摘要：由于门式刚架房屋结构在我国应用的广泛，其构件制作加工的质量应受到一定的重视。文章根据专业理论知识，结合实际生产技术经验，探讨门式刚架结构制作工艺流程中的一些问题。
关键词：门式刚架；钢构件；制作工艺；质量控制
引言
在目前的工程实践中，门式刚架以其自重轻，强度高，跨度大，抗震性能好，在目前的工程建设中得到广泛应用。但门式刚架结构由于所用的结构材料强度高，结构构件薄、细、长、柔，且设计所用应力高，连接构造及传递应力大，加上结构对局部应力、几何偏差、振动、腐蚀等敏感性较强，对强度、稳定、疲劳、连接都有着不可忽视的影响，因此加强对轻钢结构工程的施工质量控制显得十分重要。根据门式刚架结构制作特点，结合在建设公司钢结构分公司的厂房施工经验和体会，认为应从以下几个方面对门式刚架结构制作进行质量控制。
一、结构特点
（一）、质量轻
围护结构由压型钢板、玻璃棉及冷弯薄壁型钢等轻质材料组成，恒载相对小，基础比较小，整体结构自重轻。
（二）、柱网布置灵活
柱网布置不受模数限制，主要根据用钢量最省和使用要求的原则来确定柱距大小，空间布置灵活，可广泛用于工业民用建筑、大中小跨度。
（三）、工业化程度高
施工周期短，均为工厂制作主要构件和配件，多采用高强度螺栓连接构件之间的连接，工地安装方便。基本没有湿作业，除基础施工外，配置现场施工人员很少，劳动强度轻。
（四）、经济效益高
设计周期短，采用计算机辅助设计；原材料易于筹措，种类较少，便于运输；资金回报快，工程周期短，投资效益高。
二、材料选型
所用钢材的板件厚度在门式刚架中相对较小，构件的变形和稳定性常起控制作用。可采用低合金高强度钢，对于以强度控制为主的构件，而采用碳素结构钢对变形为控制因素的构件，较为合理、经济。一般应采用Q235钢和Q345 钢，对用于承重的热轧型钢、冷弯薄壁型钢和钢板。宜采用Q235B 或Q345A 及以上等级的钢对吊车梁、门式刚架和焊接的墙梁、檩条等，可采用Q235A对非焊接的墙梁和檩条等，还应具有冷弯试验的合格保证对重要的非焊接承重结构和焊接承重结构采用的钢材。
（一）、主材
1）认真复核主材的几何尺寸及重量，检查材料表面质量，其表面锈蚀、麻点、划痕等缺陷深度不得大于钢材厚度允许偏差值的1 /2，整体不允许有吊装、运输等原因而造成的“死弯”现象。
2）按型号规格分开堆放并悬挂标示铭牌，堆放要求垫枕木、支架且分点均匀，板材之间垫草垫，不允许垫角钢等刚性材料，场地要求平整，易排水、易清扫、易装卸等。
3）钢材的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。进口钢材产品的质量应符合设计和合同规定标准的要求。当采用其他钢材替代设计选用材料时，必须经原设计单位同意。
4）钢材的成分、性能复验应符合现行国家有关工程质量验收标准的规定，复验应有国家技术质量监督部门认可的质量监督检测机构进行。
（二）、辅助材料
1）焊剂在使用前必须按照出厂证明的规定进行烘焙，其含水量不得大于0.1%。
2）焊条应符合国家现行标准GB5117-85，焊丝、焊剂符合国家现行标准GB1300-77 之规定。
3）焊条必须按施工图的要求使用，型号符合设计要求，禁止私自代用，也不得随意变更，特别是酸性焊条和碱性焊条二者不得混杂使用，否则会造成严重的工程质量事故。
4）CO2气体保护焊用的CO2气体，其纯度不宜低于99.5%（体积比），含水率不得超过0.005%（重量比）。使用瓶装气体时，瓶内压力低于1N/mm2 时应停止使用。
三、绘制施工详图
门式刚架轻钢结构的加工制作和现场安装需要按照施工详图进行，而不是用设计图来代替详图。在我国，施工详图一般是由加工单位根据建设单位的技术设计图纸和发包文件中所规定的标准、规范来进行施工详图的设计。施工详图是切割制孔、放样划线、涂装堆放、组装焊接及安装连接等各项工作的详细指导书，是结构设计图转化为产品的桥梁，对加工单位还是确定材料采购计划的依据。因为施工详图在实际生产中，一个位置或者尺寸标注的错误导致生产出的构件不能满足设计要求或无法连接而必须返工的例子并不少见，造成人工和材料的浪费。
施工详图主要包括组装零部件图、安装布置图和组装节点大样图。各构件在图纸上布置图体现了平面位置关系，应根据工艺要求，运输界限尺寸及安装起重能力对布置图上的构件编号。节点大样图和零部件图的绘制对结构整体及局部要求要在构造上满足，实际结构与制图的相关比例相似，图形间距适中、线条清晰，尺寸标注满足制作安装的要求。
图1焊接H 型钢翼缘板角变形及矫正示意图
四、组装焊接
H 型钢采用自动组立机进行组装，首先将下翼缘和腹板吊入组立机工作平台，通过自动夹紧装置，在腹板和翼缘同步前进时完成点焊（定位焊），然后将工件翻转，在组装过程中组装上翼缘板，要注意翼缘板与腹板中线对齐。点焊一般是人工操作，焊接时距焊缝端部30mm以上，应避开焊缝的端部。要检查点焊焊缝在正式焊接前不得有裂纹、夹渣、焊瘤等缺陷，若出现开裂重新点焊定位并对其清除。
检查合格并组装完成后，采进行焊接用船形自动埋弧焊，这时焊后焊缝成形光滑美观，焊接位置为船形的焊接方法，见图3。
腹板翼缘与边缘T 型连接，可以采用单面角焊缝和双面角焊缝根据要求，对装配要求单面焊双面成型工艺比较严格，腹板边缘要进行坡口处理。H 型钢构件的翼缘与腹板之间焊考虑到缝承受剪力作用，一般还是多采用较为保守的双面角焊缝。
对于端头板的焊缝与翼缘，已有研究表明为了满足其强度要求也可以采用普通的非全熔透焊缝，这不仅大大简化了操作工序还减小了端头板的焊接变形，也采用普通非全熔透焊缝连接板和加劲板等其他一些零部件。这些零部件先由铆工段测量并点焊定位，在施焊之前要清理焊接区，检查组对间隙是否符合标准，拼接位置是否准确。
五、矫正
对焊接H 型钢的矫正方法主要有机械矫正法和火焰矫正法，火焰矫正法虽然常用且行之有效，但可能会影响到构件刚度，降低其稳定性承载力，因此采用火焰矫正时要一步到位，否则后续的矫正不仅会产生负面影响，还会受到残余应力的影响而效果不明显。矫正时必须要找准正确的位置，选择正确的矫正顺序，先矫正主要变形，再矫正次要变形。
矫正环节存在于H 型钢整个制作流程的始终，每道工序完毕后都要经过矫正才能进入下一道工序。每次矫正完毕，要进行测量，确定矫正后的公差在允许范围内。原材料在运输和吊装过程中会产生变形，影响下料的准确性，因此下料前对变形的板材要使用型钢调直机或压力机等设备进行机械矫正。翼缘板和腹板经过数控火焰切割之后常会产生侧弯变形，可采用直线或三角形法对其进行火焰矫正。H 型钢柱和钢梁焊接完成后可能出现挠曲变形、拱变形和角变形，对挠曲变形和拱变形的矫正措施是在相应的位置采用三角形加热。当翼缘和腹板的连接采用双面角焊缝时，翼缘容易出现沿腹板纵向的弯折（角变形），对于这种变形，通常是在T 形连接
处的两条焊缝对应的位置做线状加热（见图3），加热宽度应小于焊角宽度，加热深度不超过板厚。
六、零星构件组对方面
1）零星构件组对前，零星构件必须检验合格，连接接触面和沿焊缝边缘30 ～ 50mm 无铁锈、毛刺、污垢、水、油污等杂物。
2）当采用夹具组装时，拆除夹具时不得损伤母材，对残留的焊瘤应修平磨光。
3）焊接材料必须以材料匹配表为准。定位焊采用手工电弧焊，其他焊接采用CO2气体保护焊。
4）焊缝质量必须符合国家要求焊接标准。
5）对门式刚架柱或梁的加劲肋端部要进行围焊，以避免在长期使用过程中端部产生疲劳裂缝。
结束语
综上所述，门式刚架结构制作的质量控制贯穿于整个制作过程的每一个工序，而施工工序是形成施工质量的必要因素，为了把工程质量从事后检查转向事前控制，达到“以预防为主”的目的，必须加强对施工工序的质量控制。
参考文献：
[1]李刚，张维浩，蔡屾.长宽比较大的薄板切割变形控制方法[J].金属加工，2011（2）
[2]《门式刚架技术规程》CECS 102：2002．
[3]《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB 50018 －2002）．
论文作者:赵万慧
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/16
标签：腹板论文; 构件论文; 型钢论文; 结构论文; 详图论文; 点焊论文; 材料论文; 《基层建设》2018年第21期论文;