空間網架結構是以大致相同的格子或尺寸較小的單元(重復)組成的,由于它優越的力學性能和良好的經濟性、安全性與適用性。具有空間受力、重量輕、剛度大、抗震性能好等優點,在我國空間結構中以網架結構發展最快,應用最廣,在近年來興建的大型公共建筑中,大多數都采用了網架結構,廣泛應用于體育館、 影劇院、展覽廳、候車廳、體育場看臺雨篷、飛機庫和工業廠房中。
但是網架結構在施工和安裝過程中容易出現一些質量問題。本文結合工程實際指出了網架結構在安裝過程中經常出現的一些質量問題及防治措施。
1.球管焊接質量差
1.1質量問題:球管焊接跟部未焊透,影響結構承載力。
1.2防治措施:
1.2.1鋼管壁厚4~9mm,坡口必須≥45°為宜,由于局部未焊透,所以加強部位高度要大于或等于3mm。鋼管壁厚≥10mm時采用圓弧坡口,鈍邊≤2mm,單面焊接雙面成型易焊透。
1.2.2為保證焊縫質量,對于等強焊縫必須符合GB50205-2001《鋼結構工程質量驗收規范》二級焊縫的質量,除進行外觀檢驗外,對大中跨度鋼管網架的拉桿與球的對接焊縫,應作損探傷檢驗,其抽樣數不少于焊口總數的20%。
2.焊接球節點的鋼管布置不合理
2.1質量問題:焊接球節點的鋼管布置不合理,造成管于管相碰。
2.2 防治措施:
2.2.1遇布置不合理,可在桿件端頭加錐頭(錐頭比桿件細),另加肋焊于球上,或將未達到滿應力的桿件直徑改小。
2.2.2按規范規定兩桿件距離不應小于20mm,最小不小于10mm,否則應開成馬蹄形,兩管間焊好,并在兩管間加強補焊。
2.2.3在拼、安裝中凡遇有鋼管桿件相碰,應與設計單位共同研究處理。
3.高空散裝法標高偏抵
3.1質量問題:網架采用全支架法安裝時,由于架子剛度差。即支架本身彈性壓縮接頭的壓縮變形,以及地基沉降,造成標高偏低;采用懸挑法安裝時,網架在拼裝過程中,一端處于懸挑位置,由于小拼單元本身不能承受自重,使網架前端下撓。
3.2.1采用控制屋脊線標高的方法拼裝,一般從中間向兩側發展,以減小累積偏差和便于控制標高 便誤差消除在邊緣上。
3.2.2拼裝支架應進行設計,對重要的或大型工程,還應進行試壓,使其具有足夠的強度和剛度,并滿足單肢和整體穩定的要求。
3.2.3懸挑拼裝時,由于網架單元不能承受自重,所以對網架要進行加固。即在網架拼接過程申必須是穩定的。支架承受荷載,必然產生沉降,就必須采取千斤頂隨時進行調整,當調整無效時,找有關技術人員解決,否則影響拼裝精度。支架總沉降量經驗值應小于5mm。
4.高空滑移法安裝撓度偏差大
4.1質量問題:采用分條網架單元,在預先設置的滑軌上單條滑移到設計位置拼接。或在滑軌上拼接后移到設計位置的高空滑移安裝方法時,網架實際撓度值超過設計值。
4.2防治措施:
4.2.1適當增大網架桿件斷面,以增強其剛度。
4.2.2拼裝時增加網架施工起拱數值。
4.2.3大型網架安裝時,中間應設置滑道,以減小網架跨度,增強其剛度。
4.2.4在拼接處可臨時加反梁辦法,或增設三層網架加強剛度。
5.總拼后尺寸誤差超差
5.1質量問題:鋼網架總拼裝變形超過允許偏差值,導致吊(安)裝就位困難,影響網架受力性能和安裝質量。
5.2防治措施:
5.2.1大面積拼裝一般應采取從中間向兩邊或向四周順序拼裝,這樣桿件有一端是自由端,能及時調整拼裝尺寸,以減小變形和焊接應力。
5.2.2螺栓球節點總拼順序一般從一邊向另一邊,或從中間向兩邊順序進行。當螺栓頭與錐筒(封板)端部齊平時,也可采用跳格拼裝,其順序為:下弦→斜桿→上弦。
5.2.3網架焊接順序應為先焊下弦節點,使下弦收縮向上拱起,然后焊腹桿及上弦。焊接時應盡量避免形成封閉圈,否則焊接應力加大,產生變形。一般可用循環焊接法。
6.整體安裝空中移位出現平面扭曲
6.1質量問題:網架在地面總拼后,受柱位限制,整體安裝時,需空中移位,平面受扭曲變形而破壞,造成事故。
6.2 防治措施:
6.2.1由于網架是按使用階段的荷載進行設計的,設計中一般難以準確計入施工荷載,所以施工之前應按吊裝時的吊點和預先考慮的最大提升高度差,驗算網架整體安裝所需要的剛度,并據此確定施工措施或修改設計。
6.2.2要嚴格控制網架提升高度,盡量做到同步提升。提升高差允許值(指相鄰兩拔桿間或相鄰兩吊點組的合力點間相對高差),可取吊點間距的1/400,且不大于100mm,或者驗算而定
6.2.3采用拔桿安裝時,應使卷揚機型號、鋼絲繩型號以及起升速度相同,并且使吊點鋼絲繩相通,以達到吊點間桿件受力一致,采取多機抬吊安裝時,應使用起重機型號、起開速度相同,吊點間鋼絲繩相通,以達到桿件受力一致。
6.2.4合理布置起重機械及拔桿,起重折減系數取0.75。
6.2.5纜風地錨必須經過計算,纜風主初拉應力控制到60%,施工過程中應設專人檢查。
6.2.6網架安裝過程中,桅桿頂端偏斜不超過1/1000(桅桿高)且不大于30mm。
7.鋼網架屋面完成后的撓度值超過相應設計值的1.15倍
7.1質量問題:鋼網架結構總拼完成后及屋面工程完成后的撓度值超過相應設計值的1.15倍。由于撓度值過大,從而會影響網架結構的承載力,減弱剛度和穩定性。
7.2防治措施:網架結構安裝必須嚴格控制撓度值不大于相應設計值的1.15倍,一般應采取以下措施:
7.2.1嚴格控制網架零件加工精度和安裝精度使不超過允許偏差值。
7.2.2網架拼裝、安裝應適當起拱,起拱值應不低于設計計算撓度值。
7.2.3對高跨比小、剛度差的網架安裝時,應進行適當臨時加固,以增強剛度,減少自重下撓。
7.2.4安裝程序、方法必須嚴格按施工組織設計規定進行。
7.2.5采用高空散裝法、分塊分條安裝法的支承架必須有足夠的強度、剛度和穩定性,地基必須平整堅實,不能下沉。
7.2.6網架安裝就位后應及時校正、固定,形成穩定的空間單元體系,末固定前不得拆除加固措施,不得隨意松動或拆除已安裝臨時固定的桿件或節點。
7.2.7安裝時應密切注意氣象變化,按施工方案要求,及時落實抗風穩定措施,不得利用網架結構作起吊構件、設備、材料或懸掛物件之用。
7.2.8在網架安裝時加強澆度測量檢查監控,發現偏差過大,及時調整。
8.網架安裝完成后表面不干凈,有疤痕、泥沙和污垢等
8.1 質量問題:鋼網架結構安裝完成后,其節點及桿件表面不干凈,有明顯的疤痕、泥沙和污垢等;由于存在這些缺陷,表面涂刷防腐油漆后,易脫落,接縫未嵌填,水汽易侵入,從而導致桿件和螺紋銹蝕,影響桿件受力性能和耐火性。
8.2防治措施
鋼網架零、部件加工出廠前一般先涂刷二度底膝,網架安裝完成后再涂刷二度面漆。在網架安裝過程中表面上出現的明顯疤痕、泥沙和污垢以及底漆損傷、脫落銹蝕部位,應用鋼絲刷、砂紙、電動砂輪等簡易工具清除干凈。螺栓球節點上所有接縫用油膩子填嵌嚴密,多余螺孔封口,然后冉涂刷兩度面漆。