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钢结构 | 钢结构安装常见问题及预防措施
发布日期:2021-12-02       来源:     阅读:421
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钢结构安装常见问题及预防措施

一、

基础的定位轴线和支撑面标高超差

基础的定位轴线和支承钢柱面标高超过规范允许偏差值。

产生原因有:

(1)基础测量控制网、基础测量放线、找标高存在失误、偏差。

(2)基础模板支设不牢固,浇筑混凝土下料过高、混凝土振捣撞击,使模板位移,造成基准线产生偏差。

(3)使用钢尺、经纬仪、水准仪未经校验,存在误差。

(4)施工看错图纸,轴线搞错,未经严格检查。

(5)基础支承面未经二次抹压、找平,混凝土沉降收缩下沉。

(6)对预埋钢板(或支座)未采取固定措施。

由于基础定位轴线和支承面标高超差,会导致柱安装轴线和支承标高出现超差,影响整个结构安装工程的质量。

预防措施:

(1)基础测量控制网、基础测量放线和找平所用仪器、量具等,精度应准确,使用前必须校核或经计量部门检定,发现问题及时调整,以防止失误或产生累积误差,造成轴线和标高超过允许偏差。

(2)基础模板支设必须牢固,应有足够的强度和刚度。在浇筑混凝土下料和振捣时,要防止撞击模板,产生位移。在浇筑混凝土过程中,应定时用量具或吊线检查定位轴线、标高,如发现偏差,应停止浇筑、振捣,经加固调整排除后再进行。混凝土终凝前,基础混凝土表面应经二次抹压、找平。对预埋钢板或支座应经二次找正标高、水平度,并保证底部混凝土密实。基础支承柱钢板或支座应设置必要的固定装置,以保证位置和标高正确。

(3)基础纵横轴线及柱支承面钢板或支座标高、水平度产生超差时,应视偏差程度采取筹措进行处理。当超差不严重时,可在柱安装时采用柱底座移位、扩孔、填塞垫板来解决。如超差严重,无法调整处理时,应会同有关部门研究,定出可行修正方案后,再进行处理。

二、

基础地脚螺栓螺纹损坏

基础地脚螺栓螺纹损坏,柱安装时无法旋入螺母和紧固。

造成螺栓螺纹损坏的原因有:

(1)地脚螺栓在运输、装拆箱过程中受到撞击或保管不当,造成螺纹严重锈蚀。

(2)埋设后螺栓未采取保护措施,受到外蚧损伤。

(3)现场利用螺栓作电焊导电零线,被电弧烧伤使螺纹损坏。

(4)利用螺栓作牵引绳拉力的绑扎点等。

由于螺栓螺纹损坏,无法旋入螺母紧固钢柱等构件,影响结构力的传递和稳定性。

预防措施:

(1)地脚螺栓在运输、装拆箱时,应加强对螺纹的保护,应用工业凡士林油涂抹后,用塑料薄膜包裹绑扎,以防螺纹损坏和锈蚀。并应单独存放,不应与其他零、部件混装混放,以免相互撞击损坏螺纹。

(2)地脚螺栓埋设后不得利用作弯曲加工的支点或作电焊机的接零线,或牵引拉力的绑扎点。吊装构件时,应妥善操作,防止水平侧向撞击力撞坏螺纹。

(3)螺栓的螺纹已被损坏可采取以下治理方法:当螺纹被损坏的长度不超过其有效长度时,可用钢锉修整螺纹,达到顺利旋入螺母为止。当地脚螺栓的螺纹损坏的长度,超过规定的有效长度时,可用气割切除打开原螺纹段的长度;再用与原螺栓相同的材质、规格的材料,一端加工成螺纹,并在对接的端头截面制成30°-45°的坡口与下端进行对接焊接后,再用相应直径规格、长度的钢套管套入接点处,进行焊接加固补强。经套管补强加固后,会使螺栓直径大于底座板孔径,可采取适当扩大柱底座板的直径解决。

三、

柱底座座浆垫板设置不符合要求

柱底座浆垫板随意设置,标高、水平度及位置等不符合设计和规范要求。

造成原因有:

(1)基础上表面未作处理、找平就铺垫板,使垫板不能平稳受力,表面不平,高低不一。

(2)垫板未按受力要求合理布置,使底座、垫板、基础三者不能承受均匀的压力,使座浆下沉不均,标高、水平度达不到要求。

由于垫板设置不符合要求,达不到均匀传递荷载的作用,会降低柱的受力性能,影响上部结构的稳定性。

预防措施:

(1)为使垫板组平稳地传力给基础,应使垫板与基础面座浆紧密结合。对不平的基础上表面,需凿平、找平。

(2)垫板设置的位置及分布应正确,一般应根据钢柱底座板受力面积大小,布置在钢板中心及两侧受力集中部位或靠近地脚螺栓的两侧,使底座板、垫板和基础,起到全面承受压力荷载的作用,共同均匀地受力,避免局部偏压、集中受力或底板在地脚螺栓紧固受力时发生变形。

(3)直接承受荷载的垫板面积应符合受力需要,由计算确定,面积不宜过大或过小。过大造成浪费,过小易使基础局部集中过载,影响基础全面均匀受力。垫板的厚度一般在4~25mm范围内配合使用,每组不超过3块,座浆垫板多有一块厚10~12mm钢板,垫板长度在100~300mm,宽在50~120mm。座浆时用强度不低开30Mpa无收缩水泥砂浆。由于钢柱安装主要靠垫板来调整标高和水平度,因此座浆时要找好标高和水平度,其允许偏差应符合规范规定,并加强监理。垫板在座浆前,应将其表面的铁锈、油污和加工的毛刺等清理干净,以备座浆、灌浆时,能与混凝土牢固的结合;座浆后的垫板组露出底座板边缘外侧的长度约10~20mm。

四、

钢柱安装前对基础不进行检查就直接

进行安装

钢柱安装前,对基础的轴线、标高、地脚螺栓的位置、标高以及基础的混凝土质量等不进行预先检查,就直接进行安装。这样,有可能出现超差未进行修整,将会造成结构安装困难,增大钢柱安装应力和影响安装精度,甚至造成质量隐患。

预防措施:

钢柱安装前应对建筑物的定位控制线、基础轴线、标高、地脚螺栓位置、标高以及基础的混凝土质量等进行预先检查,发现超差应采取措施纠正并调整到规范允许偏差范围内。对于标高检查,应将实测数据与钢柱尺寸、标高的预检实测数据一一对照,并在支承座浆垫板或地脚螺栓螺母调整时,将两者的误差予以消除,基础支承面、地脚螺栓位置及座浆垫板的允许偏差应符合规范规定要求。基础混凝土质量问题应按有关规定进行处理。

五、

变形及质量缺陷

结构安装前不对钢构件的外形尺寸进行检查,处理构件存在的变形及质量缺陷。

由于钢构件在工厂加工出厂前虽已经过质量检验,但有可能漏检,或构件在出厂运输、堆放中可能产生新的变形、损伤,如安装前不进行复查,这些问题在安装前得不到及时处理,将会影响钢结构安装质量,造成安装困难或永久性质量缺陷。

预防措施:

(1)钢构件安装前,应对钢构件进行认真预先检查:

包括核对构件型号、数量,构件的外形尺寸及各支承面间、安装孔位间的相关尺寸,同时标出构件轴线的基准线。检查构件有无存在变形,如有变形误差应予以矫正和修复。

(2)构件的连接板、夹板及其他附件是否齐全,位置、尺寸是否准确。检验构件焊接区表面质量和高强螺栓连接磨擦面是否符合要求,是否被污染。

(3)构件节点是否齐全,主要构件的重心位置是否标出。

(4)构件表面是否被污染,油漆是否脱落等。

(5)构件预检要做好预检记录;对于变形、缺陷超过允许偏差的构件,应安装前,在地面进行矫正、修理,合格后方可安装。

六、

钢柱安装垂直度超差

钢柱垂直度偏差超过设计或规范允许的数值,产生原因有:

(1)钢柱制作时没有采取控制变形措施,或存在弯曲变形未进行jiaozhi。

(2)柱长度大,刚性较差,在外力作用下产生弹性或塑性变形。

(3)由于吊装工艺、吊装屋面板程序不合理,受温度、风力及外力作用,导致其弯曲变形。

(4)屋架跨度尺寸有偏差,安装时用外力强制连接,造成钢柱垂直度超偏等。

从而导致钢柱受力时产生偏移,影响承载力和稳定性。

预防措施:

(1)钢柱制作中的拼装、焊接,均应采取防变形措施,对制作时产生的变形,应及时进行矫正。钢柱运输和堆放,支承点要适当,防止在自重作用下产生弯曲变形。长柱平面外刚度差,吊装时的吊点宜选在柱全长2/3处,以防止变形。钢屋架跨度尺寸超偏,应先修正再安装,防止强行连接,使柱身弯曲变形。

(2)当钢柱被吊装到基础平面就位时,应将柱底座板上面的纵横轴线对准基础线,以防跨度尺寸产生偏差,导致柱头与屋架安装连接时,发生水平方向的拉力或推力,而使柱身弯曲变形,进行适当控制。

(3)钢柱与尾架连接安装后再吊装屋面板时,应由上弦中心两坡边缘向中间对称同步进行,防止由一坡进行产生侧向集中压力,导致钢柱发生弯曲变形。未经设计允许不得利用钢柱及其相连的其他构件,作水平拖拉或垂直吊装较重的构件和设备,应防止柱弯曲变形或损坏连接结构。

(4)对已安装固定垂直度超差的弯曲钢柱矫正,如果是弹性变形,则在外界压力削除后即能恢复原状,可不用外力矫正;如果是塑性变形,可采取矫正前先在钢柱弯曲部位上方或顶端,加设临时支撑,以减轻其承载的重力,再在弯曲处固定一侧向反力架,利用千斤顶进行矫正,如钢柱刚性较大,则需辅以在弯曲凸面用氧乙炔焰进行加热后,再施加顶力即可得到矫正。

七、

钢柱安装高度超差

安装后的钢柱高度尺寸或相对位置(±)标高尺寸超差,使各柱总高度、牛腿处的高度偏差数值不一致。

产生原因有:

(1)基础标高不正确或产生偏差。

(2)钢柱制作阶段的长度尺寸存在超差。

(3)安装时对基础标高调整、处理时,没有与钢柱实际长度(高度)结合进行,均会造成安装后的钢柱高度尺寸或标高尺寸产生正超差或负超差。

由于超差,造成与它连接的构件安装、调整困难,矫正难度很大,费工费时。

预防措施:

(1)基础施工时,应严格控制标高尺寸,保证标高准确。对基础上表面标高尺寸,应结合钢柱的实际长度或牛腿支承面的标高尺寸进行调整处理,使安装后和钢柱的高度、标高尺寸达到一致。

(2)钢柱在制作过程中应严格控制长度尺寸(包括控制设计规定的总长度及各位置的长度尺寸、控制在允许正负偏差范围内的长度尺寸和不允许产生的正超差值)和无接点的钢柱全长和牛腿处的尺寸正确,后者可采取先焊柱身,柱底座板和柱头板暂不焊,一旦出现超差时,在焊柱的底座板或上端柱头板前进行调整,最后焊接柱底座板和柱头板。

八、

钢屋架安装前不对支座预埋螺栓进行

检查验收

钢屋架安装前,安装单位不对土建单位在柱头支座处预埋的地脚螺栓进行检查验收。这样未经复测,便不知预埋地肢螺栓与设计图纸和钢屋架两端预留安装孔尺寸是否相符合,待安装时才发现位置、尺寸、标高有错误或存在超差,致使钢架安装不上,需要吊下来,对螺栓或屋架端部预留孔进行修整处理后,才能安装上,既耽误工期,又增加施工费用。

预防措施:

钢屋架安装前,土建、制造、安装三方要对土建柱头进行下列检查验收:检查地脚螺栓尺寸、标高、螺距,螺纹露出长度等是否在公差允许范围内,跨度是否与钢结构尺寸一致,与图纸要求是否相符合。交接验收合格后,方可进行钢屋架安装,以保证安装位置、标高、跨度等的正确性。

九、

钢屋架跨度尺寸超差,与柱端部节点板

不密合

钢屋架跨度尺寸超差,即个别屋架的跨度尺寸过大或过小;对与柱侧向连接的钢屋架、端部节点板间存在间隙。

产生原因:

前者是钢屋架制作工艺不合理,取拱度过大或过小(过大产生负偏差,过小易产生正偏差),未矫正正就安装。

后者是钢柱安装垂直度超差和屋架制作跨度尺寸超差引起的。

由于跨度尺寸超差、与柱端部节点板不密合,会影响柱的垂直度或平行度,或影响柱与屋架的受力性能。

预防措施:

(1)钢屋架制作应采用同一底样或模具,并采用挡铁定位进行拼装,以保证拱度和跨度尺寸正确。

(2)嵌入式连接的支座,宜在屋架焊接、矫正后按其跨度尺寸位置互相拼装,以保证跨度、高度正确并便于安装。为了便于安装时调整跨度尺寸,对嵌入式连接的支座、制作时可先不与屋架组装,应用临时螺栓附在屋架上,以备在现场安装时按屋架跨度尺寸及其规定的位置进行连接。

(3)吊装前,应认真检查屋架,对变形超差部位予以矫正,在保证跨度尺寸后再进行吊装。

(4)对非嵌入式连接支座,如柱顶板孔位与屋架支座孔位不一致时,不宜采用外力强制入位,应利用椭圆孔或扩孔法调整入位,并用厚垫圈覆盖焊接,将螺栓紧固。

不经扩孔调整或用较大的外力进行强制入位,将会使安装后的屋架跨度产生无穷大的正偏差或负偏差。安装后的钢屋架及天窗架垂直度及侧向弯曲差超过规范允许值。

产生原因有:

(1)钢屋架、天窗架制作中操作方法不当和工艺不合理,如拼装挡铁定位不准、拼装平台水平、两端支座板倾斜或吊装方法不当。

(2)钢柱、钢屋架和檩条超差ru。如钢柱垂直度超差,柱头板的标高(高度尺寸)不统一,平面未达到要求的水平度,相邻钢屋架(上弦)间距与对应檩条位置不一致等。

由于垂直度和侧向弯曲偏差过大,会使受力不在一个平面内,将会影响屋架、天窗架的受力性能和稳定性。

十、

水平支撑安装质量不符合要求

屋架的水平支撑安装后产生上拱或下挠,其值超过规范允许值。

产生原因有:

(1)水平支撑制作尺寸(长度、孔心)不准确,与屋架组合连接时位置不符。

(2)十字支撑本身自重产生挠度。或水平支撑吊装工艺不合理等。

由于质量不符合要求,使支撑受力不在一个平面内,降低承压时的受力性能,影响屋架的侧向稳定性。

预防措施:

(1)严格控制构件制作、安装的尺寸偏差。吊装时,应采用合理的吊装工艺,如十字水平支撑长度较长,刚度较差,应用圆木杆进行加固,吊点位置应合理,使尽量保持在一个平面内,使其受力重心在平面内均匀受力,以防止产生弯曲、下挠变形。

(2)安装时应使水平支撑稍作上拱略大于水平状态与屋架连接,即可消除下挠。如连接位置发生较大偏差不能安装就位时,不得采用牵拉工具用外力强行入位连接,以免使屋架下弦侧向弯曲或使水平支撑出现过大的上拱或下挠,并使连接件存入较大的内应力。水平支撑用临时螺栓固定、校正好后应立即焊接固定。

十一、

安装螺栓孔错位

构件安装孔错位(位移)不重合,螺栓穿不进去,

产生原因有:

(1)螺栓孔号线不准,未设样板,投影制作偏差大。

(2)钢部件小拼装累积偏差大。

(3)螺栓紧固程度不一,造成螺栓孔位移。

从而导致构件安装、紧固困难。

预防措施:

(1)螺栓孔制孔应设样板,保证尺寸位置正确。安装前应对螺栓孔及安装面作好修整。注意消除钢部件小拼装偏差,防止累积。螺栓紧固程度应保持一致。

(2)钢结构构件每端至少应有两个安装孔,以减少钢构件由于本身下挠导致孔位偏移,一般采用钢冲子预选使连接件上下孔重合。施拧螺栓合理工艺是:第一个螺栓第一次必须紧,当第二个螺栓拧紧后,再检查第一个螺栓并继续拧紧,以保持螺栓紧固程度一致。

十二、

钢支撑与屋架、柱等连接板漏焊

钢支撑安装,为图快速,常在柱间和屋架间支撑安装校正后用定位焊临时固定,接着进行下一节间柱和屋架支撑的安装。待全部柱和屋架吊装完成后,再回过头来进行支撑永久焊缝施焊固定。

这样做的危害是,由于定位焊强度较低,在施工阶段遇到外力(刮风、吊装碰撞、拴绳等)作用,会使支撑定位焊缝开裂而失去作用,造成柱和屋架失稳,严重时,使厂房排架倒塌。

预防措施:

柱间、屋架间支撑安装校正、以临时定位焊固定后,应由另一组焊工立即满焊进行永久固定,并加强检查,以防止个别节点漏焊缝长度、高度不够,当支撑受外力作用后,连接节点焊缝破坏,而使柱和屋架失稳。

十三、

钢柱安装忽视日照、温差的影响

钢柱安装忽视日照、温差的影响,不作温差校正在阳光下校正钢柱,柱向阳面(简称阳面)温度较背阳面(简称阴面)温度高,两侧产生的温差,会使钢柱向阴面弯曲,使柱产生一水平位移,随着日照方向的变化,钢柱弯曲也随之变化。

因此,钢结构安装中若忽视日照、温差的影响,将难以确定构件校正的基准状态,影响安装精度。同样,钢结构安装如忽视温差的影响,不作温差校正,或不采取一定的消除温差措施,也会影响钢柱的安装精度或增加安装应力。

预防措施:

钢结构安装校正时,应考日照温差对构件产生的变形,并采取一定的消除或削减日照影响措施加以控制,一般做法是:

(1)日照对单根钢柱影响较敏感,因此在钢柱安装应位后应及时安装相连系的其他承重构件,组成相对稳定的空间单元体系,以减少日照对钢柱柱端产生的位移影响。

(2)钢柱或柱梁结构节间的复核、最后校正,应安排在日照影响较小的早晨或下午16点以后或阴天进行。

(3)最后校正完毕的钢结构节点,其节点应及时最后固定。

(4)温差产生的影响主要是对长度较大的钢柱,对10m以上柱,施工各阶段的长度测量值应进行温差换算,换算的标准为20℃;对10m以内的钢柱,一般可不考虑温差的影响。

十四、

钢结构安装形成空间单元后

钢结构安装形成空间单元后,柱底不及时灌浆固定单层钢结构节点安装形成空间刚度单元后,不及时对柱底板和基础顶面的空隙最后灌浆固定。

由于钢结构节间安装已形成空间刚度单元后,结构已无再校正的必要,而结构钢柱底部与基础顶面间尚未最后灌注细石混凝土固定,尚存在空隙,形成铰接,一旦受外力作用,将会移动,使结构产生无法校正(矫正)的偏差,甚至会使结构歪斜。

预防措施:

钢结构安装形成空间刚度单元后,应及时对柱底板和基础顶面的空隙灌注细石混凝土最后固定,使柱底端由铰接变为固接,增强整体的稳定性。

十五、

钢构件出现变形和涂层脱落

钢构件安装中出现局部变形和油漆涂层脱落、损坏。

造成原因有:

(1)构件安装中,运输、堆放支承点及吊点绑扎位置不当,安装次序混乱,构件受碰撞或施加外力强制就位等造成构件变形,导致安装困难,形成逾限应力、影响结构承载力。

(2)构件吊装绑扎未设衬垫,或受摩擦、撞击,或油漆涂刷质量差,造成油漆涂层局部损伤、脱落,从而会影响结构的耐久性。

预防措施:

(1)构件运输,堆放支承点及构件吊装绑扎点位置应正确,以防构件弯曲变形。安装应按方案确定的顺序进行,起吊应防止碰撞,安装不上时,不得施加外力强行就位,以免产生逾限应力使构件变形。

(2)构件绑扎时,吊索与构件棱角之间应衬垫麻袋片、废轮胎等,吊装时避免构件互相摩擦,撞击,以防构件磨损,油漆涂层脱落。安装前对构件涂刷质量要进行检验,不符合要求或局部脱落,锈蚀,应进行补刷。


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文字 | 钢构联盟

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