轻型钢结构制作施工工艺

轻型钢结构制作施工工艺轻型钢结构系采用小型角钢、圆钢和薄钢板等材料组成的简易钢结构。它具有取材方便，结构轻巧、美观，用钢量少（８~１５ｋｇ／m2）；制作、运输、安装方便，可用较简单的机具设备，装拆容易，造价较低等优点。其制作特点是构件数量多，截面小，易焊接变形，要求制作几何尺寸（特别是扎眼）准确，使能在安装中具有互换性，质量要求严。本工地标准适用于作简易住宅的屋架、檩条、托架支柱等构件，亦可用于跨度不大于１８ｍ、安有起重量不大于5ｔ的轻中级工作制火车的加工房、仓库等钢结构工程。一、材料要求１、钢材一般采用Ｑ２３５钢、１６Ｍｌｌ钢，应有质量证明书，并应符合设计要求及国家有关标准的规定。２、焊条型号按设计或规范要求选用，并应有出厂合格证明；药皮脱落或焊芯生锈的焊条不得使用。３、螺栓型号、规格符合设计要求，并应有质量证明书；锈蚀、碰伤、丝扣损坏的不得使用。４、涂料防腐油漆涂料的品种、牌号、颜色及配套底漆、腻了，应符合设计要求和国家标准的规定，并有产品质量证明书。二、主要机具设备１、机械设备剪切机、冲剪机、砂轮锯、手电钻、钻床、手抬压杠钻、除锈机、杠杆压力机、顶床、履带式或轮胎式起重机以及电、气焊设备等。２、主要工具卡具、夹具。楔铁、滑轮、倒链、钢丝绳、卡环、绳夹、塞尺、钢卷尺等。三、作业条件1、根据设计单位提供的设计文件、资料绘制钢结构施工详图。２、编制作业工艺卡，组织学习图纸和有关技术规程，向工人小组进行技术交底。３、对所供应的原材料按设计举求逐一进行物理性能和化学成分的检验；检查原材料。焊条质量证明书；原材料运进工厂或现场按规格和数量进行清点，并分类整齐堆放，以备使用。４、根据制作工艺要求备齐机具设备以及施工用料；对焊工进行考试，经考试合格取得相应施焊条件的合格证者才准操作，并按其技术水平定人、定点并编号。四、施工操作工艺（一）结构型式构造轻型钢结构屋架型式有三角形、三角拱形和校形等（图1）。屋架上弦杆多采用两个小型角钢组成的┐┌形截面，下弦、腹杆用圆钢筋或小型单用钢。节点构造如图2。三铰拱屋架由两根斜梁和一根水平拱拉杆组成，多采用平面析架式或倒置三角形的空间行架形式，上弦通常采用角钢，下弦杆用角钢或圆钢，腹杆多用圆钢加工成连续的“蛇形”或“Ｗ形”；拱拉杆来用圆钢或双圆钢，在跨中设花篮螺栓或在端头设双螺母拉紧；为减少拉杆下垂，在中间设圆钢吊杆。轻型檩条和托架截面，压杆多用小角钢，拉杆和压力很小的杆件用国钢筋。亦有的采用异型薄壁型钢。钢柱用组合型钢或单根钢管，或用钢板组合成工字形或Ｈ型，下焊底座，上焊柱头，亦有的采用柱梁组合在一起的人字式钢梁门（屋）架，四周布墙梁，外表面挂镀锌压型钢板。（二）工艺流程原材料矫直→放样、号料→下料（剪切、气割）→零件加上（钻孔、零件煨弯、小装配件焊接等）→焊定位架（挡）→总装配（装屋架杆件、檩托、支撑连接板、下弦有关零件以及柱和底座、柱头等）→定位点焊→焊接→成品检验。（三）原材料矫直轻型型钢和圆钢，在运输、堆放过程中易产生弯曲或翘曲变形，下料前应予矫直。整平，一般多用杠杆压力机或顶床等并加模垫，进行冷矫正平直、整平，使达到合格的要求。（四）放样、号料1、放样应在平整的平台或水泥地面上进行，以1：1的尺寸放出构件详图。屋架应使杆件重心线在节点处交汇一点，避免偏心；上下弦应同时起拱（15m跨以内屋架起拱值１０２、根据放样实际外形尺寸，用０.５～０.７５mm３、号料要根据材料长度留出１～４ｍｍ的切割余量。号料允许偏差为：长度１mm，孔距０．5mm（五）下料成型１、切割一般用冲剪机、无齿锯或砂轮锯切割；特殊形状可用氧乙炔焰切割，用小口径割嘴，端头用砂轮或风铲整修，清除毛制、熔渣等，打磨平整，并打被口（或刨边），每根杆件先下一根料，经试装配检查无误，方可成批下料。２、杆件钻孔应用钻模制孔，用电钻或在钻床上进行，不得用氧乙炔焰气割成孔，以免损伤母材。３、圆钢惯弯多用加热弯曲法，即用氧乙炔焰焊炬加热，弯曲年径处，边加热边弯曲，小直径钢筋可用冷弯加工。蛇形腹杆通常以两书以上为一个加工单元，以保证平整和减少书点焊缝。（六）构件装配１、屋架（桁架，下同）组装方法，有平装和立装两种。跨度１５mm２、在平台上先弹出整榀屋架几何轴线及节点位置，校对无误后，用钢冲做好标记，然后划线，在屋架外形尺寸的两侧焊定位钢板或型钢，使弦杆与檩条。支撑连接板处的位置正确，但每一固定点应避开节点位置、焊接时，再用卡具将屋架和定位钢板卡紧，以防止焊接变形。３、装配宜用装配路模，按胎模形状装配，以保证几何尺寸的准确。屋架组装顺序是：先将上、下弦杆摆放就位，再放连接板（点焊），再后由跨中向两侧左右对称装上下弦连接腹杆，最后组装两端支座。组装时，构件的中心线应力求在同一水平面上，其误差不得大于３mm，连接孔中心的误差不得大于2４、简单双角钢输架多采用复制法，知接放样将一面组装定位焊好，然后翻身组装并定位焊另一面。翻身时须用杉木杆或其他材料横向进行加固，使屋架各点受力均匀，防止侧向变形。５、杆件截面由三根杆件组成的“ｏ”形空间结构，如棱形行架，可先装成单片平面行架，然后再点焊另一角零件组合成三角形截面，装配腹杆间距要均匀，无论弦杆或腹杆均应先单肢拼配焊接矫正后，然后进行拼装。６、工字柱组装前，腹板应修边，须将往中心线标注在腹板、翼板上（标三个面，二个小面，一个大面）。组装时要垫平，中心线对齐，用拉通线法进行检查。腹板与翼板之间要顶紧，以减小缝隙，上下翼极的错位要求不大于１mm。，接头缝隙宽度的偏差不大于ｌｍｍ，缝隙处的坡口角偏差不得大于±５°（七）焊接焊接直用小直径（２.5～３.２ｍm）焊条，采用较小的电流焊接，防止发生咬肉、烧穿、夹渣等缺陷。当有多种焊缝时，相同电流强度焊接的焊缝宜同时焊完，然后调整电流强度焊另一种焊缝，焊条使用前要烘干。焊接顺序：由中间向两端对称施焊，相同高度焊缝尺量一次焊完，避免多次调电流，影响焊接质量。焊接斜梁的圆钢腹杆与弦相连接焊缝时，应尽量采用围焊，以增加焊缝长度，避免或减少节点的偏心。圆钢与圆钢、圆钢与钢板之间的巾角焊缝的有效厚度应不小于0。2D（D-圆钢直径）或3mm，且不大于12倍钢板厚度，焊缝计算长度不小于20５、对于檩条等小型构件，可使用一种辅助固定卡具或夹具，或辅助定位板，以保证结构的几何尺寸正确。（八）防腐1、钢构件涂漆前，应将构件上的诱皮氧化层、毛刺、焊渣等清除干净。一般采用钢丝刷、砂布、铲刀等工具手工清除，或用电动钢丝刷或喷砂法除锈，至露出金属本色为止。油污应用汽油或煤油、苯类溶剂清洗干净。２、构件清除铁锈和油污后，应立即刷防腐涂料，否则应保持构件表面及堆放环境干燥或涂磷化底漆一度保护。３、构件涂漆种类、涂刷遍数和漆膜厚度应按设计要求施工。底漆面漆应配套。一般徐红丹底漆两度，铅油或调和漆面漆—～二度；或醇酸底漆一度，醇酸磁漆面漆—~二度；或涂磷化底漆一度，环氧铁红两度（工厂两度，工地补涂），面漆一度或两度；腻子亦应按不同品种油漆选用相对应品种的腻子。４、涂面漆时，须将粘附在底漆上的油污、泥土清除干净后才能进行。如发现底漆起鼓。脱落等情况，须返工后方能涂面漆。施工中注明不涂漆的部位（如安装节点处３０～５０ｍｍ），均不得涂漆。所有焊接部位，焊好需补涂油漆部位及构件表面被损坏的油漆涂层，应及时补涂，不得遗漏。五、质量标准保证项目钢材的品种、规格、型号和质量，必须符合设计要求及施工规范的规定。钢材切割面必须无裂纹、夹层和大于1mm焊条的选用必须符合设计要求，焊工必须经考试合格，并取得相应施焊条件的合格证。基本项目构件焊缝表面要求光洁平整，严禁有裂缝、夹渣、焊瘤、烧穿、弧坑、针状气孔和熔合性飞溅等缺陷。气孔、咬边必面符合施工规范的规定。留孔位置正确，位置偏差符合设计要求和施工规范的规定。构件外观表面无明显凹面和损伤，划痕不大于0.5mm。允许偏差项目轻型钢结构制作的允许偏差及检验方法见下表项次项目允许偏差（mm）检验方法1柱底面到柱端与桁架连接的最上一个安装孔距离（L）±L/1500±15.0用钢尺检查2柱底面到牛腿支承面距离（L1）±L1/2000±8.0用钢尺检查3柱受力支托表面到第一个安装孔距离±1.0用钢尺检查4牛腿面的翘曲2.0用钢尺检查5柱身弯曲矢高H/100012.06柱身扭曲连接处其它处±3.0±8.0用拉线、吊线和钢尺检查7柱截面几何尺寸连接处其它处±3.0±4.0用钢尺检查8柱脚底板平面度5.0用1M直尺和塞尺检查9柱脚螺栓孔中心对柱轴线的距离3.0用钢尺检查10桁架跨度最外端两个孔、或两端支承处最外侧的距离L0L0≤24+3.0-7.0用钢尺检查L0>24+5.011桁架跨中高度±10.0用钢尺检查12桁架跨中拱度设计要求起拱±L0/5000用拉线和钢尺检查设计未要求起拱10.0-5.013桁架支承面到第一个安装孔距离±1.0用钢尺检查14桁架相邻节间弦杆的弯曲±L0/1000用拉线和钢尺检查15檩条连接支座间距±5用钢尺检查16桁架杆件轴线交点错位3.0划线后用钢尺检查注：Ｈ为柱高度；L0为行祭跨度。六、成品保护１、构件堆放场地应平整、坚实，并有良好的排水措施。２、构件吊放、堆放应根据构件的类型选择好节点和支点，桥架类构件的吊点和支点应选择在节点处，并应有防止扭曲变形及损坏的措施。３、屋架桥架等重心较高的构件应立放，并设置临时支撑，以防倾倒损坏。钢构件叠层堆放时，支座处需垫了，构件之间用垫木隔开，垫木应在同一垂直线上，以保证不发生变形和损坏。４、构件吊运堆放过程中，不得随意在构件上开孔或切断任何构件，不得遭受任何撞击。５、遇下雨、下雪、刮风砂，应采取必要措施加以保护，以防雨雪、尘土污染而损坏油漆。七、安全措施安全措施同“１３.１钢柱制作”的有关规定。八、施工注意事项１、组装屋架、桁架等构件必须注意起拱，以防止受力时产生向下弯曲的变形，而影响使用功能和寿命。２、组装接头的连接板必须平整，连接表面及沿焊缝位置每边３０～５０ｍｍ范围内的铁锈、毛刺和污垢、油污，必须清除干净。所有组装节点焊缝长度和高度应符合设计要求，以保证构件质量。３、焊接组装的定位点焊应由有合格证的焊工操作。焊接材料型号应与设计要求相同。点焊的焊条直径不直超过４mm，焊缝高度不宜超过设计焊缝的２／３，长度宜为高度的６～７倍，间距宜为３００~４００４、除定位点焊和设计焊缝外，严禁在组装构件上焊其他无关的焊点或焊缝，同时不得在焊缝以外的构件表面和焊缝的端部打火、起弧和灭弧。５、刮风大、雨大、低温（-５℃以下）天气不宜进行焊接作业，或应有相应的保护措施（如设挡风墙，低温下施焊采取预热焊件至１００～１５０６、焊接轻型钢结构构件，因刚度差，易产生变形，焊接时应采取预防构件变形的措施，一般有：（１）严格控制下料尺寸，尽量采用焊接工艺参数小的方法施焊；（2）在节点施加反弯措施；（３）焊缝缝冷，分段轮流施焊；（４）选择合理的焊接次序，以减小变形，如屋架格架直先焊下孩，后焊上弦，先跨中向两侧左右对称进行，后焊两端；（5）对焊缝不多