多層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅安裝技術(shù)探討

孫小虎

摘 要：輕鋼結(jié)構(gòu)住宅具有獨特的優(yōu)點，是我國住宅工業(yè)化發(fā)展的方向。近年來輕鋼結(jié)構(gòu)住宅已逐步被人們接受，并形成一整套成熟技術(shù)。但現(xiàn)行建筑管理模式與輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系工業(yè)化生產(chǎn)方式不適應(yīng)，要求我們在實踐中不斷總結(jié)。輕鋼結(jié)構(gòu)住宅在結(jié)構(gòu)抗震性、自重、工廠化生產(chǎn)、建設(shè)速度、勞動強度、技術(shù)含量高和回收利用方面具有一定優(yōu)勢。輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系施工工藝過程、安裝和校正、壓型鋼板安裝、栓釘焊接技術(shù)、除銹與涂裝等問題需在實踐中不斷總結(jié)，使輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系施工技術(shù)和管理更趨成熟完善。

關(guān)鍵詞：輕鋼結(jié)構(gòu)；工藝過程；安裝校正；壓型鋼板；栓釘焊接

1 工程概況

某建設(shè)項目總建筑面積36000m2，有24個單位工程構(gòu)成，建筑層數(shù)四層，層高3.2m，建筑總高12.8m，最大跨度4.8m，最大開間3.6m，建設(shè)工期90天。采用獨立承臺地梁基礎(chǔ)，結(jié)構(gòu)采用熱軋H型鋼輕鋼框架結(jié)構(gòu)，鋼柱與基礎(chǔ)采用地腳螺栓剛接，構(gòu)件連接采用10.9級高強螺栓連接，連接摩擦面抗滑移系數(shù)為0.3；主、次梁連接采用4.6級C級螺栓；樓板選用壓型鋼板復(fù)合鋼筋混凝土樓板，焊縫除主材對接和熔透焊縫為二級外，其余為三級；構(gòu)件除銹等級為Sa2.5等級；防火等級Ⅱ級；墻體材料采用ACTC輕質(zhì)墻板。

2 多層輕鋼結(jié)構(gòu)安裝施工難點

輕鋼結(jié)構(gòu)安裝上，施工平面布置須結(jié)合作業(yè)分區(qū)和流水段劃分綜合考慮構(gòu)件運輸、構(gòu)件堆場、吊裝行進(jìn)路線布置及堆場功能轉(zhuǎn)換，吊裝設(shè)備、運輸設(shè)備、工具選用和組織及輕鋼結(jié)構(gòu)安裝作業(yè)面廣、隊伍多情況下合理進(jìn)行場地劃分和作業(yè)分區(qū)；為保證安裝精度，平面及豎向測量網(wǎng)建立和控制，測量和度量精度統(tǒng)一，現(xiàn)場焊接變形控制都是應(yīng)綜合考慮的問題。

3 輕鋼結(jié)構(gòu)施工流程

安裝準(zhǔn)備工作→放線及驗線→鋼柱標(biāo)高處理→構(gòu)件中點及標(biāo)高→安裝柱、梁標(biāo)準(zhǔn)核心框架→高強螺栓初擰、終擰→柱與柱焊接→梁柱、梁梁焊接→超聲波探傷→每節(jié)柱中間焊接→安裝壓型鋼板、樓板模板→栓釘焊接→樓板鋼筋制安和水電預(yù)埋→澆筑樓板混凝土。

4 輕鋼結(jié)構(gòu)安裝

根據(jù)鋼柱和鋼梁構(gòu)件的設(shè)計參數(shù)、現(xiàn)場條件、施工周期、構(gòu)件種類、尺寸、吊裝質(zhì)量、吊裝高度、吊裝幅度和安裝要求選擇吊運機具和設(shè)備。本工程鋼構(gòu)件自重較輕，要求的精度較高，屬群體建筑工程，場地條件具備形成吊裝環(huán)形通道，鋼柱吊裝選用25t汽車吊，采用單機回轉(zhuǎn)法起吊安裝，鋼梁安裝選用16t汽車吊。

4.1 鋼柱安裝

（1）鋼柱安裝前，清理基礎(chǔ)預(yù)埋和施工放線，對柱基軸線、標(biāo)高、預(yù)埋螺栓（直徑、外伸長度、位置）等進(jìn)行檢查和糾偏處理，對鋼柱的編號、外形尺寸、螺孔位置及直徑、連接板的方位等進(jìn)行復(fù)核，并劃出鋼柱上下兩端的安裝中心線和柱下端標(biāo)高線。（2）根據(jù)柱基預(yù)埋偏位情況進(jìn)行柱腳板配下料和現(xiàn)場焊接，柱高根據(jù)安裝基準(zhǔn)面實際標(biāo)高進(jìn)行預(yù)控調(diào)整；對已焊接有柱腳板的鋼柱則在預(yù)埋螺栓上預(yù)先安好標(biāo)高調(diào)整定位墊板，對柱腳標(biāo)高進(jìn)行預(yù)控，以確保柱子吊裝一次就位符合；并按吊裝編號、位置、方向?qū)⒅逊诺降跹b（起重半徑）位置。（3）吊裝準(zhǔn)備就緒，進(jìn)行試吊作業(yè)，以確定吊點是否恰當(dāng)和安全，檢查吊索、索具和吊車安裝就位狀況，確認(rèn)安全可靠后開始正式吊裝。（4）吊裝采用單機回轉(zhuǎn)法，柱根部必須墊好枕木，不得使柱底端與地面發(fā)生拖拉現(xiàn)象；當(dāng)柱腳板起吊至安裝基座上方時，緩慢下降至距柱基頂40-100mm，調(diào)整柱底與基礎(chǔ)基準(zhǔn)線達(dá)到準(zhǔn)確位置，準(zhǔn)確緩慢回鉤下落穿入預(yù)埋柱腳螺栓。（5）鋼柱安裝校正后即擰緊全部螺栓螺母，且在柱子尚未與鋼梁形成空間剛架穩(wěn)定體時，在柱子頂端用4根纜繩臨時將柱子封固，達(dá)到安全摘除吊鉤；空間剛架穩(wěn)定體形成或柱體已穩(wěn)定，可找正精平，拆除臨時纜繩。（6）鋼柱安裝校正采用單構(gòu)件安裝校正法，須注意風(fēng)力和溫度的影響；校正包括軸線、標(biāo)高及垂直度，以每節(jié)柱的柱頂中心線相重合為原則進(jìn)行安裝校正。（7）因該工程鋼柱采用四層一次工廠組裝成型，校正以每根柱腳與基礎(chǔ)預(yù)埋軸線相重合為原則進(jìn)行安裝校正，鋼柱吊裝就位時，利用基礎(chǔ)預(yù)埋件上施放軸線確定柱子位置，一次對位。

4.2 鋼梁安裝

吊裝前檢查梁的幾何尺寸、節(jié)點板位置與方向，清除摩擦面上的浮銹和污物。在鋼梁上裝上安全繩，鋼梁與柱連接后，將安全繩固定在柱上。梁與柱連接用的安裝螺栓，按所需數(shù)量裝入帆布桶內(nèi)，掛在梁兩端，與梁同時起吊。

在鋼柱安裝到位后，以每兩根柱為一安裝組，將梁起吊，進(jìn)行對正。先調(diào)整好構(gòu)件的準(zhǔn)確位置，當(dāng)連接板螺栓孔對正后即穿入螺銓固定。安裝時以每兩層為一安裝單元，先固定下層梁，再固定上層梁，主梁安裝后再安裝次梁，次梁的安裝方法與主梁相同。

4.3 整體校正及檢測

待1～4層鋼柱及梁全部就位后，再用2臺經(jīng)緯儀從不同方向進(jìn)行跟蹤測控，全方位校核梁、柱的標(biāo)高和柱垂直度，達(dá)到規(guī)定的要求后，進(jìn)行高強螺栓的終擰，再加焊非螺栓連接桿件。該工程輕鋼結(jié)構(gòu)安裝完成后質(zhì)量檢測結(jié)果為：底層柱垂直度偏差在5mm左右，頂層柱垂直度偏差在10mm以內(nèi)；100%的構(gòu)件連接做到了原孔裝配，很好地達(dá)到了設(shè)計和規(guī)范中相應(yīng)的施工要求。

5 壓型鋼板復(fù)合樓板施工

壓型鋼板復(fù)合樓板屬復(fù)合樓板的一種，本工程采用的壓型板即是模板，又是底面受拉配筋，其結(jié)構(gòu)性能取決于混凝土層與鋼板的粘接，一般只能做到部分相互作用，但已能獲得所需極限強度。壓型鋼板復(fù)合樓板跨度一般為1.5～4m，經(jīng)濟(jì)跨度為2～3m。

5.1 壓型鋼板施工

壓型鋼板鋪設(shè)施工應(yīng)在主體框架結(jié)構(gòu)總裝焊接完成，經(jīng)超聲波探傷檢查合格，柱垂直度偏差復(fù)測合格，施工層平面次梁安裝并終擰全部高強度螺栓，施工專用操作平臺已拆除，隅撐已裝焊完，上層平面區(qū)域次梁安裝前進(jìn)行。平面施工隨主體結(jié)構(gòu)安裝施工順序鋪設(shè)，立面施工為保證交叉施工前上層鋼柱、鋼梁安裝與下層樓板施工同時進(jìn)行，應(yīng)先鋪設(shè)上層壓型鋼板，后鋪設(shè)下層壓型鋼板。

壓型鋼板施工按每一單位工程、每一層、每一節(jié)間配料單進(jìn)行現(xiàn)場加工和配下料，板材配料后，根據(jù)每一單位工程、每一層、每一節(jié)間配料單同步組織區(qū)間運輸、吊裝（用軟吊索，防止變形）和安裝，并嚴(yán)格按照圖紙和規(guī)范的要求來散板與調(diào)整位置，板的直線度誤差為10mm，板的錯口要求<5mm，檢驗合格后方可與主梁焊接；壓型鋼板與主梁焊接采用手工電弧焊，焊條為E4303，直徑3.2mm，焊接點應(yīng)為直徑16mm點熔合焊，焊點間距300mm；質(zhì)量控制管理應(yīng)做好鋪設(shè)后的成品保護(hù)，避免表面凹陷，鋪設(shè)應(yīng)滿足鋼筋通過的，弧形區(qū)應(yīng)認(rèn)真核對設(shè)計圖紙，預(yù)留洞口位置應(yīng)在允許偏差范圍；壓型鋼板施工必須邊散板鋪設(shè)邊焊接固定。

5.2 栓釘焊接施工

（1）施工前應(yīng)編制栓釘焊接工藝試驗方案和開展工藝評定試驗，并根據(jù)栓釘直徑及被焊鋼材表面狀況等初選工藝參數(shù)，依據(jù)栓釘焊接工藝參數(shù)表的工藝參數(shù)（電流、通電時間、栓釘伸出長度及提升高度），確定工藝參數(shù)。

（2）栓釘焊接施工首先根據(jù)圖紙在鋼梁表面放出焊接栓釘位置，并對栓釘焊接部位清理打磨，檢查焊接藥座干燥和完整情況；正式施工前按予定參數(shù)焊接2個栓釘，通過敲擊彎曲試驗進(jìn)行檢驗（即在其冷卻后敲擊彎曲達(dá)30°～45°后，檢查焊接部位及熱影響區(qū)是否有破壞和裂縫，無裂紋即為合格），若有1個不合格，須重調(diào)整焊接工藝，重焊接進(jìn)行檢驗，直到合格才可開展施焊工作。

（3）焊接具體操作方法：連通焊接電源，栓釘和焊接藥座套于焊槍，緊緊按壓在被焊接母材上，按動開關(guān)，即刻熔斷焊接藥座上的藥座帽產(chǎn)生弧光；此時，手持焊搶不能移晃，當(dāng)達(dá)到定時器上予先定時間，栓釘以予定的速度頂緊母材，電源短路，則可松開開關(guān)；焊接金屬凝固后，移開焊槍，用小錘清理藥座殘渣，完成焊接。

（4）栓釘焊接施工檢驗：施工過程中對焊接部位應(yīng)隨時檢查，焊縫有缺陷的應(yīng)及時修補，修補采用手工焊。栓釘圍焊應(yīng)飽滿光滑，無凹坑砂眼，錘擊無空隙聲；焊后長度超過規(guī)定值1.6mm以上的栓釘，需進(jìn)行彎曲敲擊試驗（用錘敲擊，使其彎曲15°無斷裂、裂縫，則判定外觀檢查合格）；每天的焊接完成，應(yīng)按1/500隨機抽取，做15°彎曲敲擊試驗；每批同類構(gòu)件栓釘焊接施工完成應(yīng)抽查10%，且不少于10件，對被抽查構(gòu)件每件抽取1%進(jìn)行檢查，且不少于1個。

6 結(jié)束語

輕鋼結(jié)構(gòu)住宅相對于傳統(tǒng)磚混或現(xiàn)澆混凝土住宅具有一定的先進(jìn)性，在我國處于發(fā)展階段，與國外先進(jìn)水平相比，我國輕鋼結(jié)構(gòu)在設(shè)計、施工技術(shù)上還存在較大差距。輕鋼結(jié)構(gòu)住宅在設(shè)計和施工中應(yīng)重視造價控制，尤其在施工中，加強施工項目管理，搞好施工組織對縮短工期、確保工程質(zhì)量、降低返工率作用明顯，從而節(jié)約了投資，降低了成本。

參考文獻(xiàn)

[1]韋榮華.輕鋼結(jié)構(gòu)民用住宅設(shè)計[J].民營科技，2015（2）：185.

[2]邵連軍.多層框架結(jié)構(gòu)輕鋼住宅應(yīng)力蒙皮效應(yīng)有限元分析[D].安徽理工大學(xué)，2015.