Estruturas de aço são amplamente utilizados em modernos projetos de construção industrial e civil, e a qualidade da instalação afeta diretamente a segurança estrutural e a vida útil. No entanto, durante a construção real, problemas como desvios de posicionamento da fundação, parafusos de ancoragem danificados, instalação inadequada de placas de calço e verticalidade excessiva ou tolerâncias de elevação ocorrem frequentemente. Se estes problemas não forem identificados e resolvidos prontamente, poderão levar a atrasos no projecto, aumento de custos ou mesmo sérios riscos de segurança.
Fundada em 2003, Engenharia de Estrutura de Aço HB Co., Ltd. tem aderido consistentemente à filosofia empresarial de "Servir Proprietários, Servir Projetos e Servir Operações", juntamente com o princípio de gestão de "Empresa Orientada à Marca, Projetos Orientados à Qualidade e Funcionários Orientados à Integridade". Com um sistema de gestão maduro, equipes de projeto profissionais e forte conhecimento técnico, a empresa oferece aos clientes serviços completos de EPC prontos para uso, abrangendo projeto, construção e suporte pós-venda. Com base na extensa experiência em projetos, o seguinte resume sete problemas típicos de instalação de estruturas de aço, juntamente com suas medidas preventivas e corretivas, para referência por profissionais da indústria em todo o mundo.
I. Desvio Excessivo nos Eixos de Posicionamento da Fundação e Elevação da Superfície de Apoio
Os eixos de posicionamento da fundação e a elevação das superfícies de apoio dos pilares de aço excedem a tolerância permitida especificada pelas normas. As causas comuns incluem erros na rede de controle de levantamento de fundação, marcação de layout e trabalho de nivelamento; rigidez insuficiente da fôrma de fundação, resultando em deslocamento durante a concretagem ou vibração; instrumentos de medição não calibrados, como fitas de aço, teodolitos e níveis, causando erros sistemáticos; interpretação incorreta de desenhos e verificação inadequada da localização dos eixos; falha na execução de espátula secundária e nivelamento da superfície de apoio da fundação, levando ao encolhimento e recalque; e medidas de fixação inadequadas para placas ou suportes de aço embutidos. Tais desvios afetam diretamente a precisão da instalação das colunas de aço e a qualidade estrutural geral.
Medidas Preventivas e Corretivas:
1. Todos os instrumentos e ferramentas de medição utilizados para levantamento de fundações, marcação de layout e nivelamento devem fornecer precisão confiável e devem ser calibrados ou verificados por agências de metrologia autorizadas antes do uso para evitar erros cumulativos.
2. A fôrma de fundação deve ter resistência e rigidez suficientes. Durante a concretagem, devem ser evitados impactos na fôrma. Os eixos de posicionamento e elevações devem ser verificados regularmente durante a concretagem, e os trabalhos devem parar imediatamente caso sejam detectados desvios. Antes da pega final, a superfície do concreto deverá ser submetida a uma segunda espátula e nivelamento. Placas ou suportes de aço embutidos também devem passar por verificações secundárias de elevação e nível e ser fixados com dispositivos de fixação dedicados.
3. Se o desvio for pequeno, ajustes podem ser feitos durante a instalação da coluna de aço, deslocando a base da coluna, ampliando os furos dos parafusos ou inserindo placas de calços. Se o desvio for grave e não puder ser corrigido no local, um plano corretivo deverá ser desenvolvido em conjunto pelas partes de projeto, supervisão e construção antes de prosseguir.
II. Danos às roscas dos parafusos de ancoragem
As roscas dos parafusos de ancoragem danificadas podem impedir que as porcas sejam devidamente apertadas durante a instalação da coluna de aço. As causas comuns incluem danos por impacto durante o transporte e descarga, corrosão severa causada por armazenamento inadequado, falta de medidas de proteção após a incorporação, queimaduras de arco resultantes do uso dos parafusos como conexões de aterramento de soldagem ou uso indevido de parafusos como pontos de ancoragem para puxar cabos. Roscas danificadas afetam diretamente o desempenho da fixação e reduzem a capacidade e estabilidade de transferência de carga estrutural.
Medidas Preventivas e Corretivas:
1. Durante o transporte e descarga, a proteção dos fios deve ser reforçada aplicando vaselina industrial e envolvendo os fios com filme plástico antes do armazenamento separado para evitar colisão com outros componentes.
2. Após a incorporação, os chumbadores não devem ser usados como suportes de flexão, conexões de aterramento para soldagem ou pontos de suporte de carga para puxar cabos. O impacto lateral durante as operações de elevação também deve ser evitado.
3. Se o comprimento da rosca danificada não exceder o comprimento efetivo da rosca, as roscas poderão ser reparadas com uma lima de aço. Se o dano exceder o comprimento efetivo, a seção danificada poderá ser removida e substituída por uma seção roscada recém-usinada do mesmo material e especificação, soldada no lugar e reforçada com uma luva de aço. Se o diâmetro do parafuso reparado exceder o diâmetro do furo da placa de base, o furo poderá ser ampliado adequadamente.
III. Instalação inadequada das placas de calço de argamassa da base da coluna
As placas de calço instaladas abaixo das bases dos pilares são às vezes colocadas arbitrariamente, com elevações, nivelamento e posicionamento que não atendem aos requisitos de projeto e especificação. As causas incluem falha no nivelamento da superfície da fundação antes de colocar as placas de calço, resultando em distribuição desigual de carga e disposição inadequada das placas de calço que impede que a placa de base, as placas de calço e a fundação compartilhem as cargas de maneira uniforme. A instalação inadequada da placa de calço pode reduzir o desempenho de suporte de carga das colunas de aço e afetar a estabilidade da estrutura superior.
Medidas Preventivas e Corretivas:
1. As placas de calço e a superfície da fundação devem ser firmemente unidas através de uma camada de argamassa. As superfícies irregulares da fundação devem ser lascadas e niveladas antes da instalação.
2. As placas de calço devem ser dispostas de acordo com a distribuição de carga da placa de base da coluna, normalmente abaixo do centro da placa de base e perto de áreas de carga concentrada ou chumbadores, garantindo uma transferência de carga uniforme e evitando concentrações de tensão localizadas.
3. A área dos calços deve ser determinada através de cálculo. As placas de calço são geralmente combinadas em uma faixa de espessura de 4 a 25 mm, com no máximo três placas por grupo. As placas de calço para argamassa são normalmente feitas de placas de aço com 10-12 mm de espessura, 100-300 mm de comprimento e 50-120 mm de largura. Para o rejuntamento deve ser utilizada argamassa de cimento antirretrátil com resistência à compressão não inferior a 30 MPa. A elevação e o nivelamento devem ser cuidadosamente controlados dentro das tolerâncias especificadas. Ferrugem, óleo e rebarbas devem ser removidas antes do rejuntamento. Após a instalação, o conjunto da placa de calço deve estender-se aproximadamente 10-20 mm além da borda da placa de base.
4. Falha na inspeção das fundações antes da instalação da coluna de aço
Em alguns casos, os pilares de aço são instalados sem primeiro inspecionar os eixos da fundação, elevações, localizações dos chumbadores, elevações e qualidade do concreto. Isto pode permitir que desvios excessivos permaneçam sem correção, levando a dificuldades de instalação, aumento do estresse de instalação, precisão reduzida e riscos ocultos de qualidade.
Medidas Preventivas:
Antes da instalação da coluna de aço, as linhas de controle de posicionamento do edifício, eixos de fundação, elevações, localizações dos parafusos de ancoragem, elevações e qualidade do concreto da fundação devem ser inspecionados minuciosamente. Quaisquer desvios que excedam as tolerâncias permitidas devem ser corrigidos antes da instalação. A inspeção de elevação deve incluir a comparação entre os dados medidos e as dimensões e elevações pré-inspecionadas dos pilares de aço. Os erros devem ser eliminados através de ajustes nas placas de calço da base de argamassa ou nas porcas dos chumbadores. As tolerâncias permitidas para superfícies de apoio da fundação, posições dos parafusos de ancoragem e instalações de placas de calço devem estar em conformidade com as especificações relevantes. Quaisquer defeitos de qualidade do concreto devem ser tratados de acordo com os regulamentos.
V. Falha na inspeção das dimensões, deformações e defeitos de qualidade dos componentes de aço antes da instalação
Antes da instalação estrutural, alguns projetos não inspecionam as dimensões dos componentes de aço ou abordam deformações e defeitos de qualidade. Embora os componentes sejam inspecionados antes de saírem da fábrica, podem ocorrer omissões e podem ocorrer deformações ou danos adicionais durante o transporte e armazenamento. Se não forem identificados antes da instalação, estes problemas podem afetar a qualidade estrutural e até resultar em defeitos permanentes.
Medidas Preventivas:
Os componentes de aço devem ser cuidadosamente inspecionados antes da instalação. Os itens de inspeção devem incluir a verificação dos modelos e quantidades dos componentes; verificação de dimensões externas e dimensões relacionadas entre superfícies de rolamento e furos de instalação; marcação de linhas de referência de eixos de componentes; verificação de deformações e correção de eventuais defeitos; verificar a integridade e a precisão dimensional das placas de conexão, placas de emenda e acessórios; inspecionar a qualidade da superfície da zona de soldagem e as superfícies de atrito de conexões parafusadas de alta resistência; confirmar a integridade dos nós de conexão e marcar o centro de gravidade dos principais componentes; e verificação de contaminação ou danos na pintura nas superfícies dos componentes. Os registros de inspeção devem ser mantidos. Componentes com deformações ou defeitos que excedam as tolerâncias permitidas devem ser reparados e corrigidos no solo antes do levantamento e instalação.
VI. Desvio excessivo da verticalidade da coluna de aço
O desvio vertical das colunas de aço excede as tolerâncias de projeto ou especificação. As causas incluem controle inadequado de deformação durante a fabricação e soldagem, deformação por flexão não corrigida, rigidez insuficiente em colunas longas causando deformação elástica ou plástica sob forças externas, procedimentos de elevação ou sequências de instalação de painéis de telhado não razoáveis, e conexões forçadas causadas por desvios da extensão da treliça do telhado. O desvio excessivo de verticalidade afeta a transferência de carga estrutural e a estabilidade.
Medidas Preventivas e Corretivas:
1. Medidas de controle de deformação devem ser implementadas durante a montagem e soldagem da coluna de aço, e qualquer deformação deve ser corrigida imediatamente. Pontos de apoio adequados devem ser usados durante o transporte e armazenamento para evitar flexão devido ao peso próprio. Para colunas longas, os pontos de içamento geralmente devem estar localizados em aproximadamente dois terços do comprimento da coluna. Os desvios da extensão da treliça do telhado devem ser corrigidos antes da instalação para evitar montagem forçada.
2. Durante o posicionamento, os eixos longitudinal e transversal da placa de base do pilar devem alinhar-se precisamente com os eixos da fundação para evitar flexão do pilar causada pelo desvio do vão.
3. Depois de conectar as colunas de aço e as treliças do telhado, os painéis do telhado devem ser instalados simetricamente do centro da corda superior em direção a ambos os lados para evitar carregamento irregular. Sem a aprovação do projeto, as colunas de aço não devem ser utilizadas como pontos de ancoragem para tração horizontal ou levantamento vertical de componentes pesados.
4. Para pilares já instalados com desvio vertical excessivo, a deformação elástica pode recuperar após a remoção das forças externas. A deformação plástica pode ser corrigida adicionando suportes temporários acima da seção dobrada, fixando uma estrutura de reação lateral no local da dobra e usando macacos hidráulicos para endireitar. Para colunas com alta rigidez, o aquecimento por chama de oxiacetileno pode ser aplicado no lado convexo da área dobrada durante a correção do macaco.
VII. Desvio excessivo de elevação da coluna de aço
Após a instalação, a elevação ou posição relativa da altura das colunas de aço pode exceder as tolerâncias permitidas, resultando em alturas totais de colunas ou elevações de suporte inconsistentes. As causas comuns incluem elevações incorretas da fundação, desvios dimensionais de fabricação em colunas de aço e falha na coordenação dos ajustes de elevação da fundação com as dimensões reais da coluna de aço durante a instalação. Os desvios de elevação criam dificuldades significativas para a instalação e alinhamento de membros estruturais conectados, tornando a correção demorada e trabalhosa.
Medidas Preventivas e Corretivas:
1. Durante a construção da fundação, as elevações devem ser rigorosamente controladas e ajustadas de forma abrangente de acordo com os comprimentos reais das colunas de aço ou as dimensões de elevação das superfícies de apoio do suporte para garantir elevações de instalação consistentes.
2. Durante a fabricação, o comprimento total e as dimensões das colunas de aço devem ser rigorosamente controlados para evitar o acúmulo de tolerância positiva. Para colunas sem emendas, o processo de fabricação pode envolver primeiro a soldagem do corpo da coluna, deixando temporariamente a placa de base e a placa de cobertura sem solda. Se forem identificados desvios de comprimento, ajustes podem ser feitos antes da soldagem final da placa de base ou da placa de cobertura.
A instalação de estruturas metálicas é um processo sistemático de engenharia em que negligência em qualquer etapa pode causar impactos irreversíveis na qualidade estrutural final. Os sete problemas resumidos acima são comuns nos estaleiros de construção, mas as suas medidas preventivas são simples. A chave reside em estabelecer uma consciência rigorosa de pré-controlo de qualidade: os instrumentos de medição devem ser calibrados, deve ser concedido tempo suficiente para o nivelamento secundário da fundação, cada componente deve ser reinspecionado à chegada, os procedimentos de elevação devem ser planeados cientificamente e a montagem forçada ou a utilização inadequada de chumbadores deve ser estritamente proibida.
A experiência prática tem mostrado que implementar o controle de qualidade antes do início da instalação é muito mais econômico e confiável do que realizar trabalhos corretivos posteriormente. Espera-se que a experiência e as práticas resumidas neste artigo forneçam orientações valiosas para profissionais internacionais envolvidos no projeto, construção e gerenciamento de projetos de estruturas metálicas, ajudando a reduzir a recorrência de problemas semelhantes e a melhorar conjuntamente a segurança e a qualidade da construção da engenharia de estruturas metálicas em todo o mundo.