如何提高钢结构厂房安装的精确度?
东莞联新钢结构公司在多年的经验与实践中从提高钢结构厂房的安装精确度考虑,对制作\运输\安装等主要环节予以高度重视的一些问题和具体控制方法作了文本分析和总结贡献给同行钢企进行探讨与交流。
服务项目：钢结构厂房安装
一、钢结构厂房制作及运输的控制：
钢结构厂房制作尺寸的精确，是确保整体结构尺寸精确和钢结构厂房安装顺利进行的基本和前提条件，因此，要准确把握好诸如钢柱的直线度和扭曲、柱和梁的连接孔到柱底板的距离、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相对于梁柱本身的位置尺寸、檩托板的位置尺寸等。目前钢结构厂房厂房中柱由外购H钢加工或板材组装而成，如果是现成的H型钢加工，则柱子的制作精度容易控制；如果是由板材组装而成，则在组装、焊接后要注意对钢柱进行整形，以确保钢柱直线度并防止扭曲。屋面梁大部分为人字形结构，往往由2榀或4榀组装而成。屋面梁一般由制作方用板材拼装而成，而且梁的腹板往往呈不规则四边形，技术能力强的厂家对腹板的放样下料能精确掌握，而技术能力薄弱的厂家对腹板的放样尺寸却时有偏差。由于屋面梁的外形尺寸，关系到梁与柱连接的严密性，腹板的尺寸直接影响到梁的外形尺寸，因而尤其重要。在一般钢结构厂房的设计中，对屋面梁往往还有一定的起拱要求，其目的是抵消整体安装后，梁体因自身和屋面载荷的作用而产生的下挠度，这样正好达到安装尺寸。起拱的高度由设计决定。为确保起拱度，屋面梁的外形尺寸又要作一定的调整，从这方面看，梁的制作难度远大于柱的制作难度。我们在现场检查时，将梁的外形尺寸和梁端连接板作重点检查项目，其目的就是为了确保安装后的整体效果，确保梁与柱之间的严密性。我们曾经发现这样的情况，安装后梁和柱之间有锲形间隙，这时的大六角头螺栓已丧失了原来设计提出的最主要的作用，只承担起支承作用，梁与柱之间根本没有摩擦力。为了消除这个隐患，后来我们在每根柱子上紧靠梁连接板的下侧，增加了抗剪键以提高对屋面系统的支撑能力，实践证明，效果很好。在实际施工中，由于多种因素使得梁与柱之间往往不能紧密结合，有些看上去似乎是结合了，但实际上达不到要求，导致接合面之间的摩擦力相对减弱。鉴此，我们希望在设计钢结构厂房厂房时，建议在柱面板上紧靠梁连接板下缘增加抗剪键，以确保柱对屋面的支撑能力。抗剪键虽小，但作用很大。
为了避免和减少柱、梁、系杆及其他连接件在运输过程中发生变形，应要求运输公司在绑扎构件时，必须在全长度范围内多增加支撑点，各部件之间尽可能用木料垫实，外围绑扎要牢固，以尽量减少在运输过程中因振动或重压致使构件变形；在装卸时要用两点吊，如构件超长，可采用扁担并适当增加吊点；构件在安装现场堆放时，应尽量减少堆放层数，一般不超过3层，同时要适当增加支承点，防止构件受压变形。千万不要放松运输、吊卸、堆放等环节的控制，否则，即使钢结构厂房构件制作再精确，也会因运输等环节出问题，导致钢结构厂房安装上出现大的麻烦。
二、钢结构厂房安装
1、钢柱的安装
钢柱是高层、超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构件，在加工制造中必须满足现行规范的验收标准。100m高的超高层钢柱一般分为8～12节构件，钢柱在翻样下料制作过程中应考虑焊缝的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形，所以钢柱的翻样下料长度不等于设计长度，即使只有几毫米也不能忽略不计。而且上下两节钢柱截面完全相等时也不允许互换，要求对每节钢柱应编号予以区别，正确安装就位。
矩形或方形钢柱内的加劲板的焊接应按现行规范要求采用熔嘴电渣焊，不允许采用其他如在箱板上开孔、槽塞焊等形式。
钢柱标高的控制一般有二种方式：
(1)按相对标高制作安装。钢柱的长度误差不得超过3mm，不考虑焊缝收缩变形和竖向荷载引起的压缩变形，建筑物的总高度只要达到各节柱子制作允许偏差总和及钢柱压缩变形总和就算合格，这种制作安装一般在12层以下，层高控制不十分严格的建筑物。
(2)按设计标高制作安装。一般在12层以上，精度要求较高的层高，应按土建的标高安装第一节钢柱底面标高，每节钢柱的累加尺寸总和应符合设计要求的总尺寸。每一节柱子的接头产生的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形应加到每节钢柱加工长度中去。
2、框架梁的制作与安装
高层、超高层框架梁一般采用H型钢，框架梁与钢柱宜采用刚性连接，钢柱为贯通型，在框架梁的上下翼缘处在钢柱内设置横向加劲肋。框架梁应按设计编号正确就位。
为保证框架梁与钢柱连接处的节点域有较好的延性以及连接可靠性和楼层层高的精确性，在工厂制造时，在框架梁所在位置设置悬臂梁(短牛腿)，悬臂梁上下翼缘与钢柱的连接采用剖口熔透焊缝，腹板采用贴角焊缝。框架梁与钢柱的悬臂梁（短牛腿）连接，上下翼缘的连接采用衬板(兼引弧板)全熔透焊缝，腹板采用高强螺栓连接。由于钢筋混凝土施工允许偏差远远大于钢结构的精度要求，当框架梁与钢筋混凝土剪力墙或钢筋混凝土筒壁连接时，腹板的连接板可开椭圆孔，椭圆孔的长向尺寸不得大于2d0（d0为螺栓孔径），并应保证孔边距的要求。
框架梁的翻样下料长度同样不等于设计长度，需考虑焊接收缩变形。焊接收缩变形可用经验公式计算再按实际加工之后校核，确定其翻样下料的精确长度。
框架梁上下翼缘的连接可采用高强螺栓连接或焊接连接，目前大部分采用带衬板的全熔透焊接连接。施工时先焊下翼缘再焊上翼缘，先一端点焊定位，再焊另一端。
腹板则采用高强度螺栓连接，要充分理解设计时采用摩擦型还是承压型高强螺栓。采用摩擦型高强螺栓的摩擦系数应选用合理。
采用高强螺栓群连接时，孔位的精度十分重要。目前制孔一般采用模板制孔和多轴数控钻孔，前者精度低，后者精度高，应优先考虑采用后者。当采用模板制孔时，应保证模板的精度，以确保高强螺栓的组装孔和工地安装孔的精度要求。如果孔位局部偏差，只允许使用铰刀扩孔。严禁使用气割扩孔，若用气割扩孔，则应按重大质量事故处理。
三、钢结构厂房安装的控制：
钢结构厂房安装前，要切实做好各项前期工作。比如吊装前，安装人员应对构件进行复测，只有在构件未变形和安装尺寸正确的前提下才能进行吊装。另外，安装人员在确认基础混凝土强度达到规范要求的前提下，还应对钢柱基础的预埋螺栓或杯口进行检测，如发现基础的位置和标高尺寸出现偏差，则要对该部位作好记录，以便调整钢柱位置。
为了提高整体钢结构厂房的安装精度，最好选择厂房中有柱间支撑、系杆和屋面支撑的部分先进行安装。这部分钢柱吊装后，要先对钢柱的轴线和标高进行复测，纠偏后暂时用缆风绳稳住钢柱，再安装柱间支撑、屋面梁和梁间系杆，这就是所谓的粗安装。屋面梁安装前，应先在地面拼装，经测量合格后再吊装。梁就位后，用高强螺栓连接，其他各个部件用相应螺栓固定，但各类螺栓不宜锁紧。各部件固定后，再次对钢柱轴线和标高进行复测和纠偏，即微调。钢柱的轴线应从两个方向复测，复测合格后，再依次拧紧各个部位的螺栓。对高强螺栓要先进行初拧，在拧紧过程中，应对钢柱的轴线进行动态跟踪，如轴线变化超过允许值，应立即加以调整。整个拧紧过程应从梁柱接点，再到支撑、系杆接点，对同一部件的两端采用对称的方法同时进行，以减少单侧累积误差。这样才能确保钢柱安装正确。如果在此过程中，发现安装件和被安装件不配合，则不能调整被安装件，而是调整安装件或采取其他弥补措施。例如：钢梁和钢柱不配合，则不能调整钢柱，只能调整钢梁。在整个排架安装过程中，钢柱安装正确是其他一切安装正确的必要条件。
在钢结构厂房安装过程中，各个独立的排架部分应尽快形成稳定结构。通过以上方法，可依次将其他几个部位分别安装，使整个厂房先有间隔的稳定的排架结构，这样可以将整个厂房安装时产生的累积误差分散到各个部分，也可以避免因自然条件影响，使已经安装的钢构件变形或脱落甚至倾覆等。在其他各排架之间的钢柱、钢梁安装时，也应独立测量和纠偏，而不能以旁边的排架作基准。在整个主体结构安装过程中，局部排架结构安装就位并且纠偏后，要对高强螺栓作终拧，终拧扭矩值一定要符合规范要求，检查人员应抽样测量并记录。
所有需要在现场焊接部件的临时固定螺栓孔，应设计成长形孔，这样便于安装和调整，对确保整体安装精度也更加有利。檩条等次构件的单边连接孔，也宜设计成长形孔，当然相关的垫片也要相应增大。需特别注意的是，由于檩条安装均是高空作业，板壁较薄，如果因安装孔出现偏差而在高空切割喷涂，确实会带来很多不便，也具有危险性，而且对外观也有影响。因此将檩条两端和钢梁钢柱的连接孔设计成长形，或至少单边设计成长形，可能更加合理。
在安装屋面钢架系统时，有时屋面支撑和屋面檩条的安装往往会发生矛盾。如果先安装好屋面支撑，则屋面檩条吊不上；如先安装屋面檩条，则屋面支撑不便吊装。我们通常的做法是，先将屋面檩条成批集中吊上屋面梁搁置固定，同一跨内的檩条可以分成4批或5批，堆放后一定要固定好。让吊车臂架从各批檩条之间的空隙伸出屋面，将屋面支撑吊装、固定后，再铺开屋面檩条，这一施工顺序很重要。考虑到围护和主体结构的安装往往不是同一施工单位，因而必须由一位经验丰富的管理人员来统一指挥和协调。这样做，不仅可以避免施工单位之间的相互干扰，同时也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，而吊车梁离屋面的空间距离不够吊车的臂架使用，则应在安装屋面支撑前先将吊车梁安装好；如果吊车梁离屋面空间距离较大，则可以稍后安装。总的来说，吊车梁最好尽早吊装，这对整个排架的稳定也有益。彩板安装前，首先要做好测量工作确定彩板长度、宽度的标准尺寸，其目的是确保彩板上沿能搭在檩条侧面上，同时确保上下彩板的搭接长度不得小于120毫米，以防雨大时有渗水现象。墙面彩板安装前务必将檩条调直，这样做，安装彩板的自攻钉才能整齐，直线度较好，外观也好看。屋面彩板的安装和檩条调直要比墙面容易的多，需要强调的是搭扣务必牢固，如用自攻螺钉，必须带密封圈，在此不再赘述。
钢结构厂房安装方法很多，作为一名管理人员，应不断加以总结，注意工作经验的积累，这样做的结果是，在今后继续实施钢结构厂房厂房的安装时，既能提高安装的精度，又能减少返工量，而且还可以提高高空作业的安全性。本文摘要于钢结构工程精典安装。
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