建筑工程钢结构加工制作方法与技术措施分析论文_任玉臣

建筑工程钢结构加工制作方法与技术措施分析论文_任玉臣

马泰力克(青岛)建筑系统有限公司 山东青岛 266109

摘要:钢结构工程是以钢材制作为主的结构,是主要的建筑结构类型之一。由于高层建筑钢结构体系是一项多样化和复杂化的系统工程,而钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强,因而钢结构以其独特的优越性在建筑工程中尤其是超高层建筑中得到广泛应用。钢结构在高层及超高层的结构体系、材料的选用、连接节点的设计和施工、钢柱的制作与安装、楼盖的设计和施工等等钢结构加工和安装技术在超高层建筑中的应用都需要且必需仔细分析,周密计划。通过本文的介绍为建筑钢结构的施工提供理论基础。

关键词:建筑工程;钢结构;加工制作;措施;

1前言

作为建筑行业的一个重要组成部分,建筑钢结构行业在建筑市场上起着较为重要的作用随着我国社会经济的快速发展,我国钢结构行业也得到了快速的发展在对建筑钢结构生产过程中,具有以下优点:施工周期较短、环境污染轻、经济效益良好等,由于上述原因导致钢结构在市场上的需求量越来越大,应用范围比较广,比如工厂、博物馆、体育场等高层建筑很多建筑钢结构零部件加工制作安装施工研究成果对提升整个钢结构行业水准产生了积极的推动作用。

2建筑工程钢结构用钢的概念

2.1钢结构用钢

钢结构是型钢、钢板、钢管等钢材及其它的钢产品经过适当加工后,用螺栓、铆焊等连接而成,使其具有一定用途及功能的结构从广义上将,钢结构的分类包括:建筑、桥梁、海洋平台、船舶、压容等钢结构具体来讲建筑钢结构包括:高层、重型、轻型、混钢、大跨度以及住宅钢结构等建筑钢结构中梁柱管和析架结构件普遍使用强度低于460MPa的碳素钢和低合金钢。

2.2建筑结构用钢

建筑钢结构中一般使用6-8mm厚的钢板,只有少部分建筑运用100mm的超厚板,钢板的分类还包括:冷弯、波纹板、热轧H,焊接H,建筑铸钢、钢管及钢筋等对于钢材和钢制品的相关标准包括40多项,其中包括GB/T700,GB/T19879,GB/T5313,GB/T1591,GB/T699,GB/TS162,GB/TI3793等。Q345高强钢是我国钢结构工程中经常采用的材质。

3建筑工程钢结构加工制作方法及技术措施

本文以某市新建体育馆、某市站改大机段检修库及边跨为研究工程项目本项目施工最复杂的部位是屋面曲面,其不但坡度较大,而且采用钢管析架结构运用焊接方式连接不同部位的析架上的节点,在局部部位采用铸造节点采用相贯焊接衍架是大部分屋盖钢结构,钢结构的主要构件包括:钢管析架、焊接支座以及屋面檀条,钢管析架是本项目的施工重点,最重要的制作工艺是施工设计图、弦杆弯曲形状。

3.1钢结构制作的总体构思

加工制作的重点是钢管桁架,加工制作的工艺关键是:施工图细化设计、计算机精确放样、上、下弦杆的弯曲成形;钢管相贯节点的腹杆、支管相贯线及其坡口的切割;工厂分段制作、拼装、焊接的结合。我们具有制造本工程钢管桁架的技术、装备、场地和制造多个机场钢管桁架的质量保证体系和组织、管理经验、技术创新成果及良好的工程技术人员和技术工人的整体素质。我们将严格按照设计单位编制的施工文件和施工设计图纸及国家有关规范精心组织、精心深化设计、精心制作,质量达到一次性验收合格。由于钢管桁架结构尺寸较大,限于运输,在工厂进行分段制作和整体试装,运至现场进行整体组装、吊装。

3.2钢管桁架

钢管桁架部分:弦杆分段下料,弯曲成形;钢管桁架腹杆、支管端部相贯线及其坡口的切割下料,分段制作和整体试装。

3.3加工制作的关键措施

①腹杆与弦杆相贯连接,我们将采用世界上最先进加工技术,用5轴联动数控相贯线切割机割出管端相贯线和坡口,以保证拼装和焊接的质量;

②弯管成形在弯管机上,采用冷轧滚压弯管方法进行,以保证圆弧曲线的成形;

③提高工厂制造程度,使现场工作量减少,能在工厂制作的尽可能在工厂完成;

④焊接是关键,相交节点的焊接和现场焊接要求很高,必须严格制订焊接工艺方案(WPS),由全方位合格焊工进行施焊,焊后按规程严格检查。

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根据运输条件和工程施工进度及安装、吊装的要求,钢管桁架采用分段制作,预拼装后,经检验合格后,进行涂装、标识、包装,运往工地,在现场进行整体组装、焊接、吊装,安装屋面檩条、端部桁架和支撑。

4钢桁架制作工艺要点

4.1下料

①下料:钢管及型材下料采用机械切削方式,严格控制尺寸的精度和断面的垂直度,长度按图要求并考虑缩量+3~5mm。

②机械切割设备:日本大东精机ST6090型带锯机和上海产G4230/35A型带锯机。

③坡口:钢管对接坡口采用管子坡口机切割或直接在数控相贯线切割机上切割坡口。

④对接:上、下弦杆尽量减少接头,当材料不能满足要求需要对接时,接头位置须经设计同意后确定。

4.2管子相贯线及坡口切割

支管与主管相接,此相贯线及其坡口的形成,主要是支管端部的切割,支管壁厚大于等于6mm时,应切坡口,支管壁厚小于6mm时,可不切坡口。支管切割时应考虑主管为曲杆和焊接收缩等因素对切割轨迹的影响,在工厂下料阶段不得采用人工修补的方法修正切割完的支管。在相贯线切割机上进行,由计算机控制,只要选定一种模式,输入主管、支管的外径、壁厚及其相交的角度(正交和斜交)、曲管的弧度、半径及曲线轨迹,即自动生成相贯线,通过割咀的摆动可割出不同截面上的所要求的坡口。由于主管贯通,支管以内径相贯,沿内径向外开出坡口。

4.3弯管

弯管工艺要求如下所示:

(1)工程运用钢管满足无折痕,曲杆表面需要满足光滑过度要求;(2)成形弯管的材质无明显改变;(3)成型的弯管外径壁厚必须要控制在±1mm范围内;(4)根据规范要求和钢管曲率,对钢管进行机械滚压成形。

4.4焊接

JGJ81-2002规定为钢结构焊接规范要求在钢结构进行焊接工作时,必须做好相关的准备工作首先,施工单位必须要做好焊接过程中各种材料的评定工作,采用的材料如钢材施工单位根据评定报告确定施工的焊接工艺

坡口结构:

(1)相贯线焊缝结构:主要位于水平腹杆与炫杆之间的焊接,或者腹杆与上下炫杆焊接,在焊接过程中,其相交形式包括斜交形式和正交形式;

(2)根据钢管的对接形式不同,可以运用添加衬套焊接,此种焊接形式为一级焊缝焊缝的破口是通过机械加工方式进行的,破口可以通过数控切割机进行切割;

(3)三级焊缝检验焊缝的要求如下所述:对焊缝进行检查时,首先要进行外观检查;通过磁粉探伤运用到角焊缝;超声波探伤可以运用到焊缝和熔透焊缝,同时也可以实现对熔透性焊缝的检测;根据焊接的材料和位置需要对焊接的辅助性材料进行选择;

对钢材料进行焊接时,必须要根据施工图纸和相关国家规范要求进行施工首先,对于焊接前做好工艺评定工作,根据评定结果来制定焊接方法焊接工艺的国家规范要求包括JGJ81-2002和JB4708-90对称焊接是焊接施工过程中经常运用的方式,为了保证焊接部位的变形量和收缩量,工作人员必须要根据合理的焊接顺序进行工作产生波探伤的验收和检查过程需要根据GB1134-89的相关规定进行,焊接的质量要求需要根据GB50221-95的相关规定进行。

5结束语

本工程结构体系较为复杂,制作工艺要求较高,钢结构构件的制作无先例可循,甚至在现有的规范、标准中找不到可以遵循的依据,给钢构件的加工制作带来巨大的挑战。技术人员在本施工组织设计是以业主提供的设计图纸等相关资料为依据,参考本公司以往类似结构工程的施工经验,并进行科学管理,减少环节,确保施工的顺利进展,最终达到工期的要求。

参考文献

[1]陈军.超高层建筑钢结构加工与安装技术研究[D].浙江工业大学,2013.

[2]宁桂霞.某项目复杂钢结构安装技术分析[D].青岛理工大学,2016.

[3]范洁群.钢结构主承建项目质量控制研究[D].重

论文作者:任玉臣

论文发表刊物:《基层建设》2017年第19期

论文发表时间:2017/11/3

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