1. 如何提高钢结构厂房安装精度方法
在建筑行业,随着钢结构厂房的利用越来越普及,钢结构厂房的制作、运输和安装工艺技术越来越受到重视,同时也得到较快发展和持续改进。如何进一步提高钢结构厂房的制作和安装精度,降低成本,是摆在钢结构厂房行业面前的一个课题。现在国家有关规范和行业标准已经在这方面作出了很多规定,对从零部件下料到竣工的每一步都提出了要求。
从提高钢结构厂房的安装精度考虑,对制作、运输、安装等主要环节中必须予以高度重视的一些问题和具体的控制方法作了分析和总结。现抛砖引玉,与同行进行交流。
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厂房安装顺利的基本和前提条件,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、钢结构厂房安装过程的质量控制
钢结构厂房厂房安装前,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。点击☞工程资料免费下载
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。
2. 钢梁挠度怎么算
Ymax = 5ql^4/(384EI).
式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm).
q 为均布线荷载标准值(kn/m).
E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2.
I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4).
跨中一个集中荷载下的最大挠度在梁的跨中,其计算公式:
Ymax = 8pl^3/(384EI)=1pl^3/(48EI).
式中: Ymax 为梁跨中的最大挠度(mm).
p 为各个集中荷载标准值之和(kn).
E 为钢的弹性模量,对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm^2.
I 为钢的截面惯矩,可在型钢表中查得(mm^4).
3. 钢梁施工方法悬臂拼装钢梁
钢梁施工方法悬臂拼装钢梁是非常重要的,选择合适的方法达到最好的施工效果,保障工程的质量,每个细节都很关键。中达咨询就钢梁施工方法悬臂拼装钢梁和大家说明一下。
(一)钢梁悬臂拼装方案的确定
钢梁悬臂拼装方法主要有全悬臂拼装、半悬臂拼装、中间合拢悬臂拼装和平衡悬臂拼装。
1.全悬臂拼装
组拼工作由桥孔一端悬拼到另一端,为减少悬臂长度,通常在另一侧桥墩旁边设置附着式托架。此种方法适用于河深、流急、河中不易设置临时支墩的桥梁。
2.半悬臂拼装
在桥孔内设置一个或几个临时支墩减少拼装时悬臂长度。靠近桥台的一孔或二孔组立膺架或临时支墩较易,多先用膺架法组拼一段钢梁作为平衡重,再用半悬臂方式继续拼装其余节段,待拼装完成世辩指一孔钢梁后,即利用此孔钢梁搜配作为平衡重,改用全悬臂拼装方式组拼下一孔钢梁。
3.中间合拢悬臂拼装
中间合拢悬臂拼装方法适用于桥梁跨度较大的情况,自桥跨两端相向拼装,再跨间适当位置合拢。
4.平衡悬臂拼装
从桥孔中的某个桥墩开始,按左右两侧重量大体平衡的原则,同时对称向左右两个方向悬臂拼装,为确保施工过程中钢梁的稳定性,通常在墩顶预埋锚杆或桥墩两侧建立临时托架,以平衡施工中的不平衡弯矩。
(二)悬臂拼装钢梁施工要点
1.平衡梁施工方法
在引桥或路基上拼装平衡梁,应从与主梁相连的端节点开始,自桥头向桥后拼装。当平衡梁和主梁的接头无专门传递剪力的杆件,而为框架结构时,除主梁端节点设置支点外,平衡梁端节点亦应设置临时支座,必要时可进行支点反力调整。
2.悬臂安装跨中合拢施工要点
应在主跨两桥墩布置临时固定支座,其余各支点布置活动支座。
最后节间的杆件安装前,应调整钢梁平面和立面位置,达到两端主桁平面中线差小于2mm,两悬臂端间隔距离可稍大于设计尺寸。节点合拢时,两悬臂端的高程一致;两悬臂端间隔距离与设计尺寸相符;两悬臂端的转角一致。
3.采用墩旁托架进行悬臂拼装施工要点(了解)
4.悬臂安装采用水上吊船时施工要点
宜用于拼装悬臂的最后一个节间。
应处于流速不大、风力较小、水位较稳的施工时期,当在通航航道施工时,应在施工期内改变航道。
(三)悬臂拼装墩顶布置要点
1.悬臂拼装过程中,应由节点中心永久(或临时)支座支承钢梁。在节点中心周围布置带有辊轴或四氟板和千斤顶的临时支座作为保险,当用以调整钢梁高程和纵横移梁时,应以中心支座作为保险灶颤,但不得将钢梁支撑在带千斤顶的临时支座上悬臂安装。顶落梁或纵横移梁不得与拼装同时进行。
2.全悬臂拼装时,悬臂孔始端墩顶临时支座的高程,应根据悬臂端的最大挠度,包括工场制造拱度和锚孔梁坡度及前方墩顶设备高度等因素确定。
3.采用跨中合拢方案时,墩顶应有良好的顶落梁及纵横移梁的设备。
4.施工过程中,当主要受力支点如采用工字钢束、钢垫块或钢轨束等组成的临时支座时,应考虑因钢梁转角产生的偏心反力对支座和钢梁节点的影响。
5.施工过程中,每孔或每联钢梁必须设置一处固定支座。固定支座应设在悬臂孔始端,使其摩擦力足以抵消水平外力。
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4. 工字钢受力分析
工字钢的腹板主要承受剪应力,翼缘主要承受正应力。在工程设计中,主要需要验算挠度、正应力和剪应力。挠度是衡量结构变形程度的重要指标,对于均布荷载,挠度公式为ω=5qllll/384Ei(其中llll表示l的四次方),对于中心受集中力的情况,挠度公式则变为ω=Plll/48Ei。正应力的计算公式为σ=M/w,其中M代表弯矩,w是截面模量。剪应力的计算公式为τ=QS/it,其中Q代表剪力矩,S是剪流面积,i是抗扭惯性矩。
工字钢,也被称为钢梁(英文名称Universal Beam),是一种截面为工字形状的长条钢材,其截面形状为工字型,这种设计使得它在承受重载时表现出色。工字钢分为普通工字钢和轻型工字钢两种类型,它们在建筑材料中的应用非常广泛。
普通工字钢适用于需要承受较大载荷的结构,如桥梁、建筑支撑等。而轻型工字钢因其重量较轻、强度高、便于运输安装,适合用于需要节省材料成本和减轻结构自重的场合。工字钢因其独特的截面形状和良好的力学性能,在现代工程中扮演着重要角色,为各种建筑和桥梁提供了稳定可靠的支撑。
工字钢的截面形状使其在实际应用中具有显着的优势。腹板的设计能够有效地抵抗剪切力,而翼缘则能够承受较大的正应力。这种结构不仅提高了工字钢的承载能力,还使其在施工过程中更加经济高效。在现代建筑和基础设施建设中,工字钢因其可靠性和耐用性成为了不可或缺的材料之一。