钢结构厂房施工中钢柱垂直度偏差超标该如何校正?钢结构厂房施工时高强螺栓连接?
一、钢结构厂房施工中钢柱垂直度偏差超标该如何校正
钢柱垂直度是构安全的关键指标(规范要求单层柱垂直度偏差≤H/1000 且≤15mm,H 为柱高),偏差超标需根据偏差程度(轻微、中度、严重)及钢柱类型(实腹柱、格构柱)选择校正方法:
1. 轻微偏差(偏差值 5-10mm)
微调法(适用于未完全固定的钢柱):
若钢柱底部螺栓已紧固但偏差较小,用千斤顶配合钢楔调整:在钢柱倾斜方向的对侧底部垫入 2-3 块钢楔(厚度 5-10mm,材质 Q235),用 10-20t 千斤顶顶推钢柱顶部(顶推点需垫钢板避免局部变形),边顶推边测量垂直度(用全站仪或经纬仪实时监测),直至偏差符合要求;
调整后在钢楔两侧点焊固定(每侧焊接长度≥50mm),并在柱脚间隙灌注无收缩水泥砂浆(强度等级≥C40),待砂浆达到设计强度后割除多余钢楔。
缆风绳调整法(适用于高柱或格构柱):
在钢柱顶部对称设置 4 根缆风绳(直径≥12mm 钢丝绳),通过收紧倾斜方向对侧的缆风绳(用手拉葫芦施加拉力),同时放松同侧缆风绳,逐步校正垂直度;
校正过程中每调整 50mm 测量一次,避免过度调整导致反向偏差,固定后将缆风绳锚固在专用地锚上(地锚抗拔力≥5t)。
2. 中度偏差(偏差值 10-20mm)
火焰矫正法(适用于实腹钢柱):
确定加热位置:在钢柱倾斜方向的凸侧(即柱身弯曲的外侧)选取 2-3 个加热点(每点面积约 100×100mm),加热温度控制在 600-800℃(呈樱红色,避免超过 900℃导致钢材性能下降);
加热方式:采用点状加热,用氧乙炔焰快速加热至目标温度后自然冷却,利用钢材冷却收缩产生的应力矫正偏差(每加热一次可矫正 3-5mm),必要时重复加热(同一位置加热不超过 2 次);
辅助措施:加热时用冷水浇淋对侧未加热区域(加速冷却收缩),但需避免骤冷导致钢材脆化。
柱底螺栓调整法(适用于螺栓连接柱脚):
松开柱底紧固螺栓(保留 2-3 颗螺栓承受竖向荷载),在螺栓孔与螺栓的间隙中插入薄钢板(厚度根据偏差值计算,如 10mm 偏差插入 8-10mm 钢板),调整钢柱至垂直后重新紧固螺栓;
若螺栓孔间隙不足,可采用扩孔处理(扩孔直径不超过原直径 1.2 倍),但需更换加大直径的螺栓(强度等级不变),并在扩孔处焊接补强钢板(厚度≥10mm)。
3. 严重偏差(偏差值>20mm 或伴随弯曲变形)
顶升复位法(需专业设备配合):
用液压同步顶升系统(如 4 台 50t 千斤顶)均匀顶起钢柱底部(顶升高度≤50mm),在柱脚下方垫入楔形钢板(根据偏差值计算厚度),缓慢回落钢柱,通过调整垫片厚度校正垂直度;
顶升过程中需监测钢柱沉降(各点沉降差≤2mm),避免因受力不均导致钢柱弯曲,校正后焊接柱脚与基础预埋件(满焊,焊脚高度≥8mm)。
局部加固后矫正(适用于变形钢柱):
对钢柱弯曲部位进行加固:在柱身两侧焊接加劲肋(厚度≥柱翼缘厚度),增强局部刚度;
采用机械矫正(如用型钢矫正机)或火焰矫正结合机械力的方式,逐步消除变形,矫正后切除临时加劲肋,打磨焊疤至平整。
4. 校正后的验收与预防
校正后需用全站仪复测垂直度,偏差符合规范后方可进行后续安装(如屋面梁连接);
预防措施:钢柱安装前检查基础轴线和标高(偏差≤3mm),安装时设置临时支撑(如刚性斜撑)固定,大风天气暂停吊装,避免安装过程中因外力导致偏差。
二、钢结构厂房施工时高强螺栓连接的常见问题及处理
高强螺栓连接需满足预拉力和摩擦力传递要求,施工中常见问题及处理方法如下:
1. 螺栓终拧扭矩不合格(扭矩过大或过小)
原因:扭矩扳手未校准(误差超过 ±5%)、操作人员经验不足导致拧紧过度或不足,或螺栓丝扣有油污影响预拉力。
处理:
对扭矩过小的螺栓:用校准后的扭矩扳手重新终拧(按设计扭矩值,如 M20 螺栓终拧扭矩约 460-500N・m),记录复拧数据;
对扭矩过大的螺栓:若未超过设计扭矩 1.2 倍,且螺栓无塑性变形,可保留使用;若超过或螺栓有裂纹(用磁粉探伤检测),需更换新螺栓(同一节点更换数量不超过 50%,且需对称更换);
清理丝扣油污:用工业酒精擦拭螺栓和螺母丝扣,确保摩擦面干燥(摩擦面抗滑移系数需符合设计要求,如喷砂处理面≥0.45)。
2. 螺栓孔错位(螺栓无法穿入)
原因:构件制作偏差(如孔位偏差>1mm)、安装时构件轴线偏移,导致螺栓孔中心距偏差超过规范(≤1mm)。
处理:
轻微错位(偏差 1-3mm):用铰刀扩孔(扩孔后直径不超过螺栓直径 + 2mm),扩孔后清理铁屑,检查孔壁有无裂纹;
严重错位(偏差>3mm):严禁强行穿入螺栓(避免螺栓弯曲或构件变形),需在原孔位附近重新钻孔(新孔与原孔距离≥100mm),并焊接补强钢板(覆盖新旧孔,厚度≥10mm),报废原孔(用螺栓填塞后焊接)。
3. 摩擦面处理不当(抗滑移系数不足)
原因:摩擦面有油漆、铁锈、油污,或处理方式不符合设计要求(如设计要求喷砂却采用手工除锈)。
处理:
清除表面杂物:用钢丝刷、砂纸打磨摩擦面,去除铁锈和油漆(露出金属光泽),用压缩空气吹扫粉尘;
重新处理摩擦面:若抗滑移系数检测不合格(如检测值 0.35<设计值 0.4),对摩擦面进行二次处理(如补喷砂、涂无机富锌漆),重新检测合格后方可安装。
4. 螺栓外露丝扣不符合要求(过长或过短)
规范要求:终拧后螺栓外露丝扣应为 2-3 扣,外露 1 扣或 4 扣以上均不合格。
处理:
外露过长(>3 扣):若螺栓长度允许,可切除多余丝扣(保留 2-3 扣),打磨切口至光滑;若螺栓过长导致丝扣不足,需更换合适长度的螺栓;
外露过短(<1 扣):检查螺栓是否未拧紧到位,重新终拧至丝扣外露合格,若因螺栓过短,需整体更换(同一节点螺栓规格需一致)。
5. 连接节点间隙过大(构件接触面不贴合)
原因:构件变形(如翼缘板弯曲)、节点加工偏差,导致间隙>1mm。
处理:
间隙 1-3mm:在间隙处插入与构件同材质的薄钢板(厚度与间隙一致),钢板四周与构件焊接(间断焊,焊段长度 50mm,间距 100mm);
间隙>3mm:采用堆焊后打磨的方式处理(在构件接触面堆焊,打磨至平整),或更换变形构件,确保节点紧密贴合(用塞尺检查,塞入深度≤20mm)。
施工注意事项
高强螺栓需按批号复验扭矩系数(每批≤3000 套),合格后方可使用;
安装顺序:从节点中心向边缘对称拧紧,初拧扭矩为终拧扭矩的 50%,终拧后做好标记(如涂红漆),避免漏拧;
雨天或摩擦面潮湿时暂停施工,雨后需重新处理摩擦面(确保干燥),再进行螺栓拧紧。