Hướng dẫn lắp đặt và lắp đặt kết cấu thép

Giai đoạn một: Lập kế hoạch trước khi lắp dựng, xác minh nền móng và kiểm soát hướng tuyến

Quá trình lắp ráp kết cấu thép thành công bắt đầu từ rất lâu trước khi dầm đầu tiên được nâng lên, với kế hoạch lắp dựng tỉ mỉ nhằm điều chỉnh trình tự sản xuất, tiếp cận cần trục và giai đoạn lắp đặt. Trước khi bất kỳ loại thép nào đến công trường, kỹ sư của người lắp dựng phải chuẩn bị kế hoạch lắp dựng chi tiết bao gồm trình tự lấy hàng, các yêu cầu giằng tạm thời, quy trình kết nối và các biện pháp an toàn. Sự sẵn sàng của nền móng được xác minh bằng cách khảo sát vị trí bu lông neo, độ cao và hình chiếu ren so với bản vẽ kết cấu—giới hạn AISC đối với vị trí nhóm bu lông và đường thẳng đứng chặt chẽ hơn giới hạn ACI 117 và tài liệu hợp đồng phải nêu rõ tiêu chuẩn nào chi phối trước khi bắt đầu công việc làm móng. Sau khi chuẩn bị nền móng, trình tự đầu tiên được tiến hành bằng cách đặt đai ốc hoặc miếng chêm cân bằng dưới mỗi tấm đế cột, sau đó là lắp đặt cột với hệ giằng tạm thời để duy trì độ thẳng và độ thẳng. Quy trình lắp dựng chung như sau: lắp đặt bu lông neo, lắp đặt tấm đế, lắp dựng cột, đặt dầm và dầm, lắp đặt dầm và sàn, sau đó siết chặt các kết nối và hệ thống ống nước cuối cùng. Đối với các công trình lớn hoặc nhiều tầng, quy trình được tổ chức để xây dựng theo từng khoang hoặc từng phần, với các khu vực ổn định đã hoàn thiện được sử dụng làm nền tảng cho các thang máy tiếp theo. Cách tiếp cận theo giai đoạn này đảm bảo cấu trúc vẫn ổn định và thẳng hàng trong suốt quá trình lắp ráp, ngăn ngừa biến dạng tăng dần.

Giai đoạn hai: Lắp đặt bu lông cường độ cao và siết chặt kết nối

Sau khi các bộ phận chính được định vị và đỡ tạm thời, các kết nối cố định được cố định chủ yếu bằng cách bắt vít, bằng cách hàn tại chỗ nếu được chỉ định. Các bu lông kết cấu cường độ cao (tương đương ASTM A325, A490 hoặc A325 Metric) phải được siết chặt đến ít nhất 70% độ bền kéo yêu cầu tối thiểu để đạt được lực kẹp thích hợp trong các mối nối chịu lực hoặc chịu trượt. Phương pháp vặn đai ốc là kỹ thuật hiện trường phổ biến và đáng tin cậy nhất: sau khi đưa tất cả bu lông về trạng thái vừa khít—trong đó tất cả các lớp của mối nối đều tiếp xúc chắc chắn—đai ốc được quay theo một góc quy định (thường là 1/2 đến 2/3 vòng, tùy thuộc vào chiều dài và hình dạng bu lông, như được quy định trong RCSC A348-20W, Bảng 8.1). Việc đánh dấu khớp đai ốc và điểm bu lông nhô ra trước khi siết chặt lần cuối cho phép người kiểm tra xác minh trực quan đã đạt được độ quay của đai ốc. Phương pháp cờ lê hiệu chỉnh cung cấp một giải pháp thay thế bằng cách sử dụng cờ lê lực được hiệu chỉnh theo lô bu lông và điều kiện bôi trơn cụ thể, thường yêu cầu siết chặt hai giai đoạn với mômen xoắn cuối cùng được áp dụng từ điều kiện khít. Phương pháp chỉ báo độ căng trực tiếp (DTI) sử dụng vòng đệm nén có phần nhô ra làm phẳng đến một khe hở xác định khi đạt độ căng chính xác, giúp xác nhận kiểm tra bằng mắt. GB/T 32076.10-2018 quy định rằng sai số hiệu chỉnh của cờ lê lực không được vượt quá ±4% và việc siết chặt ban đầu phải được thực hiện ở mức 50% mômen xoắn cuối cùng. Đối với việc bắt bu lông, tổ hợp điều khiển bằng mô-men xoắn thường yêu cầu siết chặt hai giai đoạn với các giá trị lực dọc trục quy định được xác minh sau khi lắp đặt. Sau khi siết chặt, việc kiểm tra phải xác minh các dấu xoay của bu lông, sự ăn khớp của ren (2 đến 3 ren lộ ra ngoài) và không có ốc vít nào bị lỏng khi các bu lông liền kề được siết chặt. Khi cần hàn tại hiện trường, tất cả thợ hàn và người vận hành hàn phải có trình độ chuyên môn theo AWS D1.1 hoặc mã hiện hành, đồng thời thử nghiệm không phá hủy (NDT) các mối hàn tại hiện trường phải tuân theo kế hoạch kiểm tra đã được phê duyệt như một phần của chương trình kiểm soát chất lượng.

Giai đoạn ba: Ổn định kết cấu, Kiểm soát an toàn và nghiệm thu cuối cùng

Khi khung nâng lên, việc duy trì độ ổn định là rất quan trọng vì cấu trúc được lắp ráp khi chưa hoàn thiện—các bộ phận nặng được nâng vào đúng vị trí, các kết nối chỉ được cố định một phần và khung phải duy trì ổn định lâu dài trước khi đạt được hình dạng cuối cùng. Hệ giằng tạm thời (dây cáp, dầm hoặc khung đỡ) phải được lắp đặt ngay sau mỗi lần nâng tới hạn để tránh rung lắc trước khi các bộ phận phụ mang lại sự ổn định lâu dài. Dây buộc dành cho thợ sắt phải được cung cấp trên các cột thép cao hơn 15 feet so với sàn cho đến khi được kết nối vĩnh viễn và đội lắp dựng phải tuân thủ OSHA 29 CFR 1926.750 phần phụ R và các quy định hiện hành của địa phương. Trong quá trình lắp dựng, giám sát khảo sát liên tục sẽ xác minh độ thẳng của cột, độ cao của dầm và độ thẳng hàng tổng thể so với dung sai hình học được chỉ định, bằng xác minh bằng laser hoặc tổng đài sau khi mỗi khoang chính được thiết lập. Sau khi lắp dựng hoàn chỉnh và trước khi phun vữa, nhà thầu kiểm soát phải xác nhận các cột đã được điều chỉnh theo giới hạn về độ thẳng đứng và độ cao, đồng thời các tấm đế đã được san bằng bằng các đai ốc hoặc miếng chêm có thể điều chỉnh được, duy trì khe hở vữa cần thiết giữa tấm đế và móng. Việc rót vữa tuân theo thông lệ tiêu chuẩn: bề mặt móng được làm sạch, ván khuôn được đặt xung quanh chu vi của tấm đế và vữa không co ngót cường độ cao được đổ để tạo khả năng chịu lực đồng đều dưới tấm sau khi kiểm tra độ thẳng hàng của cột cuối cùng. Việc nghiệm thu cuối cùng của kết cấu thép đã lắp dựng bao gồm nhiều bước xác minh: kiểm tra kích thước so với thông số kỹ thuật thực hiện lắp dựng xác định các giới hạn chấp nhận để nhận dạng, truy xuất nguồn gốc, dung sai hình học, các tùy chọn và mức độ thực hiện. Đối với các dự án quan trọng hoặc thiết kế phức tạp, có thể cần phải thử nghiệm tải trọng theo ASCE/SEI 76-23, liên quan đến việc duy trì tải trọng thử nghiệm trong tối thiểu 24 giờ đồng thời theo dõi độ võng và kiểm tra các dấu hiệu hư hỏng trước khi chấp nhận. Sau khi nghiệm thu, tài liệu hoàn công và tuyên bố về sự phù hợp với đặc điểm kỹ thuật của dự án sẽ được hoàn thiện, cung cấp khả năng truy xuất nguồn gốc đầy đủ cho khung kết cấu đã hoàn thành.