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摘要:隨著煉鋼技術和成型制造工藝的不斷發展,鋼結構已廣泛應用于各種高層建筑中,同時,建筑工程的需求也推動了鋼結構的施工工藝需要不斷完善和進步。本文介紹了鋼結構施工的施工要點和變形的控制方法,以期提高鋼結構的施工工藝和焊接變形控制水平,有利于鋼結構的推廣應用和我國建筑業的可持續發展。
關鍵詞:鋼結構;變形;施工工藝;對策
Abstract: with the steelmaking technology and prototyping manufacturing process development, steel structure has been widely used in all kinds of high building, at the same time, the needs of the construction project is also pushing the steel structure of the construction technology need continuous improvement and progress. This paper introduces the construction steel structure of the key points of construction and deformation control methods to improve the steel structure of the construction technology and welding deformation control level, be helpful for the popularization and application of the steel structure in China and the sustainable development in the industry.
Keywords: steel structure; Deformation; The construction technology; countermeasures
中圖分類號: TU391 文獻標識碼:A 文章編號:
1 鋼結構施工的工藝
目前,高層建筑中鋼結構焊接施工已越來越多,由于高層建筑鋼結構的鋼材多為合金剛,其接頭形式復雜,焊接性能差,焊縫多為半熔透或全熔透。因此,焊接工作量很大,對于一般鋼結構高層建筑,可以采用的焊接方法有電渣焊、CO2氣體保護焊、自動埋弧焊等。下面就這3種焊接方法分別敘述其施工工藝的要點:
1.1 電渣焊焊接時的注意要點
電渣焊是一種自動焊,主要用于高強度結構鋼在豎直位置上的對接焊接。在進行操作時首先根據計算公式選擇計算出的電流,電壓與熔縫的熔寬成正比,需要選擇焊接的電流和電壓,起弧階段的電壓會高一點,在焊透的前提下,使用電壓要盡可能低一點,注意在焊接過程隨時要調整電壓,其次應適當掌握好焊接的速度,造渣過程中最好選擇 200m/h,送絲速度在最好保持在 200~300m/h 的范圍內,最后就是要適當調整焊接工藝參數,隨時檢查焊件的熾熱狀態,當翼緣板較薄時,要在焊接部位安裝水冷裝置。
1.2 CO2氣體保護焊焊接時的注意要點
焊接電弧電壓、焊絲、焊接電流都要根據施焊位置、工件厚度 、焊絲直徑和熔滴過渡形式來選擇,電流的選擇要與電弧電壓恰好配合,對于不同位置要選擇不同的焊接方式,橫焊大多采用右向焊法,平焊多選擇左向焊法,立焊分為向上立焊和向下立焊,能清楚地看到焊縫和熔池,便于控制焊縫的成型。
1.3 自動埋弧焊焊接時的注意要點
自動埋弧焊由于熔深大、焊接速度快、焊縫質量穩定、熱影響區域小和焊接變形小等優點,已被廣泛應用于厚度板的貼角焊縫和直長對接的焊接施工中。在施工中使用自動埋弧焊時需注意的是:首先是焊絲的選擇,可參照《鋼結構高層建筑設計與施工規程》進行選擇,其次對于那些無法使用襯熱的焊縫,可先用手工焊封底,再用埋弧焊來焊接,對于較厚的鋼板可采用多層焊的工藝,在T 形接頭和塔接接頭的焊接中,可以采用船型焊接和斜角焊接的方法。最好是焊絲的數目的選擇,當選擇雙絲焊時,一次焊接就可得到大量的熔敷金屬,可有效提高焊接速度,同時焊接變形也比較小。
2 鋼結構焊接變形的控制措施
焊接變形是指在焊接鋼結構的過程中,由于施焊電弧的高溫引起的構件的變形,以及焊接完成后存在的殘余變形現象。在這兩類變形中,影響焊接質量的主要方面是焊接殘余變形,它也是破壞性最強的變形類型。根據它對建筑結構不同層次的影響分為局部變形和整體變形。根據變形的不同特點則可分為:角變形、收縮變形、彎曲變形、扭曲變形、錯邊變形和波浪變形。在這些變形類型中,波浪變形和角變形屬于局部變形,其他種類的變形則屬于整體變形,整體變形是高層建筑中鋼結構發生較多的變形類型。因此,在施工時要制定合理的控制和預防變形的控制措施。
2.1 反變形法
構件拼裝,應根據施工經驗和工藝試驗,為減少和控制焊接變形,可使構件向焊接變形相反方向作適量的預變形,這種方法需要預先進行試驗,調整好焊接標準,根據焊縫的設計要求,選用規格和材質相同的鋼板預先做一個試件進行焊接實驗,要保證焊角高度、焊縫形式 符合要求,等冷卻到環境溫度后再測量翼板的變形量,把所測數值作為壓制反變形的參數,在翼板中心線上用壓力機壓出變形量的數值,使其兩端預先呈上翹狀態,以抵消焊接變形量,則焊后正好持平。
2.2 放樣和下料措施
為了補償施焊后焊縫的線性收縮現象,對于桁架、梁等受彎構件放樣時要預先起拱,放樣下料時應預先留出收縮余量 ,其收縮量和很多環境因素相關,在實際施工時需要依靠工藝試驗來確定參數,放拼裝臺時要預留出收縮量,一般來說,當受彎構件長度不大于 24m 時放5mm的收縮量,當其長度大于24m 時放 8mm的收縮量。
2.3 裝配及焊接順序
首先,鋼結構制作拼裝所用平臺應具備標準的水平面,對于平臺的鋼度,至少要保證在構件的自重壓力下,能夠不下沉、不失穩,以保證構件的平直。對于截面對稱的構件,裝配焊接順序是先整體裝配后焊接,焊接時應采用對角焊接的順序以平衡構件的變形。對于那些小型結構可一次裝配,在用定位焊焊接固定后,再以合適的焊接順序一次完成。對于屋架端部的基座、桁架、屋架的天窗架支和承板應預先拼焊成部件,矯正后再拼裝到桁架和屋架上,桁架和屋架的焊接順序是:先焊上、下弦連接板外側焊縫,然后焊上、下弦連接板內側焊縫,再焊接腹桿和連板的焊縫,最后焊腹桿、下弦、上弦之間的墊板。 桁架的一面全部焊接完成后再翻轉,進行另一面焊接工作,其焊接順序與屋架相同,采用手工焊時,應同時安排4個焊工從上、下弦中間向兩端進行對稱焊接。
4 結束語
隨著我國經濟、社會的不斷發展,鋼結構將會被越來越多的建筑企業所應用,尤其是在建筑行業迅猛發展的今天,鋼結構的前景必將無限光明。與此同時,鋼結構的施工質量問題也必將會得到更多人的關注,施工人員在建筑業的發展中要把握住先機,應切實有效的掌握先進的工藝方法,把握世界前沿的施工技術,在施工中要嚴格控制鋼結構的精度,防患于未然,密切關注,監督過程要從全局著眼,對施工工序嚴格把關,緊抓細節,達到前期預控、中期監督、收工階段達標的責任和義務。
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