如何考虑基础位移对钢结构的影响

如何考虑基础位移对钢结构的影响

1、罕见的钢结构工程质量问题
　　各种原材料会存在着各种变形，钢结构在预制工程中会出现各种几何尺寸偏差。如弯曲、不平和不垂直等需要矫正，更正工程中常采用加热矫正，更正后的构件会出现加热区脆化的景象。材料切割或构件焊接过程中常会出现各种庞杂的变形，如：曲折、曲解和翘曲变形等。
　　柱子的垂直度偏差过大和柱顶标高低于设计标高。高层的钢结构工程中，钢结构工程在装配过程中常会出现柱脚底板空隙过大或者垫铁布置困难。还会发现各层柱间距过大或过小的景象，搜查各层梁顶，常会发现梁两端的顶标高不一致。
　　履行结构搜查验收时，钢结构工程安装完成后。常会发行轴线位移，柱子的垂直度偏差过大和柱顶标高低于设计标高。高层的钢结构工程中，还会发现各层柱间距过大或过小的景象，搜查各层梁顶，常会发现梁两端的顶标高不一致。
　　2 影响钢结构工程质量的身分
　　2．1 材料身分
　　品德参差不齐，由于目前市场上钢材供应厂家众多。材料采购中稍不注意就会出现材料的材质不合格或各种变形超标，原材料的运输、堆放和保管过程中，由于碰撞和挤压，使材料出现各种变形，最常见的如：钢板不屈、型钢曲折、角钢不垂直或槽钢、工字钢翼缘对腹板不垂直等。这些变形不仅给矫正带来困难，有的甚至无法履行改正，对施工质量产生严重影响。
　　2．2 假想身分
　　建造、装配过程中，设想的结构情势、节点做法及焊缝分布等对钢结构的施工品德将产生重要的影响。由于钢结构形式错综复杂。不可能象塔、罐等设备的焊接变形有一定的纪律，可以或许通过计算算出变形量，尔后提前采取法子加以节制。钢结构的变形没有纪律，只能凭经验合理安排焊接顺序和焊接收缩量。如在 CBL－III 型炉结构中，由于炉壁板的焊缝量大且集中，造成炉膛尺寸严重缩短，如果不是提前预留延长余量，炉膛尺寸将大大小于设计尺寸。
　　2．3 施工身分
　　2．3．1 钢结构的预制身分
　　下料使用的楷模尺寸精度和下料线的精细程度将直接影响构件尺寸的预制品质，
　　a　钢结构在预制作施工中。同时下料时应预留足够的切割和加工余量。从原材料、切割后构件到加工成型预制件，
　　b　更正和成型贯穿着钢结构施工过程中的每一个工序。如果窘蹙更正工序，则下一步的施工品德将无法保证。改正的体式格局多种多样，经常遵照具体情况采纳，但是加热改正是其中最常用的手段之一，由于加热温度过高，常导致材料的材质发生变更，而且加热后常采用浇水强制冷却，甚至于加热区产生热脆现象。
　　c　板、型材由于长度受到制约。由于拆卸、拼接顺序不合理或各个工序间的自检不严格，常变形过大甚至无法矫正。 由于节点不吻合、裂痕过大或者拼接工艺不合理
　　d　构件在拼接时。常造成拼接后预制结构发生全长扭曲。 使得拼接后的拼接结构跨度禁绝。
　　e　拼接前的构件尺寸不准或者小拼构件累计偏差过大。
　　2．3．2． 钢结构或构件预制完成后。由于碰撞而产生死弯；堆放时，因垫点布置不合理或者低空沉降而产生死弯或缓弯。
　　2．3．3 钢结构的装配身分钢柱脚板因焊缝量大或柱底板过薄
　　a　底子标高偏差过大或底子详情未铲平将直接影响柱子的装配标高、垂直度、垫铁的块数及垫铁的叠合长度。同时。焊接过程中出现收缩变形，使底板翘曲，从而影响柱子的装配品质。常会造成柱轴线的位置误差。
　　b　底子地脚螺栓位置不准或柱底板螺栓孔的位置偏差过大。由于下层结构单位的柱顶轴线有偏移
　　c　高层钢结构安装时。履行基层结构装配时，为保证上下柱轴线相吻合，以下层柱中心线作为上层柱安装的基准轴线，从而使得基层柱顶轴线偏差过大。应及时对安装完的构件或预制拼装的结构履行校对和永久性的流动
　　d　钢结构安装时。不然，待结构连成全部后再进行校正，将使校正困难甚至无法校正。梁柱连接接点集中且不对称的漫衍将使柱子在焊接热应力的传染感动下产生翘曲变形。
　　e　钢结构安装中。 主梁与柱的讨论
　　f　高层钢结构的柱与柱。个体用焊接方法连接，焊缝的延长值以及荷载对柱子的缩短变形，对建筑物的外形尺寸有一定的影响。别的，结构根本的不均匀沉降也会影响建筑物的外形尺寸。时令变更、天气变更、焊接等产生的热量
　　g　钢结构对温差的影响特别迟钝。对钢结构装配长度尺寸影响特别大，若是在隆冬的午时履行钢结构的装置，分歧的柱子或柱子的不合面受阳光照射情况不同，存在温差较大，会影响柱子或结构的长度和垂直度，其温差影响可用式（ 1 默示。
　　△ l＝1．210－5/ ℃ × △ T l
　　个中： △ l－ 柱或结构受温度影响的应变量 （ mm
　　△　　T－ 不合柱或柱不同侧的温度差 ℃ ）
　　l－－ 柱子的长度或结构的高度 （ mm
　　钢结构焊接时因焊接应力及焊接变形会出现弯曲、歪曲、翘曲、及其组合变形（见图 1 2．3．4 由于焊接的挨次、工艺、组装情势、焊条直径、焊接电流及防变形措施等原因。
　　2．4 搜查测量身分
　　贯穿着钢结构施工中每一道工序。 2．4．1 搜查测量对钢结构工程的施工品德起重要的控制感化。
　　2．4．2 搜查测量仪器或工具的精度直接影响施工品质。
　　使施工质量处于非控状态。比方：装配柱子时，2．4．3 搜查丈量的体式格局不正确也会使检查出来的数据不准确。用经纬仪测量柱子的垂直度，实际测量中常把仪器基准线对准柱子的边沿，由于柱子边缘存在各种全数变形，使得测量进去的垂直度常是各种变形，如弯曲、全数不屈、曲解等变形的累积值，这个数值不能真正反映柱子的垂直度。
　　3 钢结构工程的品德控制及防治措施
　　3．1 材料节制
　　不但所用材料必须具有钢材品德证明书，3．1．1 资料在洽购、运输和领用过程中应严格手续。而且材质适合假想要求和国家标准 GB700－88 划定。
　　3．1．2 利用在结构重要部位的钢材或对钢材的材质有疑义时，必须履行化学成分和机械性能的认真复核，须要时进行加工工艺性能试验，凡是不符合要求的材料严禁利用。
　　3．1．3 变形逾越可矫正范围的材料严禁利用。
　　经假想部门赞同后方可代换，3．1．4 钢材的代用必须与设计部门共同研究确定。不得随意代用或更改材料。
　　3．2 假想节制
　　假想时应注意： 为减少钢结构的焊接变形。
　　1　　　　　 焊缝布置应尽可能对称；
　　不得随意加大焊缝厚度； 2　　　　　 保证保险的前提下。
　　3　　　　　 焊缝不宜过分集中。
　　3．3 施工控制及防治
　　3．3．1 结构预制的品德节制
　　不得分段测量，A　　　　钢材的放线尺寸应先量全长后分尺寸。省得尺寸累积。对于尺寸要求较高的构件，放线时应打上样冲眼。为保证切割边缘的切割品质， 12mm 以下的板应尽量机械切割。用气焊切割钢材时，应视钢材的规格预留出 2－3mm 延长余量。
　　应进行矫正，B　　　　 钢材的变形逾越划定的允许偏差范围时。如果变形适合尺度划定的冷矫正和冷弯曲的最小曲率半径和最大弯曲矢量的允许值时，应采用型钢更正机或利用压力千斤顶自制的更正工具履行冷矫正，事发地更正可如图 3 所示的体式格局执行。
　　C 如果钢材或构件的变形较大，－6</SU 1．210－5/ ℃ 的线膨胀率向各个方向伸长，由于加热区温度高，加热区的钢材收缩，而邻近加热区温度低，制约了加热区向周围膨胀，从而使加热区的金属受到挤压，当加热达到必定温度时，加热区金属因受挤压产生塑性变形，加热区金属的晶体结构发生变更。当冷却到正本温度时，除收缩到加热前的长度外，还以 1．4810－6/ ℃ 的延长率进一步收缩，故延长后长度比加热前有所缩短。若是在变形构件的得当位置履行加热，当构件冷却时产生很大的延长应力，以达到更正目的设加热温度为 T ℃ ）加热地区的宽度为 l mm 则加热矫正的延长量△ l mm 可用式（ 2 默示。
　　△　　l＝1．4810－6Tl　2
　　可以或许频频执行，如果加热更正一次达不到请求。直到满足要求为止。
　　为减少构件的焊接残余应力，D　　　　　当构件由多个部件如节点板、加强板、牛腿等组成时。应先进行材料拼接和部件组装，待焊接矫正后进行构件的组对和焊接。
　　如果节点型钢不吻合，E　　　　 拼接构件时。应矫正调直达到标准后，再进行拼接。拼接节点的附加型钢与母材之间缝隙大于 3mm 时，操纵卡具卡紧，点焊流动，再进行拼装，省得由于节点尺寸不符造成构件歪曲。
　　如现场拼装，F　　　　 拼装构件一般应设工作平台。则应放在较坚硬的场地上用水平仪抄平。拼装时构件全长应拉通线，并在构件有代表性的点上用水平尺找平，适合假想尺寸后电焊点固焊牢。刚性较差构件，翻身前要进行加固。构件翻身后也要找平，否则构件焊后无法矫正。
　　起拱与跨度发生矛盾时，G　　　　由于构件建筑误差。应先满足起拱数值。为保证起拱和跨度准确，必须严格检查构件建筑尺寸的精度。小拼构件偏差必须在拼装前消除。
　　3．3．2 运输、堆放及吊装过程中的品德节制
　　并备有足够的垫木、垫块，A　 钢构件的堆放场地应平整干燥。使构件得以放平放稳。
　　当多层叠放时，B　　侧向刚度较大构件可水平放置。必须使各层垫木在同一垂线上。
　　并紧靠立柱，C　 桁架应立放。绑扎牢固。
　　编写吊装打算时，D　 大型钢构件的吊装应有吊装计划。应试虑构件的刚度和吊点的设置，以防变形。
　　3．3．3 钢结构安装的品德节制
　　要严格控制底子轴线和地脚螺栓的正确。履行钢柱安装前，A　　　　 履行钢柱基础浇注时。必须严格搜查根本的各种位置线和标高线，搜查根本的强度并办理交接验收。装配钢柱底板前，对底子详情履行研磨加工使之平整符合要求。
　　钢垫板的面积应根据计算确定，B　　　　 今朝在施工中多采用钢垫板作支承。垫板应设置在靠近地脚螺栓的柱底板加劲板或柱肢下，每根地脚螺栓侧应设 1－2 组垫板，每组垫板不得多余 5 块，垫板的叠合长度不小于垫板长的 2/3
　　应视情况经设计人员许可，C　　　　如发生预留孔与螺栓不对时。沿偏差方向将孔扩大为椭圆形，尔后换用加大的垫圈进行安装。石家庄化纤工程钢结构施工中，由于椭圆孔相对位移较大，经设计许可将螺栓割除，将基础表面凿掉一层，尔后新加一块钢板与地脚螺栓塞焊，并在新加的钢板上钻孔塞焊上螺栓，获得了精采结果，如图 4 所示。
　　基层柱的定位轴线不得以下层柱轴线为基准，D　　　　多层或高层钢结构安装时。应从地面控制轴线直接引上。
　　应及时对安装完的单元结构或构件进行检查、更正并固定，E　　　　 钢结构分单元或份片、分层装配时。绝不允许全数结构装配完成并连接成整体后再进行检查、更正或固定。
　　由于结构荷载和焊接延长而使柱子产生延长变形应预留余量。 F　　　　 钢结构安装时。
　　应对根本的沉降履行调查，G　　　　大型的钢结构安装时。装配前要测量浇注完毕的根本的标高变化情况。
　　否则必须采取响应的调整办法。 H　　　　钢结构应避开轻风天气和中午日照强烈的时刻装配或校正。
　　3．3．4 焊接的品德节制
　　A　　　　 假想和构造上做到
　　不使焊缝尺寸过大； ①　　　保证结构保险的情况下。
　　增添浓密焊缝和交叉焊缝； ②　　　对称设置焊缝。
　　可考虑间断焊缝； ③　　　受力不大或不受力结构中。
　　B　　　　　放样和下料时保证：
　　①　　　放足电焊后的延长余量；
　　放样下料时， ②　　　梁、桁架等受弯构件。考虑起拱。
　　C　　　　 装备顺序上保证：
　　用定位焊固定后再用合适的焊接顺序一次完成； ①　　　　　　　 小型构件可一次装配。
　　尽可能先用小件组焊， ②　　　　　　　 大型构件如大桁架、组合柱等。再总装配和焊接。
　　D　　　　 焊接顺序上保证：
　　①　　　选用得当的焊接工艺；
　　遇到交叉焊缝， ②　　　先焊焊接变形较大焊缝。要设法消除起落弧点缺陷；
　　宜用反向逆焊法或分层反向逆焊法； ③　　　手工焊接长焊缝时。
　　对大型结构更宜让多个焊工同时对称施焊， ④　　　　　　　 尽量采用对称施焊。自动焊可不分段焊成；
　　埋弧自动焊使用比较普遍，E　　　　　今朝在钢结构的预制施工中。并且在焊接过程中产生焊接变形比较少。钢结构的事发地装配中，多采用手工电弧焊，焊接时要合理安排焊接顺序，对于手工焊接较长的焊缝时，也可采用分段、分层或跳跃式的焊接形式来减少焊接变形。
　　逼迫焊缝不得变形。 F　　　　　可用反变形防备对角变形或设置专用防变形夹、卡具。
　　多选用直径ф 4 和ф 3．2 焊条，G　　　　 正确地选用焊条直径。个别的钢结构施工中。直径为ф 5 焊条可用于柱脚底板等构件较厚和焊脚尺寸较大的焊缝。
　　个体与焊条直径成正比，H　　　　 焊接电流不能过大。为焊条直径的 35－55 倍，也可根据经验选用。
　　3．4 检测品德节制
　　严格执行品德停检点制度，3．4．1 施工中每一道工序都必须进行严格的检测并做好记录。建立完全的品德保证运作系统。
　　3．4．2 搜查丈量的工具必须统一并经过严格的校验。
　　3．4．3 采用准确的检查体式格局和工具。
　　必须有正确的基准线或中心线，3．4．4 履行轴线、标高或垂直度等的测量时。不允许以构件或基础的边线或表面进行替代，省得发生累积偏差。

4
注意事项
5
品德成绩是非常广泛的而且影响钢结构质量的成分很多，钢结构工程的施工中。多年钢结构工程的施工现实证实，要控制好钢结构工程的品质，必须做到
　　①　　全数施工人员具有高度的品德认识；
　　②　　假想公道；
　　③　　公道的施工工艺和施工方法；
　　④　　丰硕的施工教训；
　　⑤　　完全的品德保证系统；
　　⑥　　正确而先进的检测手段和检测工具。