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[關鍵詞] 焊接空心球;螺栓球;錐頭;封板
網架節點的按構造形式可分為:焊接空心球節點、螺栓球節點、
水雷式螺栓球節點、鋼管圓筒節點或鋼管鼓節點。
1、焊接空心球節點設計
焊接空心球節點是天津大學土木系劉錫良教授研究成功和發明創造的,并于1966年8月在全國首先應用在天津科學宮禮堂屋蓋(現天津市科委禮堂)上。從那時至今已將這項發明推廣應用于數千座網架工程之中,它對開創我國網架結構事業的發展,起到了重大的推動作用。
網架連接節點的空心鋼球,可采用焊接成型或鑄造成型。在工程實踐中,普遍采用焊接成型的空心鋼球。焊接空心球節點有著許多獨特優點:首先加工簡單,由兩個半球焊接而成;其次是桿件與球焊接自然對中,避免了節點偏心;三是受力合理、安全可靠,并且造價低廉,這也是便于推廣的主要原因。
焊接成型的空心鋼球是將按要求確定的兩塊圓鋼板經熱壓或冷壓成兩個半圓球殼(一般采用鋼板熱壓成型的加工方法),而后再對焊成一個整球(無肋空心球);或是由兩個半圓球殼中間加設一塊環形加勁板,而后再對焊成一個整球(有肋空心球)。對于個別受力較大的空心球,也可加設互相垂直的雙向環形加勁肋板。
加設的環形加勁肋板的厚度,一般不應小于空心球的壁厚,通常取與空心球的擘厚相同;而且應將內力較大的圓鋼管桿件設置在環形加勁肋板的平面內。在工程實踐中,一般是設置在較大內力弦桿的軸線平面內。
2、螺栓球節點設計
我國的螺栓球節點是從德國的米羅體系演變而來。螺栓球節點由螺栓、鋼球、銷子(或螺釘) 、套筒和錐頭或封板等零件組成,適用于連接管桿件。
2.1螺栓球體的設計。在確定螺栓球直徑的大小時,主要取決于:(1)連接球體和桿件所采用的高強度螺栓直徑的大小;(2)連接球體和桿件所采用的高強度螺栓擰入球體的長度;(3)連接于螺栓球的兩相鄰圓鋼桿件軸線夾角的大小。
2.2高強螺栓的設計。連接螺栓和圓鋼管桿件所采用的高強度螺栓,應符合國家標準《鋼網架螺栓球節點用高強度螺栓》(GB/T16939―1997)規定的性能等級為8.8級或10.9級的要求,并應符合國家標準《鋼結構用高強度大六角頭螺栓》(GB/T1231―1991)和《普通螺紋基本尺寸.粗牙普通螺紋》(GBl96-81)的規定。但為了構造的需要和轉動的方便,高強度螺栓的大六角頭應制成圓頭。
一個高強度螺栓的抗拉承載力設計值應按下式計算:
Ntbh=ψAebhftbh≥Ntmax
Aebh為高強度螺栓的有效面積
ftbh為高強度螺栓經熱處理后的抗拉強度設計值:對40cr鋼、40B鋼、20MnTiB鋼為430N/mm2;對45號鋼為365N/mm2;
ψ為高強度螺栓直徑對承載力的影響系數;
當d<30mm時,ψ=1.0;
當d≥30mm時,ψ=0.93;
Ntmax為被連接的圓鋼管桿件的最大軸心拉力。
連接螺栓球和受壓圓鋼管桿件所采用的高強度螺栓,可按被連接桿件內力的絕對值參照下式計算確定:ψAebhftbh≥Ntmax
Ntmax為被連接的圓鋼管桿件的最大軸心壓力的絕對值。
連接螺栓球和圓鋼管桿件所采用的高強度螺栓的螺栓的螺桿長度Lb,可根據構造要求確定,即:Lb=擰入螺栓球的長度+長形六角套筒的長度+錐頭底板(或桿端封板)的厚度。
2.3長形六角套筒的設計。長形六角套筒的作用是擰緊高強度螺栓和承受圓鋼管桿件傳來的壓力。因此,設計時應滿足以下要求:(1)長形六角套筒的外形尺寸應符合搬手開口尺寸系列,端部要保持平整;(2)長形六角套筒內孔無螺紋,孔徑一般比高強度螺栓直徑大1.0mm;(3)長形六角套筒的壁厚應按被連接圓鋼管桿件的軸心壓力計算確定,并應驗算開設滑槽或緊固螺孔處以及端部有效截面的承壓應力。
承受被連接圓鋼管桿件軸心壓力的長形六角套筒在開設滑槽處或緊固螺釘孔處的強度,應按下式計算:бc=N/Ann≤f
式中N為被連接網鋼管桿件的軸心壓力。
Ann為長形六角套筒在開設滑槽處或緊固螺釘孔處的凈截面面
積。
承受被連接圓鋼管桿件軸心壓力的長六角套筒端部的承壓強度,應按下式計算:бce=N/Aen≤fce
式中Aen為長形六角套筒端部的有效面積。
長形六角套筒端部舉滑槽端部或緊周螺釘孔邊緣的距離,應考慮該處有效截面的抗剪承載力不低于銷子或緊同螺釘的抗剪承載力進行計算確定,且不應小于滑槽寬度或緊固螺釘的抗剪承載力進行計算確定,且不應小于滑槽寬度或緊同螺釘孔徑的1.5倍和6mm,以保證長形六角套筒整體剛性和抵抗帶動銷子旋緊高強度螺栓時所產生的扭矩。設置在長形六角套筒上的滑槽寬度一般比銷子直1.5-2.0mm。
2.4錐頭和封板的設計。網架中螺栓球節點的圓鋼管桿件,可采用錐頭連接,也可采用封板連接。錐頭和封板作用是連接圓鋼管桿件和高強度螺栓,承受被連接桿件的軸心拉力或軸心壓力。因此它既是螺栓節點的組成部分,也是網架圓鋼管桿件的組成部分。
設計錐頭和封板時應滿足以下要求:(1)為避免交匯于節點處的網架圓鋼管桿件的相互干擾并使其傳力順暢,當圓鋼管桿件的管徑大于76mm時,一般宜采用錐頭的連接形式;當圓鋼管桿件的管徑等于或小于76mm時,可采用封板的連接形式;(2)錐頭的任何截面均應與被連接的圓鋼管桿件截面等強度;而且錐頭筒壁任何截面的最小厚度不應小于被連接圓鋼管桿件的壁厚加2mm,并應滿足錐頭與圓鋼管桿件相連的焊接構造要求。錐頭底板外側平直部分的外接圓直徑,通常取連接所用高強度螺栓直徑的1.8倍加3~5mm:錐頭(斜向)筒壁的坡度不應大于1/4的斜角,且錐頭底板與(斜向)筒壁的交角應為圓弧角,以使傳力圓滑過渡。錐頭的長度根據被連接圓鋼管桿件直徑、錐頭底板連接高強螺栓的構造要求、錐頭(斜向)簡壁的合理坡度以及錐頭與圓鋼管件焊接連接的構造要求來確定;(3)錐頭或封板與圓鋼管桿件的連接焊接,均應與被連接的桿件截面等強度;因此其連接焊縫應采用完全焊透的坡口對接焊縫:(4)錐頭與封板的厚度,考慮到由于錐頭底板和封板承受較大的局部壓力或拉力,錐頭底板和封板的厚度宜按握性理論計算確定,但封板的厚度一般不宜小于被連接圓鋼管桿件外徑的1/5;錐頭底板的厚度不宜小于被連接圓鋼管桿件外徑的1/6;(5)錐頭和封板的表面要保持平整,以確保固高強度螺栓的裝配質量。高強度螺栓的中心線應盡可能與桿件軸線相重合,螺栓孔徑
一般只能比螺栓直徑大0.5―1.0mm。
2.5銷子和開槽圓柱端緊固螺釘的設計。銷子和開槽圓柱端緊同螺釘的作用有:(1)銷子和開槽端緊崮螺釘是連接高強度螺栓和長形六角套筒的輔助緊固件;它在搬手轉動長形六角套筒時,帶動高強度螺栓轉動而逐步緊固,承受搬手轉動長形六角套筒所產生的剪力;(2)在高強度螺栓未與螺栓連接之前,要防止長形六角套筒脫落;在高強度螺栓緊固后,防止長形六角套筒松動。
3、水雷式螺栓球節點的設計
水雷式螺栓球節點是在螺栓球節點的基礎上,對球體形狀作了改進而成的。它是在跨度較大和屋面荷載較重的網架中,從縮小螺栓球體的直徑,節省鋼材,適應內力大的弦桿采用大直徑的高強度螺栓,內力較小的腹桿采用較小直徑的高強度螺栓等方面出發,對球體形狀作了改進的一種螺栓球連接節點的形式。因此,組成水雷式螺栓球節點的零部件及采用的鋼材等均與螺栓球節點相同,只是鋼球體的形狀不同而已。
4、鋼管圓筒節點的設計
鋼管圓簡節點采用短鋼管與網架的圓鋼管弦桿和腹桿直接焊接的連接節點的形式。它主要用于網架桿件采用圓鋼管的小跨度輕型四角錐嘲架和三角錐網架。鋼管鼓節點是一種采用短鋼管在其上下兩端焊以封板作成的鼓筒,將網架弦桿直接與焊于鼓筒的短鋼管上,腹桿焊于封板上的連接節點形式。它主要用于桿件為圓鋼管的跨度小的輕型刖角錐網架。
【關鍵詞】網架結構;工程建設;監理;要點;措施
隨著建筑事業的蓬勃發展和網架結構在建筑工程建設中的不斷廣泛應用,其應用的領域以及逐步拓展到了候車廳、影劇院、飛機庫以及食堂、會議室等等建筑的建設中,是當前很多大型建筑進行工程建設的首選建筑結構。網架結構有很多的優點,其中最主要的是其具有著自身的質量輕、外觀較為美觀、工業化程度高以及穩定性強等等。但是,它也存在著明顯的不足,即對這一機構進行施工安裝時具有一定的難度,施工環節復雜,且在交匯的節點上的杠件的數量過多等等。所以,在對網架結構工程進行施工時,要想其施工的質量得到有效的保障就必須從對網架結構剛件施工的監理上入手,重點解決這一施工難點,才能夠使工程的安全性得到提升。下面就以某航站樓的網架結構工程建設為例,對其監理工作進行詳細探討。
1.工程基本概況
該航站樓候機大廳分一個高跨51米及兩個20米的低跨為曲線形網架結構,采用的就是螺栓球點鋼管網架,配套的屋面板采用防水夾心雙層彩色壓型鋼板,中間夾150厚玻璃絲棉保溫層,全部網架和屋面板系統由一家專業網架公司負責二次設計、制作和安裝,所有網架的螺栓球和鋼管桿件等零部件全部由該公司的生產廠加工制作。現場安裝采用固定式腳手架工作平臺高空散裝法。
2.工程的監理要點
結合本工程的監理實踐,現就螺栓球節點鋼管網架結構施工監理中的質量控制要點簡述如下:
2.1審核土建設計圖與鋼網架設計圖的一致性
當前,我國網架結構工程建設的施工圖通常都是由生產廠家經過二次設計才和土建設計的單位簽訂的,相關的生產廠家通常都會根據施工單位所提供的項目圖紙來對網架結構的屋面進行設計。如果網架結構的設計不合理,就會出現與要求尺寸不一致的情況或者出現與圖紙不相符的問題,為了使這些問題能夠得到有效的避免,通常相關廠家在將網架結構的圖紙設計完成之后,工程項目的總監就會要求與土建設計單位、網架結構的設計單位以及土建施工單位等到施工現場去審核工程的網架結構圖和土建結構圖,以保證工程圖紙與重要的數據要求能夠保持一致。同時還要對柱頂、標高以及細節部位進行審驗和檢查,以確定設計的尺寸能夠滿足工程對網架結構的要求,審驗完成之后,相關單位擬定“圖紙會審紀要”,再由參與各方進行蓋章和簽字。
2.2核查土建單位施工組織設計及網架安裝施工實施情況
項目監理機構應認真審核土建施工單位編制的為確保網架結構安裝的技術措施和施工程序,網架安裝雖不是土建單位的職責,但網架結構的安裝在很大程度上取決于土建單位提供的網架支承的質量情況,因此項目總監應要求施工單位采取必要的措施確保網架支承點的施工質量,認真履行工序及材料報驗程序,現場監理工程師應檢查柱混凝土強度,柱頂軸線、標高、尺寸、柱頂預埋件各項指標在規范允許范圍內時并合格各方共同簽證,方能將網架支承點移交網架安裝單位施工。
項目總監應認真審核網架制作單位編制的螺栓球節點鋼管網架結構制作及散裝法安裝技術措施與施工方案,并簽署意見。
2.3要充分重視制作階段的監理工作
由于網架結構的工程建設要經過兩個階段,一是工廠對網架結構進行制作的階段,而是施工單位進行現場安裝的階段。網架結構的制作和安裝通常是由其下屬的基層單位負責的,所以工程監理師必須要對工的施工安裝過程引起足夠的重視,同企業項目的工程監理一樣,對施工工作的每一個環節都要進行科學合理的控制,做到在施工前做好充分的準備,在施工過程中嚴格按照規定執行,工程監理人員要對工程的各個施工階段進行嚴格的審查,工程竣工后,對工程進行整體驗收,以確保工程的質量能夠得到有效的保障。在網架結構的監理工作中,還要對工廠的制作進行充分的考慮,對網架結構的制作過程進行有效的監理,以避免發生構件不完善或者錯誤驗收的情況發生。特別是對于工程的路途較遠的工程,更是要引起足夠的重視和充分的考慮,避免在運輸的過程中發生問題或者在進場驗收時才發現問題。
2.4安裝階段的監理
鋼結構安裝階段的監理工作內容主要是監督承包單位內部管理體系和質保體系的運行情況,督促落實施工組織設計的各項技術、組織措施,嚴格按照國家現行鋼結構有關規范、標準進行施工。鋼結構安裝階段的監理工作應重點抓好以下幾個環節:
(1)檢查腳手架工作平臺本身的強度,剛度和穩定性是否安全可靠,防止腳手架變形。
(2)在正式開始前,監理工程師在網架安裝單位質檢人員配合下,核對進場的各種規格螺絲球、套筒和鋼管桿件及其兩端已穿好的高強度螺栓型號、規格、數量是否和設計上的材料表一致。
(3)在安裝過程中旁站人員現場見證跟蹤抽查上弦和腹桿各部位螺絲球節點、桿件、高強螺栓、套筒的型號規格是否和設計圖上的對應的位置一致。
(4)檢查現場實際施工的球節點和桿件的安裝順序是否符合總監理工程師審查后的施工組織設計關于安裝方法的要求。
(5)網架安裝單位項目負責人和專職質檢員在專業監理工程師的見證下共同測量網架在自重作用下和屋面施工完成后的撓度值。
按設計規范規定網架自重作用下的最大撓度值L/500,屋面施工完成后最大撓度值最大撓度值L/500,L/250,允許最大撓度值165m/m.
(6)監理工作要加強現場巡視檢查、平行檢驗和旁站監督,切實做好現場巡視和旁站,對于確保鋼結構工程的施工質量,更有現實意義。
2.5關于鋼結構工程的試驗檢測工作
鋼結構工程的制作及安裝施工的多項試驗檢測工作是一般土建工程所沒有的,這些試驗檢測項目主要有:鋼材原材有關項目的檢測,焊接工藝評定試驗,焊縫無損檢測(超聲波、X射線、磁粉等)、高強度螺栓扭矩系數或預拉力試驗、高強度螺栓連接面抗滑移系數檢測、鋼網架節點承載力試驗、鋼結構防火涂料性能試驗等。
2.6鋼結構工程其它幾個重要質量控制點
2.6.1預埋件及焊接質量控制
預埋質量直接影響鋼結構的安裝質量,控制好位置、垂直度、長度和標高,對于減少調整工作量(甚至避免返工),提高結構安裝質量具有重要意義。預埋方法可采用直接預埋法,砼澆筑前監理工程師必須嚴格檢查預埋施工方法的合理性、可靠性,以及各項實測指標是否在規范規定范圍內。
2.6.2鋼結構除銹及涂裝工程
鋼結構的除銹和涂裝是不可忽視的一項工作,因為除銹和涂裝質量的合格與否直接影響鋼結構今后使用期間的維護費用,還影響鋼結構工程的使用壽命、結構安全及發生火災時的耐火時間(防火涂裝)。因此,監理工程師必須對除銹和涂裝工作給予高度重視,對各個工序進行嚴格的檢查驗收,這是確保鋼結構涂裝質量的基礎和保障。
3.結束語
網架結構監理質量控制的內容豐富,除制作、安裝、除銹、涂裝、屋面,還有排水系統工程等,網架工程和其他工程一樣質量控制應以事前控制為主,事中控制和事后控制為鋪,如果工程設計和招投標的質量都能處于監理控制之下,就會使工程質量更上一個臺階。
【參考文獻】
[1]郭紅兵.淺談網架結構工程的施工監理[J].質量管理,2011,29(07).
關 鍵 詞: 網架鋼結構 檢測
中圖分類號: TU391 文獻標識碼:A 文章編號:
Abstract:This is the CITIC Plaza roof plate neon advertising frame detection scheme, according to the structure characteristics of formulate corresponding inspection test procedure, test methods and quality and safety protection measures and other program content, for the construction of technical personnel in the detection of a similar project reference in practice.
Key words: Net frame steel structure; Testing
1工程概況
被檢工程是1998年建成的廣州市中信廣場樓頂霓虹燈字牌廣告鋼架。該銀行大樓共80層,總高401.9米,支架距樓頂標高高出約20米。
該工程全部采用鋼網架結構,底部支座與現有樓頂剪力墻連接,鋼網架結構的結點采用螺栓球聯接,網架支座采用鋼板與螺栓固定于結構剪力墻,網架與支座的連接采用焊接球。
由于本檢測工程屬于高空作業,在檢測前必須制訂詳細的安全措施方案,并報建設單位批準后方可進行。
2質量保證措施
檢測嚴格按照《網架結構工程質量檢驗評定標準》、《螺栓球接點鋼網架焊縫超聲波探傷及質量分級法》、《焊接球節點鋼網架焊縫超聲波探傷及質量分級法》、《鋼管及圓鋼棒的漏磁探傷方法》、《鋼結構施工及驗收規范》、《網架結構設計與施工規程》執行。
檢測管理嚴格按照公司ISO10012及HSE的相關要求執行。
所有檢測人員必須持有效資格證書,所有檢測設備必須處于合格狀態。
3準備工作
(1)搭好腳手架和安全網。相關檢測施工人員必須持證上崗并配戴好完整的勞動保護用品,包括系好安全帽、安全帶等。
(2)準備好施工所需的電源、水源、腳手架用料及現場消防設備。
(3)準備好檢測所需的各類工具、儀器、設備
(4)對需無損檢測的焊縫做好標記,畫出檢測點分布圖。
(5)對需進行無損檢測的焊縫進行打磨,除去防腐層,以便進行焊縫外觀檢查及無損檢測。
4檢測內容與方法
(1)檢測順序由網架下部依次往網架上部,先外觀檢查,后無損檢測。檢測重點部位為:
承重點:網架支座與底座部位――外觀及幾何檢查、材料出廠合格證檢查、對接焊縫超聲波檢查、角焊縫磁粉探傷。
受承力點:網架螺栓球節點、連接桿等部位――外觀及幾何檢查、材料出廠合格證檢查、對接焊縫超聲波檢查、角焊縫磁粉探傷。
其它支承點:廣告牌鋼架橋托、百葉支撐結構等焊接部位――外觀檢查、磁粉探傷檢查。
(2)外觀及幾何尺寸檢查,包括整個網架和底部支架鋼結構。通過肉眼仔細觀察,看桿件、高強度螺栓、焊接球、螺栓球及各部件連結處是否存在諸如銹蝕、變形、裂痕、焊縫缺陷等問題,并做好相應記錄。
(3)焊接球節點檢查
用于制造焊接球節點的原材料品種、規格、質量必須符合設計要求和有關標準的規定。檢驗方法觀察檢查并檢查出廠合格證、試驗報告及焊條烘焙記錄,有異議時應抽樣復查。
焊接球焊縫必須進行無損檢測,其質量應符合現行國家標準《鋼結構工程施工及驗收規范》GBJ205規定的二級質量標準。檢查數量同規格成品球的焊縫以每300只為一批(不足300只的按一批計),每批隨機抽取3只,都符合質量標準時即為合格;如其中一只不合格,則加倍取樣檢驗,當六只都符合質量標準時方可認為合格。檢查方法超聲波探傷或檢查出廠合格證。
圖一為空心球節點圖二為加套管連接
焊接球外觀檢查。檢查方法用弧形套模,鋼尺目測檢查。
焊接球壁厚減薄量檢測。檢測方法用超聲波測厚儀檢查。
(4)螺栓球節點檢查
制造螺栓球節點的鋼材必須符合設計規定及相應材料的技術條件和標準。檢驗方法:觀察檢查和檢查出廠合格證、試驗報告,有懷疑時應抽樣復查。
螺栓球嚴禁有過燒傷、裂紋及隱患。檢查數量每種規格抽查5%,且不少于5只,一旦發現裂紋,則應逐個檢查。檢查方法用10倍放大鏡或磁粉探傷。
螺紋尺寸必須符合國家標準《普通螺紋基本尺寸》GB196-81粗牙螺紋的規定,螺紋公差必須符合國家標準《普通螺紋公差與配合》GB197-81中6H級精度的規定。檢查數量每種規格抽查5%,且不少于5只。
螺栓球的允許偏差及檢驗方法
圖三為螺栓球節點
(5)高強度螺栓檢查
通過檢查出廠質量合格證及試驗報告,看高強度螺栓是否滿足相關技術條件和標準的規定。
高強度螺栓必須逐根進行表面硬度檢驗,嚴禁有裂紋和損傷。檢驗方法用硬度計、10倍放大鏡或磁粉探傷。
高強度螺栓承載能力試驗。由于已安裝好,通過檢查出廠合格證及試驗報告看是否滿足規定。
高強度螺栓允許偏差及檢驗方法
(6)封板、錐頭、套筒檢查
用于制造封板、錐頭、套筒的鋼材必須符合設計規定及相應的材料技術條件和標準。通過檢查出廠質量合格證及試驗報告,看是否滿足相關技術條件和標準的規定。
封板、錐頭、套筒外觀不得有裂紋、過燒及氧化皮。檢查數量:每種抽查5%,不少于10只。檢查方法:用放大鏡觀察檢查。
封板、錐頭、套筒的允許偏差及檢驗方法
9 套筒兩端面的平行度 0.3
(7)焊接鋼板節點檢查
用于制造焊接鋼板節點的鋼板和焊接材料,必須符合設計規定及相應的材料技術條件和標準。檢驗方法觀察檢查,檢查出廠合格證,試驗報告及焊條烘焙記錄。
焊縫必須符合設計要求,焊縫質量標準,除設計有明確規定者按規定執行外,其余均必須符合現行國家標準《鋼結構施工驗收規范》GBJ205二級質量標準。檢查數量按各種規格節點抽查5%,且不少于5件。檢查方法外觀檢查和用焊縫量規及鋼尺檢查。
鋼板節點的允許偏差及檢驗方法
(8)桿件檢查
用于制造桿件的鋼材品種、規格、質量必須符合設計規定及相應標準。焊接用的焊條、焊劑、焊絲和施工用的保護氣體,必須符合設計要求和鋼結構焊接的專門規定。檢驗方法觀察檢查和檢查出廠合格證、試驗報告。
鋼管桿件與封板、錐頭的連接必須按設計要求進行焊接;當要求按等強度連接時,焊縫質量標準必須符合現行國家標準《鋼結構施工及驗收規范》GBJ205二級質量標準。檢驗數量每種桿件抽測5%,且不少于5件。檢驗方法超聲無損檢驗。
鋼管桿件與封板或錐頭的焊縫應進行抗拉強度檢驗,其承載能力檢驗系數應滿足附錄一規定的要求。檢查數量取受力最不利的桿件,以同規格桿件300根為一批,每批取3根為一組隨機抽查,不足300根仍按一批計。檢驗方法生產廠用拉力試驗機檢驗。現場應檢查試驗報告及出廠合格證。
桿件允許偏差及檢驗方法
注:L――桿件長度,r――封板或錐頭底半徑。
檢查數量每種桿件抽測5%,且不少于5件。
(9)網架結構安裝檢查
網架結構各部位節點、桿件、連結件的規格、品種及焊接材料必須符合設計要求。檢查數量每種桿件抽查5%,不少于5件。檢驗方法對照出廠合格證與設計圖紙或設計變更通知。觀察檢查和用鋼尺、游標卡尺、卡鉗等量測檢查。
各桿件與節點連接時中心線應匯交于一點,螺栓球、焊接球應匯交于球心,焊接鋼板節點應與設計圖符合,其偏差值不得超過1mm。檢查數量檢查縱橫中軸線上的上下弦各節點。檢驗方法用經緯儀、鋼尺、套模或檢查胎模記錄。
網架所有焊縫必須進行外觀檢查,網架的拉桿與球的對接焊縫必須作無損檢測,抽測數量不少于焊口總數的20%,每焊口必須全長檢測。按GB50205-95《鋼結構工程施工及驗收規范》標準規定二級焊縫的內部缺陷超聲波探傷為III級合格。
圖四為平板壓力或拉力支座
(a)角鋼桿件; (b)鋼管桿件
網架結構安裝允許偏差及檢驗方法
項次 項 目 允許偏差 檢驗方法
1 拼裝單元節點中心偏移 2.0 用鋼尺及輔助量具檢查
2 小拼單元
為單錐體 弦桿長L ±2.0
3 上弦對角線長 ±3.0
4 錐體高 ±2.0
5 拼裝單元為整
木品平面桁架 跨長L ≤24m +3.0
-7.0
>24m +5.0
-10.0
6 跨中高度 ±3.0
7 設計要求起拱不要求起拱 +10
±L/5000
8 分條分塊網
架單元長度 ≤20m ±10 用鋼尺及輔助量具檢查
>20m ±20
9 多跨連續點支承時分條分塊網架單元長度 ≤20m ±5
>20m ±10
10 網架結構整體
交工驗收時 縱橫向長度L ±L/2000且≯30
11 支座中心偏移 L/3000且≯30 用經緯儀等檢查
檢查數量1~4項抽小單元數的10%,且不少于5件;5~9項為全部拼裝單元;10~14項對網架結構工程全部檢查;第15項,每種桿件抽查5%,不少于5件。
(10)油漆、防腐、防火涂裝工程
網架結構的油漆防銹、防腐、防火涂裝工程應在部件制作或安裝質量檢驗評定符合本標準的規定后進行。防銹、防腐、防火涂裝應分別逐項驗評。
油漆、稀釋劑、固化劑及防腐、防火涂料的品種、規格質量、涂層厚度必須符合設計要求和相應技術標準或專門規定。檢驗方法檢查出廠合格證或復驗報告。
基層處理必須符合設計要求和專業技術規范。經酸洗和噴丸(砂)工藝處理的鋼材表面必須露出金屬色澤;對采用機械除銹的鋼材表面,允許存留金屬密貼的軋制表皮,涂層基層無焊渣、焊疤、灰塵、油污和水等雜質。檢驗方法觀察檢查及用鏟刀檢查。
螺栓球節點網架安裝后必須將所有接縫用油膩子填嵌嚴密,并將多余螺孔封口。檢驗方法觀察檢查。
嚴禁誤涂、漏涂,不得脫皮和反銹。檢驗方法觀察檢查。
涂層外觀應符合下列規定:
合格:涂刷均勻、無明顯皺皮、流墜。
優良:涂刷均勻、色澤一致;無皺皮、流墜,分色線清楚整齊。
檢查數量按桿件、節點數各抽查5%,每件檢查3處。
檢查方法觀察檢查。
構件補刷涂層應符合下列規定:
合格:補刷涂層完整。
優良:損壞的涂層按涂裝工藝分層補刷,涂層應完整,附著良好。
檢查數量同10.0.6條的規定。
檢驗方法:觀察檢查。
油漆、防腐、防火涂層厚度的允許偏差和檢驗方法應符合表10.0.8的規定。檢查數量按桿件、節點數各抽查5%,每件測3處,每處的數值應是三個相距約5cm~10cm的測點涂層厚度的平均值。
涂層厚度的允許偏差及檢驗方法
項次 項目 要求厚度(μm) 允許偏差(μm) 檢驗方法
1 干漆模厚度 室內125
室外150 -25 用干漆模測厚儀檢查
2 防火、防腐涂層 設計厚度(δ) +0.2δ
0 用干漆膜測厚儀或卡尺檢查
5檢測結果
對于外觀檢查發現的問題,做出書面報告,分析其潛在問題,提出改進意見。
對于無損檢測的結果,給出焊縫質量評定等級,出具無損檢測報告;對于存在問題的焊縫,找出問題原因,并分析其潛在問題,提出改進意見。
整理檢測工程竣工資料及有關檢驗報告,裝訂成冊提交有關單位存檔。
一、網架結構具有廣闊的發展前景
自1964年我國建成第一個網架起,四十多年特別是近十幾年,網架的應用與發展更為迅猛。從大、中跨度到小跨度、從承重結構到裝飾性結構,廣泛采用網架結構,在國際上引起了極大的重視并被譽為“網架大國”。我國的空間結構行業,尤其是網架結構行業已是我國建造行業的一個重要行業,為國家建設事業的現代化和發展作出了重大貢獻。
但是網架結構正面臨著激烈的市場競爭和嚴重的挑戰:
一是采用新材料、新型式的空間結構的競爭和挑戰,如膜結構、懸索結構、張拉整體結構、鋁合金結構以及不同型式的雜交結構等。
二是近些年來發展極快的門式剛架、薄壁拱形波紋屋蓋以及其他輕鋼結構的競爭和挑戰。
雖然存在這些競爭和挑戰,但是網架結構仍具有廣闊的應用范圍和發展前景:
1、任何材料和結構形式都有其優點和缺點,都有一定的適應性和局限性,一定的經濟技術效益和社壘效益。按照可持續發展的原則一一建筑物設計要和建筑的環境、生態緊密結合起來,要和城市的總體規劃及城市美相調――網架無論在跨度、覆蓋空間還是體型及使用功能上都具有極大的優越性和競爭性。
2、網架結構除具有受力合理、抗震性能好,工廠化生產和安裝簡易快速外,更大的優點是使用壽命長維修時間短贊用低,應用范圍廣。
3、經過四十多年的工程實踐、科學研究和大批的網架生產企業的建立,我國已積累了豐富的設計、制作和施工經驗,造就一大批這方面的技術人才。特別是制定了《網槊結構設計與施工規程》,通過了鑒定,頒布執行。這些技術規范為網架的持續發展提供了重要的依據和條件。
4、我國的鋼產量已達一億多噸,鋼材市場供應充足。特別是網架桿件大多采用圓鋼管,市場供應更為充足。
5、我國網架結構的質量大幅度提高,大批企業取得了國家一級資質認證和ISO9000資質認證,成本不斷降低。有些企業已打入了國際市場,承建了不少大型工程贏得了國際信譽。
二、網架事故原因
網架結構科技含量較高,無論是設計,制作和安裝都要求嚴格精確,特別是大、中跨度的網架結構多用于公共建筑和工業廠房,人員聚集很多,貴重設備與設施很多,故對結構的安全性與可靠性要求更高。如發生事故,尤其是重大事故,會造成巨大的人員傷亡和財產損失。
1、設計原因:荷載低算或漏算,荷載組合不當。對自然災害估計不足或處置不當,或對一些大中型網架結構沒有進行必要的非線性分析、穩定性分析,忽略了支座不均勻沉降、不均勻側移對網架的影響。力學模型、計算簡圖與實際不符。結構型式選擇不合理,支撐體系或再分桿體系設計不周,網架尺寸不合理。計算方法的選擇、假設條件、電算程序、近似計算法使用的圖表有錯誤,未能發現。桿件截面匹配不合理,桿件下料尺寸計算不準確。忽視桿件的初彎曲、偏心和次應力的影響。網架結構設計計算后,不經復核就增設桿件或大面積的代換桿件,從而導致超強度設計值桿件的出現。材料(包括鋼材、焊條等)選擇不合理。
2、制造原因:材料驗收及管理混亂,不同鋼號、規格材料混雜使用,特別是混用了可焊性差的高碳鋼,鋼管內外表面缺陷、管徑與壁厚有較大的負偏差,除銹不好,拼裝前桿件有初彎曲而不調直。桿件下料尺寸不準,壓桿超長,拉桿超短。螺栓未擰緊,網架在使用期間在接縫處出現縫隙(特別是拉桿),螺栓受水氣侵入而銹蝕。焊接板節點和支座節點上的焊縫較多,焊接工藝不合理,造成節點板變形,支座底板及與底板連接的鋼管或肋板采用氧氣切割而不將其端面刨平,組裝時不能緊密頂緊,支座受力時產生應力集中或改變了傳力路線。球體或螺栓的機加工有缺陷,球孔角度偏差過大。鋼管厚度很薄而封板很厚時,焊接時常焊不透。
3、施工原因:施工時施工方法工藝不對,沒有完整可行的施工組織設計,安裝時順序錯誤,精度差,累積誤差過大,在吊裝時選擇吊點不當,不做施工驗算,吊裝網架發生變形,野蠻施工,強迫就位,存在隱患。材料隨意代換,偷工減料,以次代好。檢驗探傷技術水平差。責任心不強,不是專業施工隊伍施工等。焊接時焊條不符合規定或不考慮濕度及溫度變形。
4、使用原因:在使用過程中不按設計荷載要求,超載使用附加的荷載未加驗算。長期在循環荷載作用下,結構疲勞,屋面排水不暢、積水。結構沒進行保護,腐蝕、銹蝕嚴重或在結構上吊裝重物等。
5、管理原因:設計單位無設計資質證,無圖簽、無簽字,施工單位技術力量差,無專業施工資質、無監理、質檢部把關,無驗收就投入使用。設計、施工、質檢、監理嚴重脫節,管理混亂等。
三、對策和選擇
展望未來,新材料、新型式、新技術的空間結構必定會被創造出來,甚至日新月異。作為用量最大、發展最快的網架結構,同樣具有巨大的生命力,但是,也必須面對各種巨大的挑戰和競爭。而我們的對策和選擇必須著眼于依靠科技進步和科學管理。
1、當今時代是知識經濟時代,經濟的競爭實為科技競爭、知識競爭。因此我們的設計制作和施工必須創新,盡快采用目前世界上最前沿的技術,達到或超過國際先進技術水平。
2、目前大部分網架企業的設備、工藝、施工方法以及質檢手段是比較落后的,管理模式和方法也未形成標準化和現代化,難以適應幣場經濟的變化和需要。因此我們必須掌握信息、強化信息管理以及各種結構及新材料的發展趨勢,面向市場制定出自己的戰略發展現劃和目標,立足當前,著眼未來。
3、無論何種競爭,最終是人才的競爭,提高空間結構技術人員和管理人員的素質,除了高等學校進一步加快、加強空間結構知識的傳授和科學研究外,還可以以空間結構協會、空間結構委員會為主導,會同企業、設計,高等院校、科研等部門進行廣泛的持久的宣傳與教育工作,為了促進管理人才的成長,根據空間結構行業的特點,應盡快地有計劃有步驟、分期分批舉辦經理、廠長及其他管理人員的培訓工作。
4、一些質量事故的發生既有技術問題也有管理問題,而更嚴重的是網架建筑市場的無序造成的。我們首先從自身做起,以提高質量確保質量為目標和中心,持續不斷的整頓和規范網架行業市場。
5、我國網架結構的研究、設計,生產和施工等諸方面都具有很大的實力,今后在不斷擴展國內市場的同時,還必須以更高的科技含量和信譽擴展國際市場。
關鍵詞:鋼結構網架 施工 監理工作
中圖分類號:TU356文獻標識碼: A 文章編號:
一.前言:
鋼結構網架具有抗震性能好、造價低、工期短、剛度大、重量輕等優點,是目前空間結構上發展速度快、覆蓋面積大、應用范圍較廣的結構形式。近些年來,鋼結構網架的相關理論得到深入的研究,實際應用也越來越多,鋼結構網架因其優越的性能而得到結構設計人員的青睞,這種結構形式被廣泛用于餐廳、劇院、展覽館、體育場館等,如何控制工程施工質量已引起業內人士的高度重視。因此,監理工程師在鋼結構網架施工過程的監理工作尤為重要。
二.工程概況:
1.工程名稱:石武客專許昌東站站房工程。
2. 建設地點:河南省許昌市東區煙墩郭村。
3. 建設工程組成及建筑規模特征:
面積為230.4*58.4=13455.36(m2),結構形式為鋼網架結構,連接方式主要采用螺栓球節點連接,鋼網架結構形式為雙層正放四角錐,最大柱間跨度為48m網架柱頂標高為20.2m,網架上弦最高點標高26.3m。
三.監理范圍和目標:
1.監理范圍:鋼結構網架施工,承包合同范圍內的所有項目。
2.監理目標:控制項目質量、進度和費用目標,實現和滿足用戶需求。
四 、監理依據:
1.業主與施工單位簽訂的施工合同。
2.本項目施工階段的監理合同。
3.業主提供的本工程全套施工圖紙及設計文件。
4.設計交底及圖紙會審紀要。
5.設計單位發出的設計變更及技術核定單。
6.《建筑可靠度設計統一標準》GB50068-2001。
7.《建筑工程抗震設防分類標準》GB50223-2008。
8.《建筑結構荷載規范》(2006年版)GB50009-2001。
9.《鋼結構設計規范》GB50017-2003。
10.《建筑抗震設計規范》GB50011-2010。
11.《空間網格結構技術規程》JGJ7-2010。
12.《碳素結構鋼》GB/T700-2006。
13.《低合金高強度結構鋼》GB/T1591-2008。
14.《優質碳素結構鋼》GB/T699-1999。
15.《合金結構鋼》GB/T3077-1999。
16.《結構用無縫鋼管》GB/T8162-2008。
17.《直縫電焊鋼管》GB/T13793-2008。
18.《熱軋鋼板和鋼帶》GB/T709-1988。
19.《鋼網架螺栓球節點》JG/T10-2009。
20.《建筑鋼結構焊接技術規程》JGJ81-2002。
21.《建筑設計防火規范》GB50016-2006。
22.《建筑鋼結構防火技術規范》CECS200:2006。
23.《鋼結構防火涂料應用技術規程》CECS24-90。
24.《鋼結構工程施工及質量驗收規范》GB50205-2001。
25.《建筑工程設計文件編制深度規定》建質(2008)216號。
26.《鋼結構設計制圖深度和表示方法》03 G102。
五.監理工作:
1.施工前準備工作:
1)深化設計圖紙必須以設計院的設計藍圖為依據,深化圖完成后應經設計院審查并經設計人員簽名認可;
2)網架制作單位開始制作時,監理應駐廠監造;
3)應明確項目經理對該網架工程質量負責,建立與健全質量保證體系,采取有效的組織措施和技術措施,制定施工組織設計和各工種操作工藝,實行質量責任制和質量獎罰制度;
4)駐廠監理應審查原材料、外購件的出廠合格證、試驗報告是否符合設計規定及相應材料的技術條件和標準,并按規范見證取樣進行復檢;
5)網架制作的質量是關鍵,只有制作的精度高,才能順利安裝和保證質量,監理人員應會同制作方的專職質量檢驗人員對螺栓球、桿件、套筒、封板、錐頭、支座進行抽樣檢驗。
㈠螺栓球:
a.螺栓球宜采用國家標準《優質碳素結構鋼鋼號及一般技術條件》GB699-88規定的45號鋼;
b.螺栓球嚴禁有過燒、裂紋及隱患。用10倍放大鏡目測。每種規格抽查5%,且不少于5只,一旦發現裂紋,則應逐個檢查;
c.用標準螺紋規檢查螺栓球的螺紋尺寸。每種規格抽查5%,且不少于5只;
d.成品球必須對設計指定的最大螺栓孔進行抗拉強度檢驗,檢驗必須符合JGJ78-91附錄一規定的試件承載能力的檢驗要求。在拉力試驗機上檢驗。檢驗數量:同規格的螺栓球600只為一批,不足600只仍按一批計,每批取3只為一組隨機抽檢;
e.螺栓球允許偏差及檢驗方法:
表1.螺栓球檢測項目:
r為螺孔端面半徑, 檢查數量:每種規格抽查5%,且不少于5只。
㈡高強度螺栓:
a. 用于制造高強度螺栓的鋼材必須符合設計規定及有關技術條件和標準;
b.高強度螺栓應采用國家標準《鋼結構用高強度大六角頭螺栓》GB1228-91規定的性能等級8.8s或10.9s,并符合國家標準《普通螺栓基本尺寸》GB196-81粗牙普通螺紋的規定;
c.高強度螺栓必須進行表面硬度試驗,同規格的高強度螺栓600只為一批,不足600只仍按一批計,每批取8只為一組隨機抽檢,嚴禁有裂紋或損傷,;
d.高強度螺栓的承載力必須符合JGJ78-91附錄一規定的抗拉強度檢驗系數允許值。檢查數量:與螺栓球的檢查數量相同。檢驗方法:取高強度螺栓與螺栓球配合,用拉力試驗機進行
e.高強度螺栓允許偏差及檢驗方法:
表2.高強螺栓檢測項目:
檢查數量:每種規格抽查5%,且不少于5只。
㈢封板、錐頭、套筒:
a.用于制造封板、錐頭、套筒的鋼材必須符合設計規定及相應的材料技術條件和標準;
b.封板、錐頭、套筒外觀不得有裂紋、過燒及氧化皮。每種抽查5%,不少于10只。用10倍放大鏡觀察檢查;
c.封板、錐頭、套筒的允許偏差及檢驗方法:
表3.封板、錐頭、套筒檢測項目:
②r為套筒的外接圓半徑。檢查數量:每種抽查5%,且不少于10只。
㈣桿件:
a.用于制造鋼管的鋼材品種、規格、質量必須符合設計要求及相應標準。焊接用的焊條、焊劑、焊絲和施工用的保護氣體,必須符合設計要求和焊接工藝評定要求;