Kontrolle der Vertikalität bei der Montage von Stahlkonstruktionen in Hochhäusern

Im Hinblick auf Maßnahmen zur Kontrolle der Vertikalität bei der Montage von Stahlkonstruktionen in Hochhäusern stützt sich dieser Artikel auf die „Normen für die Qualitätsabnahme bei der Errichtung von Stahlkonstruktionen“ und die Methoden zur Gewährleistung der Vertikalität bei der Montage von Stahlkonstruktionen analysiert und anschließend Kontrollmaßnahmen sowie wichtige zu beachtende Punkte für den vertikalen Montageprozess von Stahlkonstruktionen vorgeschlagen. Bei der Umsetzung und Kontrolle der Vertikalität bei der Montage von Stahlkonstruktionen in Hochhäusern bestehen jedoch während der Bauphase keine einheitlichen Standards zwischen den verschiedenen Beteiligten. Für die vertikale Kontrolle von Stahlkonstruktionen in Hochhäusern sind in den „Normen für die Qualitätsabnahme bei der Errichtung von Stahlkonstruktionen“ drei Aspekte klar festgelegt: die Vertikalität einzelner Säulenabschnitte, die Gesamtvertikalität der Hauptkonstruktion sowie die Gesamtverformung in der Ebene. Die Gesamtvertikalität der Hauptkonstruktion und die Gesamtverformung in der Ebene sind verbindliche Vorschriften, deren strikte Einhaltung während der Bauausführung erforderlich ist. Die Gesamtverformung in der Ebene ist im Hinblick auf die Gesamtvertikalität der Hauptkonstruktion ein wichtiger Indikator. Sie spiegelt die Gesamtvertikalität der Hauptkonstruktion wider und dient zur Kontrolle der Position der Oberkante jeder Stützenreihe auf der jeweiligen Montageebene, um sicherzustellen, dass die Verbindungslinie der Verschiebungen an dieser Stelle weder eine Ausbeulung noch eine Einbeulung aufweist. Wenn die Verschiebungsrichtungen der Stützenoberkanten innerhalb einer Stützenreihe voneinander abweichen, entsteht keine Gesamtverkrümmung in der Ebene, sondern eine unregelmäßige lokale Verkrümmung. In diesem Artikel konzentrieren wir uns speziell auf die Untersuchung und Erörterung der Vertikalität einzelner Stützenabschnitte sowie der Gesamtvertikalität der Hauptkonstruktion. Was die Vorteile von Stahlkonstruktionen betrifft, so bietet deren Einsatz im Hochbau zahlreiche Vorzüge, die sich vor allem in den folgenden Aspekten zeigen: Erstens sind Stahlkonstruktionen im Vergleich zu anderen Materialien leichter, was sowohl den Transport als auch die Montage erheblich erleichtert; zweitens weisen Stahlkonstruktionen eine relativ gute Erdbebensicherheit auf; Drittens: Stahl zeichnet sich durch hervorragende Zähigkeit und Plastizität aus; bei der Verwendung von Stahl während der Bauphase kommt es nicht zu Brüchen aufgrund vorübergehender Überlastung; viertens: Es gibt eine große Vielfalt an Stahlkonstruktionen, wodurch die Auswahlmöglichkeiten kaum eingeschränkt sind; Fünftens: Die Verbindungen bei Stahlkonstruktionen erfolgen in der Regel durch Verschraubung, was nicht nur den Transport der Stahlkonstruktion, sondern auch die Bauausführung erleichtert; Sechstens: Der Einsatz von Stahlkonstruktionen ist geräuscharm, verursacht wenig Staub und erzeugt relativ wenig Abfall; zudem ist Stahl ein recycelbares Material; Siebtens: Stahlkonstruktionen sind kostengünstig, und ihr Einsatz ermöglicht eine effektive Einsparung von Baukosten; Achtens: Die Stahlbauindustrie in China ist gut entwickelt, und die hergestellten Stahlkonstruktionen weisen eine sehr hohe Qualität auf. 2 Methoden zur Kontrolle der Lotrechtigkeit von Stützen, 2.1 Montage- und Korrekturverfahren auf Basis der Lotrechtigkeit, (1) Kontrolle der Säulenachse: Bei der Kontrolle der Säulenachse sind die folgenden drei Grundsätze zu beachten: Erstens: Die Verdrehung und die Achsenverschiebung des Säulenkopfes sind anhand der Abweichung der Mittellinien der drei Seitenflächen des Säulenkopfes auf der Montageebene von der Positionierungsachse zu bestimmen. In den „Normen für die Qualitätsabnahme bei der Errichtung von Stahlkonstruktionen“ ist klar festgelegt, dass die Lotrechtigkeit einer einzelnen Säule anhand der Verschiebung der Achse am Säulenkopf beurteilt wird, wobei die Torsionsverformung der Säule keinen Einfluss auf die Achsenverschiebung hat. Zweitens: Ist die Abweichung des Säulenkopfes auf der Montageebene zu groß, muss der Säulenfuß angepasst werden; nach der Anpassung darf der Fehler den vorgeschriebenen Wert von 3,0 mm nicht überschreiten. Drittens: Sollte der Versatzwert nach der Justierung die vorgeschriebenen Grenzwerte überschreiten, muss bei der Montage des darüberliegenden Säulensegments erneut eine Justierung vorgenommen werden. Zur Achsenkontrolle gilt Folgendes: Erstens werden an den Seiten der Ober- und Unterseite jedes zu montierenden Säulensegments Mittellinien angebracht. Zweitens wird an der Seite des Säulenkopfes auf der Montageebene eine Ausrichtungsachse angebracht. (2) Die Lotrechtigkeit einzelner Säulenabschnitte ist zu kontrollieren. Für die Lotrechtigkeit einzelner Säulenabschnitte gelten während der Montage bestimmte Vorgaben. Jeder zu montierende Säulenabschnitt muss vor der Montage lotrecht ausgerichtet sein, d. h., es sind zwei Theodolite zu verwenden, um die Mittellinien der beiden benachbarten Seitenflächen am oberen und unteren Ende der Säule auszurichten; und die vollständige Übereinstimmung der Mittellinien gewährleistet die Einhaltung der Anforderungen. Zwar sind die zu montierenden Säulen vor der Montage alle senkrecht, doch nach der Montage, dem Schweißen sowie dem Verschweißen der Säulenköpfe kommt es dennoch zu Verschiebungen und Verdrehungen der Säulenköpfe. Die Verdrehungen sind jedoch hauptsächlich auf Fertigungsfehler sowie auf Spannungen zurückzuführen, die während des Transports entstanden sind. Betrachtet man die vertikale Ausrichtung des Gesamtbauwerks, so kann bei der Montage einzelner Säulenabschnitte deren vertikale Abweichung angemessen korrigiert werden, d. h. die vertikale Ausrichtung der einzelnen Säulenabschnitte wird innerhalb des zulässigen Bereichs für Achsenabweichungen angepasst. 2.2 Bei der Montagekorrekturmethode, bei der die Ausrichtungsachse der Säulenspitze als Bezugspunkt dient, werden bei der Montage der Säule zwei Totalstationen eingesetzt, um die Koordinaten der Kontrollpunkte an den benachbarten Seiten der Säulenspitze (die Kontrollpunkte werden in der Regel auf der Mittellinie der Säulenspitze angelegt) zu vermessen, bis die Koordinaten der Kontrollpunkte mit den Konstruktionskoordinaten übereinstimmen; die Säulenbasis und der Kopf des darunterliegenden Säulensegments müssen ausgerichtet sein; hinsichtlich der Lotrechtigkeit der Säule bestehen keine Anforderungen an die Kontrolle. Da während des Montageprozesses die Lotrechtigkeit der einzelnen Säulensektionen nicht kontrolliert wird, muss nach Abschluss der Montage unbedingt eine Prüfung gemäß den einschlägigen Bestimmungen der „Norm für die Qualitätsabnahme bei der Errichtung von Stahlkonstruktionen“ durchgeführt werden, um zu überprüfen, ob die Lotrechtigkeit den Anforderungen der Norm entspricht; darüber hinaus müssen die Abweichungsdaten der Achsen der einzelnen Säulenköpfe auf der Montageebene gegenüber der Referenzachse geprüft werden. 1) Bei der Montage einzelner Säulenabschnitte ist sicherzustellen, dass die Achsenkoordinaten der Säulenoberkante mit den Konstruktionskoordinaten übereinstimmen; die Achse der Säulenoberkante wird als abweichungsfrei betrachtet, und die Säule steht senkrecht.