要的作用,只承擔起支承作用,梁與柱之間根本沒有摩擦力。為了消除這個隱患,後來我們在每根柱子上緊靠梁連接板的下側,增加了抗剪鍵以提高對屋面系統的支撐能力,實踐證明,效果很好。在實際施工中,由於多種因素使得梁與柱之間往往不能緊密結合,有些看上去似乎是結合了,但實際上達不到要求,導致接合面之間的摩擦力相對減弱。鑒此,我們希望在設計鋼結構廠房廠房時,建議在柱面板上緊靠梁連接板下緣增加抗剪鍵,以確保柱對屋面的支撐能力。抗剪鍵雖小,但作用很大。
為了避免和減少柱、梁、系桿及其他連接件在運輸過程中發生變形,應要求運輸公司在綁扎構件時,必須在全長度范圍內多增加支撐點,各部件之間盡可能用木料墊實,外圍綁扎要牢固,以盡量減少在運輸過程中因振動或重壓致使構件變形;在裝卸時要用兩點吊,如構件超長,可採用扁擔並適當增加吊點;構件在安裝現場堆放時,應盡量減少堆放層數,一般不超過3層,同時要適當增加支承點,防止構件受壓變形。千萬不要放鬆運輸、吊卸、堆放等環節的控制,否則,即使鋼結構廠房構件製作再精確,也會因運輸等環節出問題,導致鋼結構廠房安裝上出現大的麻煩。
二、鋼結構廠房安裝過程的質量控制
鋼結構廠房廠房安裝前,要切實做好各項前期工作。比如吊裝前,安裝人員應對構件進行復測,只有在構件未變形和安裝尺寸正確的前提下才能進行吊裝。另外,安裝人員在確認基礎混凝土強度達到規范要求的前提下,還應對鋼柱基礎的預埋螺栓或杯口進行檢測,如發現基礎的位置和標高尺寸出現偏差,則要對該部位作好記錄,以便調整鋼柱位置。
為了提高整體鋼結構廠房的安裝精度,最好選擇廠房中有柱間支撐、系桿和屋面支撐的部分先進行安裝。
這部分鋼柱吊裝後,要先對鋼柱的軸線和標高進行復測,糾偏後暫時用纜風繩穩住鋼柱,再安裝柱間支撐、屋面梁和梁間系桿,這就是所謂的粗安裝。屋面梁安裝前,應先在地面拼裝,經測量合格後再吊裝。梁就位後,用高強螺栓連接,其他各個部件用相應螺栓固定,但各類螺栓不宜鎖緊。
各部件固定後,再次對鋼柱軸線和標高進行復測和糾偏,即微調。鋼柱的軸線應從兩個方向復測,復測合格後,再依次擰緊各個部位的螺栓。對高強螺栓要先進行初擰,在擰緊過程中,應對鋼柱的軸線進行動態跟蹤,如軸線變化超過允許值,應立即加以調整。
整個擰緊過程應從樑柱接點,再到支撐、系桿接點,對同一部件的兩端採用對稱的方法同時進行,以減少單側累積誤差。這樣才能確保鋼柱安裝正確。
如果在此過程中,發現安裝件和被安裝件不配合,則不能調整被安裝件,而是調整安裝件或採取其他彌補措施。
例如:鋼梁和鋼柱不配合,則不能調整鋼柱,只能調整鋼梁。在整個排架安裝過程中,鋼柱安裝正確是其他一切安裝正確的必要條件。
在鋼結構廠房廠房安裝過程中,各個獨立的排架部分應盡快形成穩定結構。通過以上方法,可依次將其他幾個部位分別安裝,使整個廠房先有間隔的穩定的排架結構,這樣可以將整個廠房安裝時產生的累積誤差分散到各個部分,也可以避免因自然條件影響,使已經安裝的鋼構件變形或脫落甚至傾覆等。
在其他各排架之間的鋼柱、鋼梁安裝時,也應獨立測量和糾偏,而不能以旁邊的排架作基準。在整個主體結構安裝過程中,局部排架結構安裝就位並且糾偏後,要對高強螺栓作終擰,終擰扭矩值一定要符合規范要求,檢查人員應抽樣測量並記錄。
所有需要在現場焊接部件的臨時固定螺栓孔,應設計成長形孔,這樣便於安裝和調整,對確保整體安裝精度也更加有利。
檁條等次構件的單邊連接孔,也宜設計成長形孔,當然相關的墊片也要相應增大。需特別注意的是,由於檁條安裝均是高空作業,板壁較薄,如果因安裝孔出現偏差而在高空切割噴塗,確實會帶來很多不便,也具有危險性,而且對外觀也有影響。因此將檁條兩端和鋼梁鋼柱的連接孔設計成長形,或至少單邊設計成長形,可能更加合理。點擊☞工程資料免費下載
在安裝屋面鋼架系統時,有時屋面支撐和屋面檁條的安裝往往會發生矛盾。如果先安裝好屋面支撐,則屋面檁條吊不上;如先安裝屋面檁條,則屋面支撐不便吊裝。我們通常的做法是,先將屋面檁條成批集中吊上屋面梁擱置固定,同一跨內的檁條可以分成4批或5批,堆放後一定要固定好。
讓吊車臂架從各批檁條之間的空隙伸出屋面,將屋面支撐吊裝、固定後,再鋪開屋面檁條,這一施工順序很重要。考慮到圍護和主體結構的安裝往往不是同一施工單位,因而必須由一位經驗豐富的管理人員來統一指揮和協調。
這樣做,不僅可以避免施工單位之間的相互干擾,同時也能提高高空作業過程的安全性。在上述安裝過程中,需要提醒的是,如果廠房內有吊車梁系統,而吊車梁離屋面的空間距離不夠吊車的臂架使用,則應在安裝屋面支撐前先將吊車梁安裝好;如果吊車梁離屋面空間距離較大,則可以稍後安裝。總的來說,吊車梁最好盡早吊裝,這對整個排架的穩定也有益。
2. 鋼梁撓度怎麼算
Ymax = 5ql^4/(384EI).
式中: Ymax 為梁跨中的最大撓度(mm).
q 為均布線荷載標准值(kn/m).
E 為鋼的彈性模量,對於工程用結構鋼,E = 2100000 N/mm^2.
I 為鋼的截面慣矩,可在型鋼表中查得(mm^4).
跨中一個集中荷載下的最大撓度在梁的跨中,其計算公式:
Ymax = 8pl^3/(384EI)=1pl^3/(48EI).
式中: Ymax 為梁跨中的最大撓度(mm).
p 為各個集中荷載標准值之和(kn).
E 為鋼的彈性模量,對於工程用結構鋼,E = 2100000 N/mm^2.
I 為鋼的截面慣矩,可在型鋼表中查得(mm^4).
3. 鋼梁施工方法懸臂拼裝鋼梁
鋼梁施工方法懸臂拼裝鋼梁是非常重要的,選擇合適的方法達到最好的施工效果,保障工程的質量,每個細節都很關鍵。中達咨詢就鋼梁施工方法懸臂拼裝鋼梁和大家說明一下。
(一)鋼梁懸臂拼裝方案的確定
鋼梁懸臂拼裝方法主要有全懸臂拼裝、半懸臂拼裝、中間合攏懸臂拼裝和平衡懸臂拼裝。
1.全懸臂拼裝
組拼工作由橋孔一端懸拼到另一端,為減少懸臂長度,通常在另一側橋墩旁邊設置附著式托架。此種方法適用於河深、流急、河中不易設置臨時支墩的橋梁。
2.半懸臂拼裝
在橋孔內設置一個或幾個臨時支墩減少拼裝時懸臂長度。靠近橋台的一孔或二孔組立膺架或臨時支墩較易,多先用膺架法組拼一段鋼梁作為平衡重,再用半懸臂方式繼續拼裝其餘節段,待拼裝完成世辯指一孔鋼梁後,即利用此孔鋼梁搜配作為平衡重,改用全懸臂拼裝方式組拼下一孔鋼梁。
3.中間合攏懸臂拼裝
中間合攏懸臂拼裝方法適用於橋梁跨度較大的情況,自橋跨兩端相向拼裝,再跨間適當位置合攏。
4.平衡懸臂拼裝
從橋孔中的某個橋墩開始,按左右兩側重量大體平衡的原則,同時對稱向左右兩個方向懸臂拼裝,為確保施工過程中鋼梁的穩定性,通常在墩頂預埋錨桿或橋墩兩側建立臨時托架,以平衡施工中的不平衡彎矩。
(二)懸臂拼裝鋼梁施工要點
1.平衡梁施工方法
在引橋或路基上拼裝平衡梁,應從與主梁相連的端節點開始,自橋頭向橋後拼裝。當平衡梁和主梁的接頭無專門傳遞剪力的桿件,而為框架結構時,除主梁端節點設置支點外,平衡梁端節點亦應設置臨時支座,必要時可進行支點反力調整。
2.懸臂安裝跨中合攏施工要點
應在主跨兩橋墩布置臨時固定支座,其餘各支點布置活動支座。
最後節間的桿件安裝前,應調整鋼梁平面和立面位置,達到兩端主桁平面中線差小於2mm,兩懸臂端間隔距離可稍大於設計尺寸。節點合攏時,兩懸臂端的高程一致;兩懸臂端間隔距離與設計尺寸相符;兩懸臂端的轉角一致。
3.採用墩旁托架進行懸臂拼裝施工要點(了解)
4.懸臂安裝採用水上吊船時施工要點
宜用於拼裝懸臂的最後一個節間。
應處於流速不大、風力較小、水位較穩的施工時期,當在通航航道施工時,應在施工期內改變航道。
(三)懸臂拼裝墩頂布置要點
1.懸臂拼裝過程中,應由節點中心永久(或臨時)支座支承鋼梁。在節點中心周圍布置帶有輥軸或四氟板和千斤頂的臨時支座作為保險,當用以調整鋼梁高程和縱橫移梁時,應以中心支座作為保險灶顫,但不得將鋼梁支撐在帶千斤頂的臨時支座上懸臂安裝。頂落梁或縱橫移梁不得與拼裝同時進行。
2.全懸臂拼裝時,懸臂孔始端墩頂臨時支座的高程,應根據懸臂端的最大撓度,包括工場製造拱度和錨孔梁坡度及前方墩頂設備高度等因素確定。
3.採用跨中合攏方案時,墩頂應有良好的頂落梁及縱橫移梁的設備。
4.施工過程中,當主要受力支點如採用工字鋼束、鋼墊塊或鋼軌束等組成的臨時支座時,應考慮因鋼梁轉角產生的偏心反力對支座和鋼梁節點的影響。
5.施工過程中,每孔或每聯鋼梁必須設置一處固定支座。固定支座應設在懸臂孔始端,使其摩擦力足以抵消水平外力。
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4. 工字鋼受力分析
工字鋼的腹板主要承受剪應力,翼緣主要承受正應力。在工程設計中,主要需要驗算撓度、正應力和剪應力。撓度是衡量結構變形程度的重要指標,對於均布荷載,撓度公式為ω=5qllll/384Ei(其中llll表示l的四次方),對於中心受集中力的情況,撓度公式則變為ω=Plll/48Ei。正應力的計算公式為σ=M/w,其中M代表彎矩,w是截面模量。剪應力的計算公式為τ=QS/it,其中Q代表剪力矩,S是剪流面積,i是抗扭慣性矩。
工字鋼,也被稱為鋼梁(英文名稱Universal Beam),是一種截面為工字形狀的長條鋼材,其截面形狀為工字型,這種設計使得它在承受重載時表現出色。工字鋼分為普通工字鋼和輕型工字鋼兩種類型,它們在建築材料中的應用非常廣泛。
普通工字鋼適用於需要承受較大載荷的結構,如橋梁、建築支撐等。而輕型工字鋼因其重量較輕、強度高、便於運輸安裝,適合用於需要節省材料成本和減輕結構自重的場合。工字鋼因其獨特的截面形狀和良好的力學性能,在現代工程中扮演著重要角色,為各種建築和橋梁提供了穩定可靠的支撐。
工字鋼的截面形狀使其在實際應用中具有顯著的優勢。腹板的設計能夠有效地抵抗剪切力,而翼緣則能夠承受較大的正應力。這種結構不僅提高了工字鋼的承載能力,還使其在施工過程中更加經濟高效。在現代建築和基礎設施建設中,工字鋼因其可靠性和耐用性成為了不可或缺的材料之一。