1.常规做法
将耳板用双夹板进行连接,并用安装螺栓固定,现场一般需要大量工作来纠正错位,调整垂直度。
图2 传统的矩形钢管柱工地连接形式
图3 现场千斤顶调整偏差
图4 纠偏后的钢柱和焊接后的耳板割除
“耳板+双夹板”有什么优点呢?
在耳板预焊于钢柱后,施工现场只需用连接夹板和螺栓进行定位,再配合经纬仪和千斤顶调整垂直度,已经是非常成熟的工艺了。避免了传统焊接或缆风绳调整的费力耗时作业。
图5 圆管柱耳板切割完成后的效果
这种工艺适用性强,H型柱、箱型柱、圆管柱等截面类型都能用。另外,耳板本身可兼作吊装孔,无需额外设置吊耳,一耳两用。
“耳板+双夹板”的工艺有什么缺点呢?
耳板和双夹板的制作和安装需要较高的精度要求。如果工厂制作的耳板尺寸或位置存在偏差,现场调整会非常困难。如果预留孔多大,会带来安全度上的不足。
其次,耳板焊接完成后需要切割处理,这不仅增加了工作量,还会产生废料,且切割面需要打磨处理。
日本的双夹板要求
多半是因为担心施工过程中发生地震的可能,所以在耳板+双夹板的工艺中,要求使用高强螺栓的使用不少于一定数量,那么螺栓孔就不能留大了。
图7 此处双夹板与耳板全采用了扭剪型高强度螺栓固定
2. 新做法一
在以上这种要求背景下,新的安装夹具就被开发出来了,说是新做法,其实在日本应用也有二十多年了。这项技术叫 “TATEKATA ACE”工法,属于日商特科能公司(Tecnos Co.,Ltd. )
图8 “TATEKATA ACE”实物照片
图9 “TATEKATA ACE”工法介绍
这项技术有以下功能:
①导向功能
②防止倾倒
③柱位偏差调整
④垂直度调整
⑤水准高程调整
⑥可上下逆倒使用
图10 “TATEKATA ACE”工法具体尺寸及构造细节
安装夹具用于固定上部立柱并通过螺栓调整其位置和角度。先将打开的夹具安装在下部立柱上,再落下上部立柱,拧紧防倾倒螺栓。通过调节螺栓可纠正位置偏差和垂直度。竖立柱子并安装横梁后,完成最终调整,然后进行全熔透焊接。
3. 新做法二
使用液压夹具来进行调整。
图11 液压夹具的构造及种类
液压系统 可通过相对小巧的设备产生巨大的力。这让即使是很重的钢柱也能够平稳、精确地进行微调。这种高度可控性对于需要精确到毫米级的建筑施工,非常方便调节。
图12 液压夹具的调节方式
这种液压系统最大承载 20 吨,调节行程 15 毫米。传统方法需要多名工人调整钢缆张力和操作千斤顶,而采用液压和遥控技术后,只需一名工人即可完成操作。这不仅节省了人力,还降低了施工成本。
4. 小结
日本的钢结构建筑占比和木结构,是不相上下的。预制PC因为价格贵,占比其实是很小的。
在钢结构建筑的细节上,经历了从1960年到现在,60多年的发展,数次大地震的考验,不得不说他们做了大量的研究实践工作,很值得借鉴学习。
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