工业厂房钢结构制作工艺研究

发表时间:2021/5/12   来源:《基层建设》2020年第30期   作者:丁志鹏 李嘉庆 刘依琳
[导读] 摘要:目前,由于我国经济的飞速发展,越来越多的工业建筑渐渐出现在人们的视野中。
        中国建筑一局(集团)有限公司华北公司  天津  300457
        摘要:目前,由于我国经济的飞速发展,越来越多的工业建筑渐渐出现在人们的视野中。慢慢地,随着施工工艺的成熟和施工技术要求的提高,工业建筑的结构体系也日趋完善,高强度钢结构的建筑也广泛出现。由于钢结构材料拥有高强度和高弹性模量,因此使钢结构有着很好的韧性和塑性,这就使得钢结构建筑拥有更好的抗风和抗震能力,极大地提高了现代工业厂房的安全性与稳定性。
        关键词:工业建筑;钢结构;制作工艺;标准
        本文结合天津一汽丰田新能源工厂建设项目总装检查联合厂房——检查车间钢结构施工,对工业厂房的钢结构制作工艺进行论述。
        1.工程概况
        本工程为天津一汽丰田新能源工厂建设项目总装检查联合厂房——检查车间工程,总建筑规模12377.39㎡,建设层数厂房为1层,建筑高度8.990m。该工程主要承担汽车制造的出厂性检查与试验,工程整体为钢结构形式,钢柱采用组焊H型钢和组焊箱型,钢粱采用组焊H型钢及成品H型钢,上设钢檩条。
        2.钢结构制作工艺
        2.1 钢结构材料的矫正及预处理
        钢结构材料应平整无弯曲和变形,否则应进行矫正,矫正可用机械或火焰矫正的方法进行。火焰矫正的加热温度应根据钢材性能确定,但不得超过850℃,低合金钢材料严禁用水激冷,加力矫正应避开蓝脆区(200℃~400℃);机械矫正主要采用钢板矫平机进行矫正。矫正后的钢材表面,不应有明显的凹面和损伤,划痕深度不得大于0.5mm,且不应大于该钢材厚度负允许偏差的1/2。采用专用钢板预处理生产线对钢板进行预除锈,喷车间底漆和烘干,保证钢材的除锈质量达到Sa2.5级,其工艺流程按自动冲砂→自动除尘→喷漆→烘干的流程进行。
        2.2 钢结构材料的拼接原则
        1)等强度全焊透拼接;
        2)翼、腹板的拼接缝必须错开200mm以上。翼板拼接长度大于2倍板宽;腹板的拼接宽度大于300mm,长度大于600mm,节点部距拼接缝必须>100mm,并与钢板轧制方向一致。拼接、焊接必须在H型钢组装前进行;
        3)轧制型钢的对接位置>1m且<1/3L处,节点部距拼接缝必须>100mm,焊接按设计要求进行,焊接、探伤合格后将锁口补上。
        4)下料时,应尽量使构件受力方向与钢材轧制方向一致。使用的钢材必须平直无损伤及其他缺陷,否则应先矫正或剔除。钢板号料时应除去大于10mm的轧制边缘。
        5)钢结构制作下料时,应对主要承重结构节点、焊缝集中区域所用钢板及重要构件、重要焊缝的热影响区,进行超声波检测,以保证钢板质量。
        2.3 钢结构材料的切割、铣削
        切割质量的好坏是钢结构加工质量控制的关键,坡口加工的好坏直接影响到各种焊接型材拼装质量。钢材的切割原则上采用火焰自动切割或NC切割,次要部位的零件可以采用火焰半自动切割或手工切割。材料切割后,自由边缘必须进行打磨。所有构件自由端必须倒角。切割前先检查钢材的规格、材质、质量等是否符合要求,钢材表面上的油污、松动的氧化皮杂物等应清除干净。切割后切割面应除去熔渣和飞溅物。对于组装后无法精整的表面,如弧形锁口内表面等,应在组装前进行处理。当达不到上述要求时应用砂轮打磨平整,以保证切割断面的质量。零件板的坡口采用数控火焰切割或者采用机械刨(铣),钢管的坡口加工采用全自动电动坡口机。
        2.4 钢结构材料的组装
        钢结构在拼装过程中必须严格按照工艺规定拼装,当有隐蔽焊缝时,必须先行施焊,并经检验合格后方可覆盖。

当有复杂拼装部件不易施焊时,亦可采用边拼装边施焊的方法来完成其拼装工作。拼装出首批钢构件后,必须由质量检查部门进行全面检查,经检查合格后,方可进行继续拼装。拼装好的钢构件必须立即用油漆在明显部位编号,写明图号、构件号和件数,以便查找。构件装配时必须按照工艺流程进行,组装前焊缝两侧各50mm范围以内的铁锈、氧化铁皮、油污、水分清除干净,并显露出钢材的金属光泽。对于在组装后无法进行涂装的隐蔽面,应在组装前喷砂除锈,涂上油漆。H型钢的翼板和腹板下料后须进行矫正,组装应在H型钢胎架或H型钢拼装机械上进行拼装,拼装后按焊接工艺进行焊接和矫正。矫正可用机械或火焰矫正的方法进行,火焰矫正的加热温度应根据钢材性能确定,低合金钢材料严禁用水激冷。当采用夹具组装时,拆除夹具时不得损伤母材;对残留的焊疤应修磨平整。加工完毕后,外形整修、清除焊疤、焊接飞溅并打磨光洁,外露切割边缘应打磨倒角,提交检验。
        2.5 钢柱制作
        钢柱分为两种。一种为箱型,一种为H型钢。制作时要严格控制关键工序的施工,确保制作质量。在环境温度低于0oC时,必须做好焊前预热或焊后缓冷,防止产生焊接裂纹。定位点焊的长度为50mm—60mm,间隔300mm,点焊高度不宜超过焊缝高度的2/3。工件定位点焊不允许存在裂纹等焊接缺陷,凡有焊接缺陷的地方,应彻底铲除并重新进行定位焊后,方可正式焊接。
        2.6 钢梁制作
        钢梁截面为组焊H型钢。平台梁为承重结构,为避免在使用过程中下挠,制作过程中需进行起拱设计。梁一般应有3~5mm的上挠,采用抛物线形式,在腹板下料时进行控制。梁上腹板在数控钻床钻完孔后再组装焊接,所以要考虑收缩余量,考虑每5M增加1mm,翼板接料处,两孔相邻位置要留2~3mm余量。腹板纵向,横向焊缝接料。先接纵向焊缝,焊完后钢板会呈一弧线变形或边缘波浪形,然后再接横缝,在接横缝时特别要注意钢板变形的方向性。腹板焊完后会出现变形,在H型钢组装前,纵横焊缝周围40~50mm位置的急弯必须火焰矫正,由于纵向焊接产生焊缝方向收缩变形而产生的边缘波浪,在组装时进行调整。
        钢梁的上翼缘和腹板间的焊缝为要求熔透的焊缝,如图所示,其焊接工艺采用半自动CO2气保焊打底,埋弧自动焊盖面。在组焊胎位上点焊固定后即进行打底焊,在专用胎架上进行埋弧焊。注意焊接胎架的角度是随坡口角度设计值而改变的,即须保证埋弧自动焊焊嘴的中心即焊丝垂直向下且正好在腹板与上翼缘夹角的平分线上,以保证焊接质量。梁的劲板焊接采用CO2气体保护焊。
        2.7 安全事项
        (1)所有施工人员必须进行技术交底、安全操作培训,配备安全措施必须的安全装备。
        (2)施工过程一定要有技术人员进行现场监督查看,随时处理可能发生的事件。
        3、结论
        钢结构制作工艺是一项复杂和施工难度较大、繁琐的系统过程,因此,我们必须做到严谨和周密。在钢结构的制作过程中,我们既要严格遵守钢结构工艺的要求,也要根据施工现场的实际情况和环境条件,在掌握透彻相关资料的前提下,因地制宜的选择详细且严谨的钢结构制作方案,除此之外,还要做好制作过程中的监督工作,吸取前人留下的教训,取其精华去其糟粕,不断提高钢结构制作的工艺。为推动我国钢结构制作工艺的发展贡献出自己的一份力量。
        参考文献:
        [1]钢结构工程施工质量验收规范[S].GB50205-2010
        [2]建筑钢结构焊接技术规范[S].JBJ81-2000
        [3]许世雄.浅谈建筑钢结构施工工艺与技术[J]科技创新导报.2010(13)
        [4]王瑞丽.浅谈大跨度钢结构施工的质量控制[J]中国高新技术企业.2009(12)
        [5]王立异.浅谈工业厂房钢结构施工技术要点[J]经营管理者.2015(11)
        [4]易永会.对钢结构施工技术的分析探讨[J]科技创新导报.2010(01)
 
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