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门式轻钢结构技术研究与施工
浏览: 发布日期:2018-04-10
  门式轻钢结构住宅与厂房具有重量轻、抗震性能好、强度高、塑性韧性好、工业化程度高、制作简便、施工工期短等优点,最近几年,中国轻钢结构建筑发展较快,如北京2008年奥运场馆“鸟巢工程”,就是标准的轻钢结构。钢结构建筑的工业化、标准化和产业化的生产方式,不仅可以大幅度提高工程质量和安全性能,实现绿色施工,节能减排,降低建设投资,减少环境污染,还可大幅度提高建筑的工作性能和使用品质。因此建筑钢结构成为本世纪建筑行业发展的重点。现以山东新巨丰无菌包材车间为例,探讨门式轻钢结构的制作和施工技术。
 
  1 门式轻钢结构的制作
 
  新巨丰无菌包材车间建筑面积10000㎡,跨度82.5m,为轻钢结构生产车间。梁、柱钢材为Q345B低合金高强度结构钢,因车间跨度大,其梁腹板最高处达2米,制作安装难度较大。
 
  1.1 生产准备
 
  钢构件在制作之前,首先要审查设计图,将图纸研究透彻,提出钢材的数量和品种,仔细研究图纸要求。钢材到货后,要做好钢材的检验工作,看钢材的数量和品种是否与设计相符,核对钢材的规格尺寸,看清钢材生产厂提供的质量证明书上标注的钢材牌号、生产批号、化学成分和力学性能,做好钢材的复检工作,并对钢材表面质量进行检验,其表面不得有结疤、裂纹和分层等缺陷,钢材表面的锈蚀程度,不得超过其厚度负偏差值得1/2。
 
  1.2 放样与划线
 
  由于梁是变截面的,必须根据施工详图按1:1的比例在工作台上弹出实样,然后根据实长制作样板。样板制作好后,以样板为依据在钢板上进行划线,并打上各种加工记号。放样时,铣、刨加工的工件要考虑加工余量,所有加工边一般要留5mm的加工余量,同一材料按照“先大后小”的原则划线,尽量使相等宽度或长度的零件一起号料。矩形样板划线,要检查钢板两边是否垂直。带圆弧的加工件,都不应该使各个零件号料边线相切或共用,必须留有间隙,以便于剪切或气割。为了合理使用和节约原材料,必须最大限度地提高材料的利用率。
 
  1.3 切割
 
  切割采用剪板机和半自动型气割机相结合的切割方法,用剪板机加工的切口表面光洁,无损伤,而气割后的钢板割口需要砂轮磨光机磨光,方能保证其焊接质量。
 
  1.4 钻孔
 
  孔的加工在钢结构制作中占有相当大的比重,尤其是高强螺栓的使用,使孔加工不仅在数量上而且在精度上要求大大提高。制孔采用钻孔的方法,用Z3040*13型摇臂钻床和磁力钻进行钻孔,钻孔的位置要准确,精度要高。
 
  1.5 钢结构构件组装
 
  钢结构构件的组装时按照施工图的要求,把已加工好的零件或半成品装配成独立的成品构件,零部件在组装前应矫正其变形并应达到控制偏差范围以内,接触面应无毛刺、污垢和杂物,并用电动砂轮磨光机打磨,漏出金属光泽。除工艺要求之外,零件组装间隙不得大于1.0mm,顶紧接触面应有75%以上的面积紧贴,用0.3mm塞尺检查,其塞入面积应小于25%。组装采用了两种方法,一种是地样法。一种是机械法,由于梁截面大又是变截面,用机械组装比较困难,采用地样法进行组装,按1:1的比例在装配平台上放出构件实样,然后根据零件在实样上的位置,分别组装起来组成大梁。而柱子是等截面的,除抗风柱外,其它柱子截面尺寸均相同,用HZJ15型钢组立机进行组装,由液压系统来完成操作,工作效率高,组装出的柱子等构件尺寸准确。然后用二氧化碳气体保护焊焊接固定。完成了梁柱等构件的组装工作。
 
  1.6 构件焊接
 
  梁、柱等构件的焊接是钢结构制作中最关键的工作,厂房设计要求焊缝全部为Ⅱ级焊缝,需对焊缝进行10%的抽检,进行超声波探伤,本次焊接采用的是埋弧自动焊和CO2气体保护焊两种焊接工艺。
 
  埋弧自动焊生产效率高,焊接过程稳定、焊缝质量好,外型美观,成为大型构件中应用最广的高效焊接方法。柱子的角焊缝全部采用埋弧自动焊,埋弧焊条要根据母材的钢号来选择,因焊接钢板材质是Q345B高强度结构钢,故选用F5011-H08MnA型焊条。梁、柱连接板无法用埋弧自动焊焊接,只能用手工电弧焊或CO2气体保护焊焊接,而CO2气体保护具有熔深大,焊接效率高是手工电弧焊的3-4倍,焊接变形和残余应力较小等优点,因此选用CO2气体保护焊。焊丝选用ER50-3型实芯焊丝。焊接过程产生的最大问题是连接板摩擦面产生的焊接变形,导致摩擦面缝隙大,接触面积不符合安装要求。解决这个问题的方法是焊接前用相同材料的钢板制作相同的连接板,并用高强螺栓等固定好,然后再进行焊接,这样就可解决焊接变形问题。本工程梁板制作完毕后,泰安市技术监督局对焊缝进行了超声波探伤,焊缝全部合格,部分焊缝达到了Ⅰ级。
 
  1.7 矫正
 
  构件焊接完成后,由于构件存在焊接变形,对变形构件必须进行矫正,矫正有冷矫正和热矫正。冷矫正是用JZJ-600型H型钢翼缘矫正机进行矫正,热矫正是用火焰矫正,采用反变形法,加热温度控制在600-900°C,不得超过900°C。
 
  1.8 摩擦面的处理
 
  摩擦面的加工是指梁、柱接点处的平面进行处理,其摩擦面处理后的抗滑移系数必须符合设计文件要求,Q345B钢其摩擦面的抗滑移系数μ值不得小于0.40,该构件摩擦面采用的是抛丸处理办法,将加工的摩擦面连接板送至山东建筑大学试验室试验,其抗滑移系数符合设计要求。
 
  1.9 钢檩条的制作
 
  门式钢架轻钢结构的钢檩条通常采用卷边槽型和带斜卷边的Z型冷弯薄壁型钢,本厂房采用的是卷边槽C型钢,用LT-B260型C型钢檩条成型机加工,然后采用TB23-40型开式双柱可倾式压力机在C型钢上冲孔。
 
  1.10 钢结构的油漆
 
  由于金属结构易锈蚀,从而降低建筑物的使用寿命,所以钢结构的防腐工作尤为重要,除锈采用的是抛丸除锈,打出金属光泽和麻面,除锈等级达到Sa2.5级,然后按设计要求的厚度和涂装工艺及遍数进行粉刷,刷漆时其环境温度为5-38°C,相对湿度不应大于85%。
 
  2 门式轻钢结构的施工
 
  钢结构厂房的安装工作包括构件的运输,基础及地脚螺栓的验收,柱子的吊装、吊车梁的吊装,梁的吊装及屋面钢结构的吊装,安装顺序是从靠近山墙有柱间支撑的两榀钢屋架开始,在钢屋架安装完成后进行校正然后将檩条、支撑、隅撑等全部安装好,并检查垂直度,然后以这两榀钢屋架为起点,向房屋第一端顺序安装。然后是平台、梯子、栏杆安装,围护结构压型金属板安装。最后是施工资料的准备和竣工验收。由于该车间跨度较大为82.5m,梁由四节组成,长度和重量大,吊装难度最大。采用的吊装方法是先将一侧两段梁用高强螺栓紧固好,然后用两台50T吊车吊起安装在中间柱上紧固好,另外两台25T吊车将另两段吊起,在靠近需连接侧预先挂上一个专门制作的挂蓝,两个施工人员坐在挂篮上一块吊起,当两侧的梁板连接面对正后,进行空中对接,穿上高强螺栓进行紧固。然后吊车慢慢松绳,完成了该梁的吊装作业。