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1、17浅谈门式钢架轻型钢结构制作与安装技术摘要：门式刚架作为轻型房屋钢结构的一种结构形式，具有施工速度快、建筑造型美观、钢材用量少、抗震性能好、有利于环保、造价低廉、综合经济效益好等优势，随着近年来防火、防腐新产品的不断出现，已较好地解决了钢结构抗腐蚀性差的缺点，使得它在工业厂房以及民用设施中获得了广泛的应用。就制作与安装进行探讨。关键词：门式钢架轻型结构 制作 安装 技术目 录1、工程概况52、施工准备工作52.1技术准备52.2物资准备53、主要技术措施53.1施工技术管理措施 63.2降低成本措施 63.3成品保护措施 64、主体钢结构的制作74.1制作工艺 74.2钢柱制作74.3屋面梁
2、制作94.4吊车梁制作105、主体钢结构安装145.1钢柱安装 145.2屋面梁安装155.3柱间支撑的安装155.4檩条安装155.5钢丝绳的选用及允许拉力计算156、结束语16参考文献 16引言随着我国钢材产量的增长，轻钢结构于20世纪80年代后期开始进入我国得到应用。90年代后，轻钢结构以其本身具有：1）自重轻、抗震性能好；2）布置灵活，更能够合理地利用空间；3）工业化程度高，施工速度快，工期短，综合造价低等特点；4）容易拆除，回收利用率高，更符合国家提出的可持续发展战略的要求等诸多优点在我国得到迅速发展。尤其近十年日趋发展完善，门式刚架轻型房屋钢结构更是从理论、设计规程到加工、安装日益
3、成熟。近几年来门式刚架钢结构工程以其造价低，施工进度快深受人们的喜欢，厂房、车间如雨后春笋，遍地开花。但随之在设计及施工环节也爆出一些问题，如钢梁变形过大、悬挑构件下挠严重、结构不稳等等。针对此类常见问题，结合实际工程进行分析，就构件的制作与安装进行举证。1、工程概况该工程为门式钢架轻型钢结构房屋体系，屋面及布置采用轻型“H”型檩条作支撑，彩色压型钢板作为围护结构。南北长174米，东西宽63米，东西由1线至21线组成，柱距18米12米，檐口标高18.6米，层数为一层. 钢柱屋面梁材质为Q345B，吊车梁材质为Q345B，支撑、檩条材质采用Q235B。轨顶标高为5.3米,建筑面积约10710.
4、2、施工准备工作2.1技术准备2.1.1在接到施工图后，组织有关人员认真审图，同时进行施工图二次设计，在自审和预审的基础上，尽快组织技术交底。2.1.2在图纸会审之后，立即编写施工组织设计和分项工程的作业指导书，并组织对各工种施工人员进行技术交底。2.1.3及时编制各种材料计划，提供加工订货部门。2.1.4组织技术及管理人员现场勘察地形、地貌，并对基础进行二次复检。2.1.5施工用电施工用电量计算如下：动力用电量：P=840=320kW照明用电量取动力电的10%，所以总用电量为352kW。选择400kW动力配电箱。2.2物资准备2.2.1编制工程用料和施工用料计划2.2.2.主要施工机械设备用
5、量计划2.2.3钢材用料计划2.2.4其它材料计划2.2.5根据主要机具需用量计划，及时组织设备进场，安装、调试，保证使用。3、主要技术措施3.1施工技术管理措施3.1.1认真贯彻国家规范及标准，组织各专业人员学习设计图纸和标书文件，吃透设计意图，严格按规范、按标准、按图纸、按招标文件要求组织施工技术工作。3.1.2坚持按程序开展工作，落实各级技术管理岗位责任制，分岗定责，落实承包。3.1.3加强业务管理，坚持技术交底制度，各道工序施工之前都给施工人员行技术交底，明确设计要求、洽商变更、施工条件、材料做法、操作工艺、质量标准、成品保护、安全防护等方面的要求，做到交底到人、签字齐全。3.1.4加
6、强对物资及设备的进场检查验证工作，并按照程序规定控制物资及设备的进货质量。3.1.5组织有关人员对施工检测设备进行计量检验，确保各类检测设备性能处于良好的使用状态，保证检测数据的准确性、可靠性。具体实施要严格按照计量程序进行。3.1.6加强测量放线制度，尤其加强对建筑物轴线的复核、标高和垂直度的检测。3.1.7编制施工组织设计实施监控计划，深入现场，跟踪考查技术方案的经济性、合理性、科学性，及时调整方案中存在的各类问题。3.1.8加强对施工技术资料的管理，编制施工技术资料目标设计，平时做好各项技术资料的收集、整理和归档工作。3.1.9做好新技术推广工作，编制推广计划，落实推广措施。3.2降低成
7、本措施3.2.1加快施工进度，提前工期，节约周转材料及机械台班费用。3.2.2钢材下料时采用套裁，节约材料。3.3成品质量保护措施3.3.1钢屋面梁以及柱制作好后应立放,如果场地不允许,堆放时,应将堆放场地平整夯实,码放高度不得超过4榀,并应用道木垫好。3.3.2地脚螺栓应用钢套管套好，以免碰撞后生锈。4、主体钢结构的制作本工程制作与安装应遵守钢结构工程施工及验收规范（GB50205-2001）设计要求资料的有关规定。钢架柱下部为螺旋焊管上部为工字钢型截面并与屋面梁连接的工字型梁。4.1制作工艺 材料本工程所有材料,必须有质量保证书,并且符合设计书和施工图中有关规定及国家标准规定。对材料材质有
8、疑问时应抽样检查。连接材料（焊条、焊丝、焊剂、高强螺栓）和油漆应具有质量证明书并应符合设计文件的要求和国家标准的规定。4.2钢柱制作4.2.1放样，作板及号料4.2.2审核图纸：审核各零件尺寸，连接节点图形及尺寸，不对或有矛盾时应找有关技术人员审查，修改并签字。4.2.3记录直接在钢板和型钢上号料各零件的零件号、规格、尺寸、材质、边缘加工、弯折位置线数量等。4.2.4各样板卡样板应注明零件号、厚度、型材规格及数量、弯曲始终点、折线及弯折方向、孔径，拼接编号、边缘处理形式等。4.2.5钢材进库应实测长宽尺寸，根据所号料各零件尺寸进行排板，排板原则为：符合图纸、设计文件及工艺要求；套材号料。4.2
9、.6所号料上应注明构件号、弯折符号、方向、孔径、拼接编号、边缘加工等。4.2.7柱翼缘板和腹板应考虑焊接收缩一般在长度方向上留50mm余量，待焊完矫正后再按要求尺寸二次号料。4.2.8下料时要考虑切割余量，余量值见下表：切割方式材料厚度(mm)割缝宽度留量(mm)剪件下料不留气割下料5-202.5气割下料20-403.0气割下料404.04.2.9接在钢板上号料，钢板不平度应控制在30mm范围内。4.2.10下料直条钢板一律采用直条切割机切割或剪板机剪切，曲线采用数控切割机切割。其它零件切割线与号料线允许偏差如下表：序号偏 差 名 称偏差值（mm）1实际切割线与号料线偏差手工切割2.0自动半自
10、动切割1.02切割截面与钢材表面不垂直10% 板厚且2.0焊接坡口采用半自动切割机切割。4.2.11矫正与平直下料后，不平的零件应矫正可采用火焰矫正和机械矫正两种方法完成。4.2.12零件加工钢柱翼缘板滚曲和折弯用卡样板检查、修理，要求1m卡样板不贴合度小于1mm。如有人孔采用滚曲修理，二次号料组装焊接。4.2.13焊接工字型组立后,转交自动焊机,进行焊接,4.2.14组装 钢柱组装在平台上完成，在平台放置两根相互平行的工字钢，一端放在下端处，一根放置在距上端1.5m左右处，并测量调整两根工字钢上平面在同一水平面上。组装钢柱腹板连接上盖板及柱脚各板，要求刨平顶紧部位，如有间隙超差，应修整管口，
11、达到顶紧目的，然后组装缀条。钢柱各板拼接料要求各接口焊透，并达到二级焊缝质量标准，焊后探伤检查。焊后各零件平直。在平台支架上组装工型截面钢柱各零件。4.2.15焊接 钢柱采用手工电弧焊，焊条J502，焊条直径为4-5mm。在焊接区域50mm范围内将铁锈、油污及脏物清除干净。焊条使用前应烘干，烘干温度100150，保温1.5小时，取出后应放在保温筒内。焊缝质量应达到钢结构工程施工及验收规范（GB50205-2001）级标准。4.2.16矫正钢柱焊完后，工型截面会出现变形，可用火焰矫正法矫正变形。检查平面不平度，扭曲度，矫正方法可采用机械矫正或火焰矫正。钢柱矫正完成后，需二次号料、切割并焊接坡口。
12、4.2.17涂装 经检查合格后除锈、涂装。4.3屋面梁制作屋面梁与工型截面4.3.1屋面梁上、下翼缘板拼接口尽量避免在跨中1/3范围内如无法避免应56斜接。4.3.2上、下翼板腹板拼接口位置应相互错开200mm以上。4.3.3上、下翼缘板腹板号料时，在长度方向预留50mm余量，待焊接后整体二次号料。4.3.4号料、下料同钢架柱。4.3.5工型组装。4.3.6焊接 4条主焊缝埋弧自动焊。4.3.7在矫正机上校正角变形。4.3.8组装加强劲板，手工电弧焊。4.3.9整形、修理。4.4吊车梁制作4.4.1直接在钢板上号料时，钢材不平度应小于30mm以保证打粉线精度。4.4.2上、下翼缘板，腹板拼接口
13、坡口形式尺寸依板厚而定。4.4.3腹板与上翼缘板拼接接焊缝要求焊透，为此腹板需开坡口，坡口型式及尺寸依钢板厚度而定b16mm为V型b16mm为X型。4.4.4号料偏差上、下翼缘板宽度偏差2mm 腹板宽度偏差1mm。4.4.5号料前应核对材料材质、规格、号料后作材擀标记移植。4.4.6下料上、下翼缘板、腹板采用半自动切割机切割，其余料采用剪板机下料。切割质量要求：下料偏差，切割线与号料线偏差1mm。切口断面与钢板表面不垂直度1mm;下料后发现钢板出现裂纹，夹层等缺陷应停止施工，并报有关技术人员处理。4.4.7拼接各板拼接前应将坡口区及周围50mm范围内用砂轮磨光以消除铁锈、毛刺、油污。在平台上按
14、配料草图拼接。接料偏差:对口错边量小于0.5mm;长度方向不直度小于2mm。在焊口端部组对引弧板、引弧板材质、坡口型式及尺寸与被焊件相同。4.4.8拼接口焊接焊接方法：埋弧自动焊。焊接材料：焊丝H08A （H08mnA） 焊剂HJ431。焊接规范：钢结构工程施工及验收规范，GB50205-2001。4.4.9焊缝检验所有拼接缝按钢结构工程施工及验收规范级质量要求检验。超声波探按GB11345-89钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果B级检验。4.4.10焊缝自理及校正将上翼缘板上平面和下翼缘板上、下平面拼接口焊缝处磨平。气割切掉引弧板，不允许切伤本体并用砂轮磨平切口。检查各板的平度和直度，要求各
15、板不允许有硬弯，不直度2mm。用砂轮磨光翼缘板与腹板焊缝区，磨光范围50mm。H型钢矫正机，焊后矫正。4.4.11工型组装工型号组装方法可采用自由式立组装方法。组装质量要求:腹板与上、下翼缘板顶紧，其间隙应小于0.5mm。腹板要平直，腹板厚度中心与翼缘板中心对位偏差2mm。腹板与翼缘板的夹角对应二侧应相等。组装点固要求：焊条E5016（J506、J507）点焊前焊条应烘干，点固焊长度50mm，间距300-400mm烘干。用自动焊施焊时，在主缝两面三刀端都应当点焊引弧板，尺寸视板厚和焊缝高度而异，一概宽度为60-100mm，长度为80-100mm且材质、坡口形式及尺寸与焊件相同，焊完后用手工气割
16、枪割掉，割时不允许损伤焊件。施焊时，为了减少残余应力，防止焊后变形，按照一定顺序焊接。施焊（第一次）结束后，焊件背面用碳弧气刨清根，并用角向砂轮打磨，接着第二次施焊，之后，应把焊渣清理掉，焊缝一定要焊透，发现未焊透定要清除，重焊，但返工次数不得超过二次。用超声波探伤对焊缝进行检验，达到级标准。焊接方法的选择：焊接方法一定要严格按照图纸要求焊，主焊缝隙选埋弧自动焊，型号为MZ-1000硅整流焊机，肋板，两面三刀端封板，弯板的焊接采用手工电弧焊。焊接材料电弧自动焊，选H08A焊丝，焊剂HJ431。工型电弧焊材质为16Mn时，选E50系列焊条（J506、J507），材质为Q235时，选E4303焊条
17、。a.所使用焊条应有质量证明书。b.焊条使用前须严格烘干。碱性低氢型焊条烘干温度一概采用300-430保温1-2h，烘干后的焊条应避免急冷及药皮开裂。低氢型焊条经烘干后，放入焊条保温筒内。焊缝坡口的要求手工电弧焊焊接接头坡口形式及尺寸依板厚度来定。焊接工艺焊接低碳钢和普通低合金钢，其焊条直径和焊接电流按以下原则执行：焊条直径按下表选取焊件厚度6-12131、下型接头焊缝用较大直径焊条焊条直径（mm）4-54-62、平焊焊条直径可增大，但最大直径6mm3、多层焊时，第一层焊缝焊条直径为3.2-4mm焊接电流：焊接电流太大，焊接时易咬肉烧穿、飞溅、焊条发红；焊接电流太小，电弧不稳定，未焊透或夹渣，
18、生产效率也低。焊接碳钢时，焊接电流与焊条直径成正比I=（35-55）d I-焊接电流（A） d-焊条直径（mm）焊接位置不同，焊接电流也要适当调整，立焊时比平焊时减少10-15%，仰焊比平焊减少15-20%。低碳钢和16锰钢的焊接层数无严格要求，但每层焊缝厚度最好为4-5mm。 手工电弧焊适用的焊接工艺参数焊件厚度或焊脚（，k/mm）第一层焊缝其他各层焊缝封底焊缝焊条直径（/mm）焊接电流焊条直径（/mm）焊接电流（I/A）焊条直径（/mm）焊接电流（I/A）124160-2104160-2105220-280焊缝质量的检验焊缝质量检验级别和外观检查质量标准见GB50205-2001之规定。按
19、钢结构工程施工及验收规范，GB50205-2001，级检验，超声波探伤按GB11345-89 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果。二次号料根据图纸尺寸将吊车梁长度号出，用手工割枪切割。组装纵向肋板、端头封板、弯板，手工电焊焊接，组装封板要求刨平端面与梁主体垂直。修理清除熔渣，切割后有不平处用砂轮打磨。钻孔按图纸要求尺寸定出孔中心位置，然后钻孔。总体检查执行标准钢结构工程施工及验收规范，GB50205-2001。手工电弧焊焊缝外观检查，检查标准按钢结构工程施工及验收规范，GB50205-2001，质量标准二级执行。除锈刷油处有锈皮、水、油污等杂质要清理掉。检查验收应符合钢结构工程施工及验收规范，
20、GB50205-2001。各种构件刷油前请监理工程师来制作现场进行检查验收.作好隐蔽记录,检查合格后签字发运施工现场.5、主体钢结构安装5.1钢柱安装5.1.1柱子安装前应设置标高观测点和中心线标志,同一工程师的观测点和标志设置位置应一致,并应符合下规定:(1)标高观测点的设置应符合下列规定:a标高观测点的设置应以牛腿(肩梁)支承面为为基准,设在柱的便于观测处;b无牛腿(肩梁)柱,应以柱顶端一桁架连接的最上一个安装孔中心为基准。c中心线标志的设置应符合下列规定:在柱底板上表面上行线方向设一个中心标志,列线方向两侧各设一个中心标志;在柱身表面上行线和列线方向各设一中心线,每条中心线在柱底部、中部
21、（牛腿或肩梁部）和顶部各设一处中心标志；双牛腿（肩梁）柱在行线方向两个柱身表面分别设中心标志。5.1.2钢柱安装校正应符合下列规定:(1)应排除阳光侧面照射所引起的偏差.(2)应根据气温(季节)控制柱垂直度偏差,并应符合下列规定:气温接近当地年平均气温(春、秋季),垂直念头应控制在“0”附近。当气温高于或低于当地平均气温时,应符合下列规定:应以每个伸缩段(两伸缩缝间)设柱间支撑的柱子为基准(垂直度校正至接近“0”),行线方向多跨厂房应以与屋子架刚性连接的两柱为基准;气温高于平均气温(夏季)时,其他柱间就应倾向基准点相反方向;气温低于平均气温(冬季)时,其他勘误表向就倾向基准点方向;柱倾斜值应根
22、据施工时气温与平均温度的温差和构件(支撑和屋架等)的跨度或基准点距离决定。5.1.3柱子安装的允许偏差应符合钢结构施工验收规范GB50205-2001的规定,屋架安装和固定连接后,柱子尚进行复测,超差的应进行调整。5.1.4对长度比较大的柱子,吊装后应增加临时固定措施。5.1.5柱间支撑安装应在柱子找正后进行,应在保证柱垂直度的情况下安装柱间支撑,支撑不得弯曲。5.1.6柱在安装时，应先将调整螺栓调至同一高度，然后再将柱回落，再将固定螺母锁住，待调整完毕后再将锁母锁死，然后锁备母。螺栓紧固后，如接触牢固可靠，即可用电焊焊牢。5.1.7钢柱吊装应采用直吊绑扎法吊装，吊索与柱接触点应用半贺钢管保护
23、，绑扎点在柱的高度的2/3处。5.1.8钢柱吊装时所弹中心线或轴线必须和基础轴线对齐，垂直偏差在20mm以内时方可脱钩，脱钩前必须将螺栓拧紧。5.1.9安装后的钢柱应进行矫正，内容包括垂直度、柱顶标高。5.1.10安装质量符合钢结构工程施工及验收规范（GB50205-2001）之规定。5.2屋面梁安装5.2.1屋面梁安装前应校对柱顶面标高，顶面标高必须在允许偏差范围内。5.2.2屋面梁除两端直接吊装外，其余均在地面上拼接后再整体吊装。5.3柱间支撑的安装柱间支撑安装前，复核和复校钢柱的垂直度，在达到验收标准随即安装和固定柱间支撑。5.4檩条安装要求横平竖直，连接处螺栓必须拧紧不得松动。 5.5
24、钢丝绳的选用及允许拉力计算：钢丝绳的允许拉力按下列公式计算： Fg=Fg/K 式中Fg钢丝绳的允许拉力（kN）Fg 钢丝绳的钢丝破断拉力总和（kN）换算系数（0.85）K钢丝绳的安全系数（6）选用619的钢丝绳，直径18.5mm。单根钢丝绳的允许拉力为：Fg=0.85*238/6=33.7（kN）四根钢丝绳的允许拉力为：33.7*4=134.9（kN）该厂房所有构件最大重量小于13。49吨，因此选用此钢丝绳比较安全。6、结束语门式刚架轻型房屋钢结构具有造价低、重量轻、安装方便、施工周期短等优点，在工业厂房中得到较为广泛的应用。但是，在实际工程设计中，存在着经济指标不够理想，结构的安全度不高等问题，为了更安全、经济地设计门式刚架，需要进一步研究设计与应用方面存在的问题，确保工程的设计质量，推动门式刚架轻型房屋钢结构的进一步发展。参考文献钢结构工程施工及验收规范（GB50205-2001）