鋼結(jié)構(gòu)廠房的主要構(gòu)件
主構(gòu)件:
1、鋼柱;
2、鋼梁,也稱為屋架梁;
3、抗風(fēng)柱;
4、屋面檁條、墻面檁條(也稱為墻梁);
5、鋼板天溝;
6、吊車梁
次構(gòu)件:
1、水平支撐;
2、柱間支撐;
3、拉條;
4、系桿;
5、屋面板、墻面板;
6、預(yù)埋錨栓及連接用的螺栓
7、隅撐
鋼結(jié)構(gòu)的拼裝
1、鋼屋架(鋼天窗架)拼裝
①.鋼構(gòu)件出廠前,先驗(yàn)收鋼構(gòu)件,盡量做到把安裝問題消滅在加工廠內(nèi)。
②.現(xiàn)場拼裝地基堅(jiān)硬,并做相應(yīng)的拼裝臺;必要時(shí)加約束處理找平。
③.檢查拼裝節(jié)點(diǎn)處的角鋼或鋼管是否變形;如有變形,用機(jī)械矯正或火焰矯正,達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后,再按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行拼裝。
2、鋼柱拼裝
應(yīng)用于需要多節(jié)柱的拼裝在一起安裝過程
①.為便于保證鋼柱拼接質(zhì)量,減少高空作業(yè),在地面臥拼,起重機(jī)起重能力能滿足一次起吊。
②.根據(jù)鋼柱斷面不同,采取相應(yīng)的鋼平臺及胎具。
③.每個(gè)拼裝節(jié)點(diǎn)最容易出現(xiàn)翼緣錯口問題。如發(fā)現(xiàn)翼緣板制作構(gòu)件時(shí)發(fā)生變形,采用方便的機(jī)械矯正或火工矯正,達(dá)到允許誤差繼續(xù)拼接。拼接一般用倒鏈且焊耳板的方法校正對接。
④.接頭一面焊接冷卻后,將柱翻身。在焊另一面前,接著進(jìn)行找平、繼續(xù)測量通線、找標(biāo)高、點(diǎn)焊、焊好、約束板、焊接、冷卻、割掉約束板和耳板、復(fù)核尺寸。
3.鋼梁拼裝
鋼梁拼裝用于較大跨度桁架、輕型鋼結(jié)構(gòu),端面工、H、 □型居多,連接方法有高強(qiáng)度螺栓、栓焊組合和焊接三種形式。
①.變截面斜梁、多截面梁、實(shí)腹焊接工字形截面或 H形截面梁,根據(jù)運(yùn)輸條件劃分為若干個(gè)單元,單元之間可通過端板以高強(qiáng)度螺栓連接拼裝。
②.拼裝方法,根據(jù)不同結(jié)構(gòu)形式和桿件連接方法,采取不同方法。如起重設(shè)備能滿足吊裝要求,先考慮臥拼,臥拼的程序同屋架;其次,才考慮采用立拼。
鋼結(jié)構(gòu)的安裝
1.一般要求
①.鋼結(jié)構(gòu)的安裝程序,必須確保結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和不導(dǎo)致永久性的變形。
②.安裝前,應(yīng)按照構(gòu)件明細(xì)表核對進(jìn)場的構(gòu)件,查驗(yàn)質(zhì)量證明書和設(shè)計(jì)更改文件;工廠預(yù)裝的大型構(gòu)件在現(xiàn)場組裝時(shí),應(yīng)根據(jù)預(yù)組裝的合格記錄進(jìn)行。
③.構(gòu)件在工地制孔、組裝和焊接以及涂層等的質(zhì)量要求均應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。
④.構(gòu)件在運(yùn)輸和安裝過程中,被破壞的涂層以及安裝連接處,應(yīng)按照有關(guān)規(guī)定補(bǔ)涂。涂面層應(yīng)在結(jié)構(gòu)安裝完成并固定后進(jìn)行。
⑤.構(gòu)件安裝和校正時(shí),如檢測空間的距離和跨度超過10M以上,應(yīng)用夾具和拉力計(jì)數(shù)器配合卷尺使用,其拉力值應(yīng)根據(jù)溫差換算標(biāo)定讀數(shù)。
⑥.鋼結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)方法,應(yīng)按設(shè)計(jì)要求和專門的規(guī)范的規(guī)定進(jìn)行。
⑦.嚴(yán)禁在吊車梁的下翼緣和腹板上焊接懸掛物和卡具。
2.基礎(chǔ)
①.構(gòu)件安裝前,必須取得基礎(chǔ)驗(yàn)收的合格資料(行—列線和標(biāo)高等) ;A(chǔ)施工單位可分批或一次交給,但每批所交給的合格資料,應(yīng)是一個(gè)安裝單元的全部柱基基礎(chǔ)。
②.安裝前,應(yīng)根據(jù)基礎(chǔ)驗(yàn)收資料復(fù)核各項(xiàng)數(shù)據(jù),并標(biāo)注在基礎(chǔ)表面上。支承面,支座和地腳螺栓的位置、標(biāo)高等的偏差應(yīng)符合表19-36的規(guī)定。
③.復(fù)核定位應(yīng)使用軸線控制點(diǎn)和測量標(biāo)高的基準(zhǔn)點(diǎn)。
④.鋼柱腳下面的支承構(gòu)造,應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,需要填墊墊鐵時(shí),每迭不得多于三塊。
⑤.鋼柱腳底板面與基礎(chǔ)間的空隙,應(yīng)用細(xì)石混凝土澆筑填實(shí)。
3.運(yùn)輸和堆存
①.裝卸、運(yùn)輸和堆存均不得損壞構(gòu)件并防止變形。堆放物應(yīng)放置在墊木上。已變形的構(gòu)件應(yīng)予矯正,并重新檢驗(yàn)。
②.剛結(jié)構(gòu)運(yùn)送到安裝地點(diǎn)的順序應(yīng)符合安裝程序,并應(yīng)成套供應(yīng)。
堆存時(shí),應(yīng)考慮擴(kuò)大拼裝和安裝程序的要求。
4.安裝和校正
①.構(gòu)件安裝宜采用擴(kuò)大拼裝綜合安裝的方法施工。
②.擴(kuò)大拼裝時(shí),對容易變形的構(gòu)件應(yīng)做強(qiáng)度和穩(wěn)定性驗(yàn)算。需要時(shí),應(yīng)采取加固措施。
③.采用綜合安裝方法時(shí),其結(jié)構(gòu)必須能劃分成若干獨(dú)立單元或體系,每一體系(單元)的全部構(gòu)件安裝完后,均應(yīng)具有足夠的空間剛度和可靠的穩(wěn)定性。
④.需要利用已安裝好的結(jié)構(gòu)吊裝其他構(gòu)件和設(shè)備時(shí),應(yīng)征得設(shè)計(jì)單位的同意,同時(shí)應(yīng)采取措施防止損壞結(jié)構(gòu)。
⑤.確定幾何位置的主要構(gòu)件(柱、剛架等)應(yīng)吊裝在設(shè)計(jì)位置上,在松開吊鉤前應(yīng)作初步校正并牢固。
⑥.多層框架結(jié)構(gòu)的安裝,每完成一個(gè)層間的柱后,應(yīng)進(jìn)行校正,繼續(xù)安裝上一個(gè)層間時(shí),應(yīng)考慮下一個(gè)層間安裝的偏差值。
⑦.已安裝的結(jié)構(gòu)單元,在檢測調(diào)整時(shí),應(yīng)考慮外界環(huán)境影響(如風(fēng)力、溫差和日照)出現(xiàn)的自然變形。吊車梁和軌道的調(diào)整應(yīng)在主要構(gòu)件牢定后進(jìn)行。
⑧.設(shè)計(jì)要求頂緊的節(jié)點(diǎn),相接觸的兩個(gè)平面必須保證有70%緊貼,用0.3mm的塞尺檢查,插入深度的面積不得大于總面積的30%,邊緣最大間隙不得大于0.8mm。
5. 鋼結(jié)構(gòu)的連接
鋼結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件由鋼板、型鋼等連接而成,如梁、柱、桁架等,運(yùn)到工地后通過安裝連接成整體結(jié)構(gòu),如廠房、橋梁等。因此在鋼結(jié)構(gòu)中,連接占有很重要的地位,設(shè)計(jì)任何鋼結(jié)構(gòu)都會遇到連接問題。
鋼結(jié)構(gòu)的連接通常有焊接,鉚接和螺栓連接。
■鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法有電弧焊,電阻焊和氣焊。
■對接焊縫的形式有直邊縫、單邊V形縫,雙邊V形縫、U形縫、K 形縫、X 形縫等。
■焊接連接與鉚釘、螺栓連接比較有下列優(yōu)點(diǎn):
⑴不需要在鋼材上打孔鉆眼,既省工省時(shí),又不使材料的截面積受到減損,使材料得到充分利用;
⑵任何形狀的構(gòu)件都可直接連接,一般不需要輔助零件,使連接構(gòu)造簡單,傳力路線短,適應(yīng)面廣;
⑶焊接連接的氣密性和水密性都較好,結(jié)構(gòu)剛性也較大,結(jié)構(gòu)的整體性較好。
■但是,焊縫連接也存在下列問題:
⑴焊縫中可能存在裂紋、氣孔、燒穿、夾渣、未焊透、咬邊、焊瘤等缺陷。
⑵由于高溫作用在焊縫附近形成熱影響區(qū),鋼材的金相組織和機(jī)械性能發(fā)生變化,材質(zhì)變脆;
⑶焊接的殘余應(yīng)力會使結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性破壞和降低壓桿穩(wěn)定的臨界荷載,同時(shí)殘余變形還會使構(gòu)件尺寸和形狀發(fā)生變化;
⑷焊接結(jié)構(gòu)具有連續(xù)性,局部裂縫一經(jīng)發(fā)生便容易擴(kuò)展到整體。
由于以上原因,焊接結(jié)構(gòu)的低溫冷脆問題就比較突出。設(shè)計(jì)焊接結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)經(jīng)常考慮焊接連接的上述特點(diǎn),要揚(yáng)長避短。遇到重要的焊接結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與焊接工藝要密切配合,取得一個(gè)完滿的設(shè)計(jì)和施工方案。
②.鋼結(jié)構(gòu)螺栓連接
■螺栓連接的排列和構(gòu)造要求
螺栓在構(gòu)件上的排列可以是并列或錯列(圖3-11),排列時(shí)應(yīng)考慮下列要求:
★受力要求:對于受拉構(gòu)件,螺栓的栓距和線距不應(yīng)過小,否則對鋼板截面削弱太多,構(gòu)件有可能沿直線或折線發(fā)生凈截面破壞。對于受壓構(gòu)件,沿作用力方向螺栓間距不應(yīng)過大,否則被連接的板件間容易發(fā)生凸曲現(xiàn)象。因此,從受力角度應(yīng)規(guī)定螺栓的最大和最小容許間距。
★構(gòu)造要求:若栓距和線距過大,則構(gòu)件接觸面不夠緊密,潮氣易于侵入縫隙而產(chǎn)生腐蝕,所以,構(gòu)造上要規(guī)定螺栓的最大容許間距。
★施工要求:為便于轉(zhuǎn)動螺栓扳手,就要保證一定的作業(yè)空間。所以,施工上要規(guī)定螺栓的最小容許間距。
■螺栓的受力分類
栓根據(jù)作用不同,按螺栓受力可以分為:受剪、受拉及剪拉共同作用。
■螺栓連接的特點(diǎn)
⑴優(yōu)點(diǎn):安裝方便,特別適用工地安裝連接,也便于拆卸。
⑵缺點(diǎn):在板件上開孔和拼裝時(shí)對孔,增加制造工作量,螺栓孔使截面削減,同時(shí)還浪費(fèi)鋼材。
■螺栓連接要求
⑴永久普通螺栓緊固應(yīng)牢固、可靠、外露絲扣不應(yīng)少于2扣。
⑵自攻螺栓與連接鋼板應(yīng)緊固密貼,外觀排列整齊。
⑶高強(qiáng)度螺栓連接副擰后,螺栓絲扣外露應(yīng)為2-3扣,其中允許有10%的螺栓絲扣外露1扣或4扣 。
⑷高強(qiáng)度螺栓的安裝順序應(yīng)從剛度大的部位向不受約束的自由端進(jìn)行,即從中間向兩邊或四周進(jìn)行。
注:高強(qiáng)度螺栓終擰1h時(shí),螺栓預(yù)拉力的損失已大部分完成,在隨后一兩天內(nèi),損失趨于平穩(wěn),當(dāng)超過一個(gè)月后,損失就會停止,但在外界環(huán)境影響下,螺栓扭矩系數(shù)將會發(fā)生變化,影響檢查結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了統(tǒng)一和便于操作,檢查一定要在1h后48h之內(nèi)完成。
③.鋼結(jié)構(gòu)鉚接連接
鉚釘:在鉚接中,利用自身形變或過盈連接被鉚接件的零件。
鉚接:使用鉚釘對連接件實(shí)行的一種剛性連接,是不可拆卸的。小型鉚釘可以冷鉚,大型鉚釘就是在紅熱狀態(tài)下熱鉚。對經(jīng)常受動力荷載作用,荷載較大和跨度較大的結(jié)構(gòu),有時(shí)仍然采用鉚接結(jié)構(gòu)。
優(yōu)點(diǎn):塑性、韌性和整體性好,連接變形小,傳力可靠,承受動力荷載時(shí)的 疲勞性好,質(zhì)量也便于檢查。
缺點(diǎn):構(gòu)造復(fù)雜用鋼量大,施工麻煩,勞動條件差。