如何在施工技术上控制轻钢结构的安装质量

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　　轻钢结构作为一种结构形式，主要应用于厂房、仓库等有大跨度使用空间要求的建筑，随着我国科学技术的不断发展和社会经济的不断繁荣，轻钢结构还会有更广泛的需求市场，因此在轻钢结构的工程实践中运用有效手段严格控制施工质量显得更加重要。
　　 安装尺寸和力学性能是反映轻钢结构安装质量的两个重要技术指标，下面就以门式刚架这种轻钢结构形式的现场安装来探讨如何控制这两个技术指标达到设计图纸和施工规范的质量要求。
　　、安装尺寸的质量控制
　　 安装尺寸的质量控制属于整个安装过程的控制，必须步步为营，不放过任何一个可能产生尺寸偏差的环节，这样才能使所有构件拼装完后，尺寸误差控制在规范要求的范围内。
　　把好构件尺寸关
　　 门式刚架的梁、柱构件及其它大批量次要构件在进入现场时，都要对其几何尺寸进行复验，同时检查相应的构件合格证书，以明确构件是否符合安装条件，防止安装过程中由于构件的缺陷而影响整个安装尺寸，造成质量事故，引起返工，影响进度，造成不必要的经济损失。另外，在构件的起吊、运输等构件运至现场的过程，构件往往会受到外力或自重影响而造成构件变形，这个变形应采取一些措施尽加以避免，比如在以上运输过程中始终保持梁和柱的弱轴面在竖直面上；堆放时如需分层，上下垫木应保持在相同的竖直位置上；檩条应4~6根宽、5~8层高绑扎在一起吊运等。如果不小心造成了变形，可根据情况在现场采用火焰加热或反向施压等方法进行修正，达到规范要求。
　　确保地脚螺栓位置、基础标高正确
　　 钢柱吊装前要查看土建施工单位交接的技术资料，复验地脚螺栓纵横轴线位置、基础支承面标高是否在误差范围内。按照DG/TJ08-010-2001第5.2.2条规定地脚螺栓中心偏移允许误差为3mm，这一点对土建施工单位的要求是较高的，在砼浇注前，必须采用很可靠的固定地脚螺栓的方法才能达到规范要求，因此在基础浇注前就应该同土建施工单位沟通，达成共识，采取可靠措施，达到质量要求。如果个别超标范围不大（≤20），可采取柱脚底板扩孔加等厚钢板垫块措施处理，但处理方案应经监理或设计单位同意，如超标很严重，则必须由土建单位返工至合格后方可进行下道工序，这样会影响整个工程的进度。
　　 基础支承面按二次浇注的时间一般有两种处理方法，即钢柱安装前二次浇注和钢柱安装后二次浇注。安装前二次浇注比较适合于门式刚架，只要二次浇注顶面在设计标高位置并在±3mm的误差范围内即可；安装后二次浇注一般针对普钢结构，柱脚底板比较大或柱有分肢的情况下采用，但门式刚架如设计有要求也要按设计采用，钢柱安装时的临时支承有钢板垫块或无收缩水泥沙浆垫块，按规范达到标高要求，设置的位置也要符合规范要求。
　　调整好钢柱的位置
　　 在钢柱吊装之前，在基础顶面上弹出钢柱纵横两个方向的校准基准线，在柱脚底板的四个边上也标出对应的校准基准点，在柱顶的翼缘和腹板上也标出对应的校准基准点，纵横两个方向上的基准点在相应的基准线的竖直平面内，在靠室内翼缘外侧标出1m标高线。这样钢柱按编号吊至基础顶面后，先拧紧地脚螺母，做初步固定，将事先加工好的角钢丁字架固定在钢柱顶上，丁字架的两个肢分别位于柱顶两个方向的基准点上，再在两个肢上悬挂线垂。做好以上工作之后，开始分别调整钢柱的平面位置和竖直位置，按照先平面后竖直的原则进行，先将柱脚底板的基准点调至基础顶面的校准基准线内，然后再观察两个方向的线垂是否在基准线上，用垫铁将其调好，如果是先浇注二次砼一般只需做小量调整，如果是后浇注二次砼则需做较大量的调整，并需将四周垫牢固。再用水准仪对钢柱的标高做进一步的复核，超出误差范围都须重新调整。
　　钢梁的准确就位
　　 在所有的钢柱吊装并校正完毕后，要先把柱间支撑安装好，然后可以进行钢梁的吊装了，钢梁吊装要从靠近山墙的支撑跨开始，在吊装钢梁时主要用缆绳控制弱轴的变形，钢梁与钢柱可靠连接后，要及时用檩条将梁与相邻梁连接，檩条间距约为4m左右。因为在钢梁吊装过程中会对柱产生一定的力学作用，而且钢梁本身也因自重等因素产生一定的变形，所以支撑跨的两榀刚架在安装好后要对这两榀刚架进行校正。然后以此为基础吊装两端其余的梁，在钢梁吊装至下一支撑跨时，要对已装刚架进行校正。刚架在纵向的校正用经纬仪比较合适，效率也比较高，在偏离柱横向轴线500的距离内引出一条平行线，将经纬仪的视线固定在这条平行线上，用钢尺测量梁上下翼缘中心线和视线的距离减去500在规范规定的范围内即可，否则就要调整。
　　 总之，在刚架的安装过程中，要选用合适的测量和校正手段，对每一个可能产生偏差或累计偏差的部位都要测量，超出误差范围都要进行校正，并做好校正记录，工作要做到心中有数。
　　、现场安装力学性能的控制
　　 门式刚架的安装尺寸符合了规范和设计图纸的要求，只能说使用空间符合要求，而作为建筑的安全可靠和耐久性则必须通过对建筑构件和构件连接的力学性能来加以控制，这里所说的力学性能是指构件极其连接后必须达到设计承载力的要求，这就要求构件和现场安装的连接都要达到设计和规范的要求。
　　构件质保材料的检查
　　 进入现场的构件，要逐一检查构件原材料的质保书，主要是钢材、焊条等，原材料和焊缝的测验报告，摩擦面的摩擦系数检测报告，以及构件制作厂家的质检报告，只有这些材料完整有效，方可认为进场的这批构件符合力学性能要求，才能被允许在工程中使用。
　　高强螺栓的连接
　　 目前的门式刚架梁柱节点连接和梁梁节点连接一般均采用高强度螺栓，而高强度螺栓的施工要求又是比较高的，必须熟悉高强度螺栓的种类、性能和施工方法，才能有效控制高强度螺栓的施工质量。
　　 （1）、熟悉高强度螺栓的分类
　　 按形状进行分类（见下表）
　　螺栓种类 高强度大六角螺栓 扭剪型高强度螺栓
　　性能等级 8.8S 10.9S 10.9S
　　适用规格 ≤M24 ≤M30 ≤M24
　　施工方法 扭矩法 扭断螺栓尾部
　　主要施工工具 手动（电动）扭矩扳手 扭剪型手动（电动）扭矩扳手
　　连接副配置 1个螺栓+2个垫片+1个螺母 1个螺栓+1个垫片+1个螺母
　　
　　按连接受力性能进行分类（见下表）
　　连接形式 摩擦性 承压型
　　适用螺栓种类 大六角螺栓和扭剪型 大六角螺栓和扭剪型
　　连接摩擦面 按设计要求处理并达到相应的摩擦系数 按设计要求处理并达到相应的摩擦系数
　　
　　（2）、控制进货的质量
　　 高强度螺栓进货时首先要确定螺栓的具体形式，施工图一般指明了高强度螺栓的种类，而螺栓的公称长度却需计算得出，可以采用下式计算得出：
　　 L=L＇+ΔL
　　 式中L――高强螺栓的公称长度（mm）；
　　 L＇――连接板层总厚度（mm）；
　　 ΔL――附加长度（mm）
　　 在施工备料时要按要求的类型采购，全数检查它的质量合格证明文件、中文标志及随箱带有高强度螺栓连接副的扭矩系数和紧固轴力的检验报告，这些资料必须完整有效。进入施工现场的高强度螺栓必须每批随机抽取8套进行连接副扭矩系数的复验合格后方可使用。
　　 （3）、现场的保管要正确
　　 高强度螺栓必须妥善的储运和保管。要轻装、轻放防止包装箱损坏而损伤螺栓；要分类存放，堆积不要高于3层以上，底层距地面高度≥300mm以上；注意防潮保持干燥；一般整箱保存，直到安装使用前才能开箱检查使用，而且当天开箱的尽量当天用完。总的原则是在高强度螺栓使用时要保持它的的出厂状态，这一点对于高强度螺栓来说非常重要。高强螺栓施工时由扭矩扳手的扭矩值来控制预拉力的大小，而扭矩值又与扭矩系数成正比，储运和保管中由于螺栓、螺母、垫圈生锈，螺纹损伤，或粘上脏物或干燥等，都能使扭矩系数发生很大的变化，如果计算用的扭矩系数和螺栓副的实际扭矩系数出入很大，就会造成高强螺栓的超拧或欠拧，后果是极其严重的，轻则使结构刚度不足变形很大，重则导致结构坍塌。

　　 （4）、正确使用保质量
　　 具体到在门式刚架上的使用要注意以下几个方面：其一，一般门式刚架两个柱间的一跨钢梁是在地面拼装台上拼好，一次起吊两端与钢柱固定，这时要注意梁梁节点先用相同大小和数量的普通螺栓临时连接，待吊装完成后，再从节点板的中间向两边对称的用高强螺栓将普通螺栓换下来，并将高强螺栓拧至初拧状态；梁柱节点可先用冲钉上下固定，高强螺栓从中向边拧至初拧状态。其二，要注意高强度螺栓连接副的正确组装，这一点往往被大家忽略，正确的组装应该是螺母凸台的一侧应与垫圈有倒角的一面接触，大六角螺栓的第二个垫圈有倒角的一面应朝向螺栓头。其三，正确计算终拧和初拧力矩。高强螺栓的施拧顺序是先初拧后终拧，一天内完成。扭剪型高强螺栓的终拧状态是拧掉梅花头，而大六角头高强螺栓的终拧状态则是扭矩拧至终拧数，终拧数按规范采用下式计算，
　　 Tc=k・Pc・d
　　式中Tc――终拧扭矩（N・m）；
　　 Pc――高强螺栓施工预拉力（kN），大六角头高强螺栓施工预拉力详见下表；
　　 d――高强螺栓公称直径(mm)；
　　 k――高强螺栓连接副扭矩系数，按规范规定的试验确定；
　　大六角头高强螺栓施工预拉力（kN）
　　螺栓的性能等级 螺栓的公称直径（mm）
　　 M16 M20 M22 M24 M27 M30
　　8.8S 75 120 150 170 225 275
　　10.9S 110 170 210 250 320 390
　　
　　大六角头高强螺栓的初拧扭矩为终拧扭矩的50%，扭剪型高强螺栓没有终拧扭矩，其初拧扭矩可按公式To=0.065 Pc・d采用大六角头高强螺栓的Pc计算。
　　 （5）、严格检查防漏洞
　　 扭剪型高强螺栓终拧结束后，观察尾部梅花头拧掉为合格；大六角螺栓终拧结束后，用0.3~0.5kg的小锤逐个敲检，有怀疑的应进行扭矩检查，欠拧或漏拧者要及时补拧，超拧者要更换。
　　焊缝连接
　　 门式刚架的的现场焊接量一般不多，但焊接时要注意不致引起构件的变形，构件受力焊接时要加临时支撑，且注意采用小电流、间断焊。
　　 以上对“安装尺寸”和“力学性能”分别进行了论述，其实二者之间是互相影响的，精确“安装尺寸”能够使“力学性能”满足其几何需求；而完善的“力学性能”又能使钢结构的“安装尺寸”更为精确。所以轻钢结构的安装只要按照以上技术要求做，就能达到施工规范所要求的安装质量要求，就能安装成安全可靠的合格产品。

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