民用建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的垂直度控制方法

摘要：鋼結(jié)構(gòu)施工垂直度控制方法的有效實(shí)施，是民用建筑施工中的一項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容。為了有效提高在民用建筑施工的過程中鋼結(jié)構(gòu)垂直度的檢驗(yàn)合格率，確保鋼結(jié)構(gòu)垂直度能夠在可以控制的范圍之內(nèi)，開展對其垂直度控制方法的設(shè)計(jì)研究。通過民用建筑鋼結(jié)構(gòu)整體垂直度測定、以垂直度為基準(zhǔn)的鋼結(jié)構(gòu)單節(jié)柱安裝校正、鋼結(jié)構(gòu)整體垂直度受控狀態(tài)調(diào)節(jié)，提出了一種全新的民用建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的垂直度控制方法。通過將新的控制方法切實(shí)應(yīng)用到真實(shí)民用建筑施工的項(xiàng)目當(dāng)中，對完成其鋼結(jié)構(gòu)垂直度實(shí)施系統(tǒng)的抽樣調(diào)查，合格率能夠達(dá)到95%以上。

關(guān)鍵詞：民用建筑;垂直度;鋼結(jié)構(gòu);控制

0" "引言

在民用建筑施工過程中，鋼結(jié)構(gòu)作為建筑整體結(jié)構(gòu)的核心組成部分，對其垂直控制程度能夠關(guān)系到整個(gè)建筑的施工質(zhì)量以及后期使用年限[1]。其中，后兩項(xiàng)內(nèi)容為鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)檢驗(yàn)收規(guī)范當(dāng)中具有強(qiáng)制性的條文內(nèi)容。因此，對鋼結(jié)構(gòu)實(shí)施垂直度的有效控制，對于提升民用建筑施工標(biāo)準(zhǔn)和要求而言，具有十分重要的意義和深遠(yuǎn)的影響。

鋼結(jié)構(gòu)當(dāng)中的主體結(jié)構(gòu)是由很多個(gè)豎向構(gòu)件組成的[2]。當(dāng)前，這一領(lǐng)域的相關(guān)研究人員也逐漸認(rèn)識到了鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量的重要性，并且人們逐漸開始將研究的重心，轉(zhuǎn)移到了對鋼結(jié)構(gòu)整體垂直度控制這一方面來。在實(shí)際施工的過程當(dāng)中，如果無法對鋼結(jié)構(gòu)垂直度實(shí)施科學(xué)合理控制，在后期結(jié)構(gòu)封頂過程中，很有可能引起民用建筑整體垂直度超出規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)范圍，進(jìn)而引發(fā)無法挽回的后果。

本文通過民用建筑鋼結(jié)構(gòu)整體垂直度測定、以垂直度為基準(zhǔn)的鋼結(jié)構(gòu)單節(jié)柱安裝校正、鋼結(jié)構(gòu)整體垂直度受控狀態(tài)調(diào)節(jié)，提出了一種全新的民用建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的垂直度控制方法。通過將新的控制方法切實(shí)應(yīng)用到真實(shí)民用建筑施工的項(xiàng)目當(dāng)中，對完成其鋼結(jié)構(gòu)垂直度實(shí)施系統(tǒng)的抽樣調(diào)查，合格率能夠達(dá)到95%以上。這一結(jié)果完全符合民用建筑鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)檢的相關(guān)要求和標(biāo)準(zhǔn)，對民用建筑整體施工質(zhì)量的有效提升具有現(xiàn)實(shí)意義。

1" "民用建筑鋼結(jié)構(gòu)施工的垂直度控制

1.1" "民用建筑鋼結(jié)構(gòu)整體垂直度測定

為了使民用建筑中鋼結(jié)構(gòu)施工的垂直度得到有效控制，需先從鋼結(jié)構(gòu)整體角度出發(fā)，針對鋼結(jié)構(gòu)的垂直度進(jìn)行實(shí)際測量。在鋼結(jié)構(gòu)的整體組成當(dāng)中，每根柱結(jié)構(gòu)的整體垂直度，都可以根據(jù)計(jì)算結(jié)構(gòu)軸心偏移情況得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行判別。

在每個(gè)鋼結(jié)構(gòu)安裝層上，各個(gè)柱結(jié)構(gòu)的頂端軸心偏移都包含兩個(gè)方向，這兩個(gè)方向分別為水平方向和垂直方向。假設(shè)其對應(yīng)方向上產(chǎn)生的偏移值分別為x和y，并且在沿著設(shè)置偏移情況沿著正向?yàn)?，沿著反方向?yàn)?，通過這種方式，就可以進(jìn)一步計(jì)算得出鋼結(jié)構(gòu)垂直度的具體數(shù)值[3]。

在實(shí)際施工過程當(dāng)中，為了實(shí)現(xiàn)對鋼結(jié)構(gòu)施工垂直度控制，使鋼結(jié)構(gòu)垂直度在一定可控范圍內(nèi)，需要保證其偏移值在定位軸線上，是以左右或前后擺動(dòng)的方式而上升，而不應(yīng)該在定位軸線一側(cè)進(jìn)行偏移，如圖1所示。圖1（a）表示沿定位軸左右或前后偏移的鋼結(jié)構(gòu)垂直度;圖1（b）表示沿定位軸一側(cè)偏移的鋼結(jié)構(gòu)垂直度。

在實(shí)際對鋼結(jié)構(gòu)的垂直度進(jìn)行測定的過程中，如果出現(xiàn)圖1中（b）所呈現(xiàn)的偏移現(xiàn)象，盡管垂直度可能沒有超過允許偏差的范圍之內(nèi)，但是這一鋼結(jié)構(gòu)整體垂度已經(jīng)超出標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，由此就可以判斷，這一鋼結(jié)構(gòu)垂直度不符合施工設(shè)計(jì)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)要求[4]。民用建筑鋼結(jié)構(gòu)施工過程中，當(dāng)確定每層鋼結(jié)構(gòu)安裝層上各個(gè)柱結(jié)構(gòu)頂端偏移定位軸線后，可結(jié)合如下公式（1）完成對垂直度實(shí)際偏差的計(jì)算：

△x=∑△xi" " " " " " " " " " " " " " （1）

式中：

△xi——某一根柱結(jié)構(gòu)i的垂直度偏差數(shù)值;

△x——所有柱組成的鋼結(jié)構(gòu)實(shí)際偏差數(shù)值;

k ——每根柱結(jié)構(gòu)的分節(jié)數(shù)量。

以上述公式為依據(jù)，通過計(jì)算得出民用建筑鋼結(jié)構(gòu)整體垂直度的準(zhǔn)確數(shù)值。與此同時(shí)，還要將計(jì)算得出的數(shù)值，與民用建筑鋼結(jié)構(gòu)施工垂直度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對比，通過這種方式來判斷其是否超出垂直度的允許偏差。

1.2" "以垂直度為基準(zhǔn)的鋼結(jié)構(gòu)單節(jié)柱安裝校正

按照上述內(nèi)容，在完成對鋼結(jié)構(gòu)整體垂直度的測定工作之后，相關(guān)施工人員還要針對其內(nèi)部的每個(gè)單節(jié)柱結(jié)構(gòu)的安全性，進(jìn)行科學(xué)有效校正。在校正這一過程中，必須注意以下幾點(diǎn)：

在安裝層上各個(gè)鋼結(jié)構(gòu)單節(jié)柱的頂端上，將三個(gè)側(cè)面中心線與定位軸線組成的偏差，作為結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)變形量和軸心位移量的測定標(biāo)準(zhǔn)。

如果出現(xiàn)頂端偏離定位軸線數(shù)值過大或扭轉(zhuǎn)值過大現(xiàn)象，在實(shí)際進(jìn)行安裝過程中，就須相關(guān)施工人員必須柱結(jié)構(gòu)底部進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。但是相關(guān)工作人員所調(diào)整的錯(cuò)口量，需在民用建筑施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的2.5mm誤差范圍之內(nèi)。

如果安裝過程當(dāng)中的錯(cuò)口量超過允許偏差的規(guī)定范圍，則對鋼結(jié)構(gòu)單節(jié)柱安裝絕不允許一次性就調(diào)整到位。在矯正過程中，每一節(jié)待安裝的柱結(jié)構(gòu)上下頂端各個(gè)側(cè)面上，都需要投射一條中心線。在安裝層柱結(jié)構(gòu)頂端的三個(gè)側(cè)面上，也需要同時(shí)投放定位軸線。

對鋼結(jié)構(gòu)單節(jié)柱頂端各個(gè)側(cè)面上中心線和定位軸線之間的偏差進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算，在此基礎(chǔ)上，得到鋼結(jié)構(gòu)相應(yīng)的垂直度偏移數(shù)值[5]。根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)單節(jié)柱頂端偏移值和扭轉(zhuǎn)變形值，對新的鋼結(jié)構(gòu)單節(jié)柱底部進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，并確保其盡可能靠近定位軸線。

在對鋼結(jié)構(gòu)單節(jié)柱進(jìn)行封頂處理工作過程中，每一個(gè)安裝層上的節(jié)點(diǎn)柱，都應(yīng)采用代數(shù)的方式對其軸心偏移值和垂直度進(jìn)行系統(tǒng)計(jì)算。盡管每一個(gè)單節(jié)柱的垂直度與鋼結(jié)構(gòu)整體之間，并不存在直接聯(lián)系和作用，但其產(chǎn)生的偏移量，必然會(huì)對鋼結(jié)構(gòu)整體垂直度產(chǎn)生一定影響。

1.3" "鋼結(jié)構(gòu)整體垂直度受控狀態(tài)調(diào)節(jié)

在完成對鋼結(jié)構(gòu)單節(jié)柱安裝校正工作之后，相關(guān)施工人員還要針對鋼結(jié)構(gòu)整體垂直度進(jìn)行有效控制，并要根據(jù)實(shí)際偏移量以及垂直度，對其所受控制程度及狀態(tài)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。通過這種方式，確保鋼結(jié)構(gòu)整體垂直度能夠處于一定的受控狀態(tài)，使整體鋼結(jié)構(gòu)垂直度能夠在人工控制范圍內(nèi)。從某種意義上講，這么做也是為了防止在鋼結(jié)構(gòu)封頂施工過程中出現(xiàn)垂直度超標(biāo)問題。

針對這一問題，相關(guān)單位及工作人員在實(shí)際施工過程當(dāng)中，需要對整體沉降情況進(jìn)行有效監(jiān)測。不同的沉降量會(huì)對鋼結(jié)構(gòu)施工造成不同層次的影響。如果在施工的過程中出現(xiàn)沉降量增加狀況，相關(guān)單位及施工人員則必須及時(shí)采取針對性的措施，積極消除較大不均勻沉降現(xiàn)象，將這一問題消滅在萌芽中。

按照上述內(nèi)容，明確單節(jié)柱偏移值和偏移方向之后，通過對單節(jié)柱的垂直度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，使其偏移量在左右或前后允許的范圍之內(nèi)。換句話來說，也就是通過人為的方式，將鋼結(jié)構(gòu)垂直度向相反的方向適當(dāng)調(diào)節(jié)，并通過梁結(jié)構(gòu)的翼板焊接進(jìn)行微調(diào)控制。

將完成調(diào)節(jié)之后的各個(gè)單節(jié)柱頂端偏移量，按照圖1所示的方法繪制成兩個(gè)方向上的整體垂直度圖像，從而為后續(xù)施工提供更加直觀的偏移傾向數(shù)據(jù)，確保垂直度偏差不超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。按照上述流程進(jìn)行相關(guān)操作，就可以實(shí)現(xiàn)對鋼結(jié)構(gòu)整體垂直度的有效調(diào)節(jié)，確保施工過程中鋼結(jié)構(gòu)始終處于受控狀態(tài)，推動(dòng)施工進(jìn)程的順利高效開展。

2" "實(shí)例應(yīng)用分析

完成對鋼結(jié)構(gòu)施工垂直度控制方法的理論設(shè)計(jì)之后，需要在實(shí)際民用建筑施工項(xiàng)目中，驗(yàn)證其應(yīng)用效果。某民用建筑鋼結(jié)構(gòu)整體施工過程中，引入本文上述所提出的控制方法，并且通過對最終鋼結(jié)構(gòu)垂直度測定，驗(yàn)證了其在實(shí)際施工應(yīng)用過程中的可行性。

該居民建筑的建筑總面積為16.28萬m2，其中包含地下室面積共4.62萬m2。其中，包括1-1、1-2、2-1、2-2共4棟樓，均為鋼結(jié)構(gòu)建筑。鋼結(jié)構(gòu)的組成主要包括箱型鋼柱結(jié)構(gòu)、鋼梁結(jié)構(gòu)、斜支撐結(jié)構(gòu)等。所有的鋼結(jié)構(gòu)均完全按照深化設(shè)計(jì)圖紙，來完成生產(chǎn)制造和加工工作，進(jìn)而將其運(yùn)輸?shù)较嚓P(guān)施工的現(xiàn)場，最終完成裝配安裝工作任務(wù)。

按照本文上述論述內(nèi)容完成施工之后，相關(guān)工作人員針對不同位置上的鋼結(jié)構(gòu)垂直度進(jìn)行抽樣調(diào)查，并按照本文論述的內(nèi)容，積極完成了對鋼結(jié)構(gòu)垂直度的科學(xué)計(jì)算。將該鋼結(jié)構(gòu)的垂直度與規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)中鋼結(jié)構(gòu)垂直度幅度變化范圍作為依據(jù)，如果其超出規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)中鋼結(jié)構(gòu)的垂直范圍，則說明這種鋼結(jié)構(gòu)垂直度并不符合設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)要求;反之，如果沒有超過規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的范圍，則可證明此鋼結(jié)構(gòu)垂直度符合設(shè)計(jì)要求。基于本文控制方法下鋼結(jié)構(gòu)垂直度抽查結(jié)果如表1所示。

從表1中抽查得出的結(jié)果可以看出，在本文控制方法下，完成對鋼結(jié)構(gòu)的施工在各個(gè)結(jié)構(gòu)位置上的合格率均超過95%，平均合格率更是高達(dá)了98.266%。這一數(shù)據(jù)結(jié)果較為理想，能夠充分滿足民用建筑鋼結(jié)構(gòu)施工質(zhì)檢的相關(guān)要求，為促進(jìn)民用建筑整體施工質(zhì)量與施工效率的提升奠定了基礎(chǔ)性條件。

3" "結(jié)語

針對當(dāng)前時(shí)期民用建筑施工過程中，鋼結(jié)構(gòu)施工垂直度無法滿足施工質(zhì)量要求這一問題，將垂直度作為基準(zhǔn)，對其開展施工控制的深入研究。在實(shí)際施工過程中，相關(guān)單位及工作人員除了需要按照本文上述論述內(nèi)容，完成施工以外，還應(yīng)在鋼結(jié)構(gòu)安裝過程中，對其柱的整體垂直度進(jìn)行科學(xué)控制。通過采用這種方式，可有效防止建筑鋼結(jié)構(gòu)施工過程中出現(xiàn)垂偏問題，從而在確保安全施工的前提條件下，實(shí)現(xiàn)對高層民用建筑施工質(zhì)量與施工效率的有效提升，降低施工的危險(xiǎn)系數(shù)，促進(jìn)工程的建設(shè)順利展開。

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