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大跨度鋼屋架制作及施工工學(xué)論文
摘要：本文詳細(xì)分析總結(jié)了大跨度鋼屋架制作及施工工藝的各個(gè)步驟，并針對(duì)容易出現(xiàn)的問(wèn)題提出了相應(yīng)的解決辦法。
關(guān)建詞：鋼屋架；制作；施工
鋼結(jié)構(gòu)廠房有結(jié)構(gòu)輕、強(qiáng)度高、抗震性能好、耐作安裝簡(jiǎn)便、工期短、可拆卸、運(yùn)輸方便等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于大跨度廠房桁架、重噸位車梁及震動(dòng)較大的廠房，因而近些年得到迅速推廣。筆者結(jié)合多年工作經(jīng)驗(yàn)，分析總結(jié)了大跨度鋼屋架制作及施工技術(shù)，以期同行批評(píng)指正。
1鋼屋架的制作及施工工藝
�、賵D紙的自審。在施工前應(yīng)對(duì)圖紙進(jìn)行詳細(xì)的閱讀，對(duì)于裝配尺寸有無(wú)不吻合，若有及時(shí)上報(bào)修正。
�、诓牧系臋z查與處理。鋼材應(yīng)進(jìn)行復(fù)試，合格后方可使用。型鋼材料由于在運(yùn)輸過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生彎曲變形，這將在鋼屋架拼裝過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生不必要的應(yīng)力，可采用大錘錘擊消除應(yīng)力調(diào)直型鋼材料。
�、巯铝稀Ｓ捎谠跉飧钸^(guò)程中，自動(dòng)氣割割縫寬度為3mm，手工氣割割縫寬度為4mm。因此在下料要預(yù)留切割量。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)∠100×10的角鋼和12mm厚度以下的鋼板預(yù)留1mm的長(zhǎng)度，板厚20mm。上下的鋼板應(yīng)預(yù)留2mm左右，而板厚25mm以上鋼板在此基礎(chǔ)上增加0．5mm～1mm即可。
�、芊艠悠脚_(tái)與拼裝平臺(tái)為同一平臺(tái)，平臺(tái)的表面要經(jīng)過(guò)水平儀測(cè)平。鋼屋架的放樣采用1：1的比例按實(shí)際尺寸放樣。用粉線包彈出直線做畫(huà)基準(zhǔn)線，長(zhǎng)度要比屋架長(zhǎng)度長(zhǎng)2m左右。而后在基準(zhǔn)線的1／2長(zhǎng)處用盤(pán)尺與粉線做出基準(zhǔn)垂線。由中心點(diǎn)向左右分別推出屋架全長(zhǎng)，此時(shí)的全長(zhǎng)是由屋架全長(zhǎng)加上焊接收縮余量的長(zhǎng)度。30m以上的大跨度屋架向兩側(cè)分別應(yīng)加大7mm左右。雖然此時(shí)所得到的地樣長(zhǎng)度要比實(shí)際屋架長(zhǎng)度長(zhǎng)10mm～14mm。但經(jīng)過(guò)焊接收縮，即得到理想的設(shè)計(jì)長(zhǎng)度。同時(shí)，從下弦基準(zhǔn)線上中心點(diǎn)延垂直基準(zhǔn)線向上提高6mm，以滿足屋架起拱的設(shè)計(jì)要求。根據(jù)已得到屋架的幾何線，畫(huà)出所有幾何匯交點(diǎn)的位置分別連線，形成完整的屋架幾何受力線。以此畫(huà)出屋架的上弦、下弦、腹桿的輪廓，輪廓之間留有相應(yīng)的焊縫位置寬度，一般約20mm即可。接下來(lái)要根據(jù)圖紙要求畫(huà)出所有節(jié)點(diǎn)板的基本形狀與尺寸，節(jié)點(diǎn)板的形狀最好以矩形和梯形為主，以方便下料。
�、蔹c(diǎn)焊胎具。用∠50×5左右的角鋼頭利用其直角的特性，在屋架所有桿件輪廓上均勻分布點(diǎn)焊牢固。輪廓線要點(diǎn)準(zhǔn)確，因?yàn)檫@是屋架幾何尺寸的關(guān)鍵依據(jù)。
�、迣⑺泄�(jié)點(diǎn)板、上下弦及腹桿分別就位，用楔子將它們固定，使其不能移位。對(duì)起拱的下弦料應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)彎曲。將節(jié)點(diǎn)板與上下弦桿件緊貼，而后點(diǎn)焊牢固。再將所有的腹桿用相同的方法焊牢。需要注意的是角鋼桿件的輪廓邊線必須與地樣完全重合，從而保證幾何受力線匯交一點(diǎn)。最后將屋架加固點(diǎn)焊一遍。打掉楔子，起胎、翻轉(zhuǎn)，做為原始的仿形樣板。
�、甙逊滦螛影逦菁軌|平，以防止彎曲變形。在樣板屋架的所有節(jié)點(diǎn)板上，放置相同的節(jié)點(diǎn)板，邊緣對(duì)齊點(diǎn)焊。只能點(diǎn)焊上下弦的外側(cè)，以方便起胎，而后將上下弦、腹桿依次放在節(jié)點(diǎn)板上，點(diǎn)焊牢固。此時(shí)的關(guān)鍵是將角鋼平面相互對(duì)齊，長(zhǎng)短對(duì)應(yīng)，形成與樣板屋架完全一樣的尺寸結(jié)構(gòu)。
�、嗫傃b。打開(kāi)節(jié)點(diǎn)板上的臨時(shí)焊點(diǎn)，將屋架翻轉(zhuǎn)，吊至相鄰平臺(tái)，墊平后在腹桿上點(diǎn)焊上加筋板。將突出的臨時(shí)焊點(diǎn)清理干凈，不能有超過(guò)1mm的不平度。把上下弦桿件放在相應(yīng)位置上擺正對(duì)齊，利用自制大扳子、夾具和大錘等將其夾緊、打齊，點(diǎn)焊牢固。所有桿件與節(jié)點(diǎn)板點(diǎn)焊完畢后，將底座板及加強(qiáng)肋板點(diǎn)焊上。至此屋架完整的拼裝完畢。
�、岷附印ＲＷC焊縫角高和余高。對(duì)個(gè)別采用立焊不理想的部位可用吊車將屋架立起或翻轉(zhuǎn)使立角焊變?yōu)槠浇呛�。�?duì)于焊縫尺寸較大的，為防止焊接變形可以采用多遍焊的方法，即先將A面焊一遍底，而后翻轉(zhuǎn)將B面焊接完畢，最后再翻轉(zhuǎn)將A面焊接完成。在焊接完畢冷卻后我們將得到一個(gè)長(zhǎng)度準(zhǔn)確，有著嚴(yán)格起拱，幾何匯交點(diǎn)精確的屋架。
2鋼屋架制作及施工過(guò)程中需要注意的問(wèn)題
①鋼屋架的長(zhǎng)度。在有底座板形式的屋架當(dāng)中，是指兩個(gè)底座板中心線的距離。而在有端板連接形式的屋架當(dāng)中則是兩個(gè)端板外側(cè)平面之間的距離。無(wú)論何種形式的鋼屋架其長(zhǎng)度都是由廠房的跨度即柱子間距決定的。因此，鋼屋架的長(zhǎng)度偏差過(guò)大都會(huì)導(dǎo)致屋架無(wú)法安裝定位。即使免強(qiáng)安裝后也不能很好的將屋面的荷載所產(chǎn)生的力矩傳遞分解掉，產(chǎn)生不應(yīng)有的應(yīng)力影響使用。
�、阡撐菁艿钠鸸�。屋架承受荷載后，下弦將因受拉而伸長(zhǎng)，跨中節(jié)點(diǎn)將下垂若干毫米。如果拼裝時(shí)不起拱，跨中節(jié)點(diǎn)下垂后很不美觀，嚴(yán)重者則給人一種不安全的感覺(jué)，好象屋架受力后發(fā)生了很大變形，擔(dān)心有坍塌的危險(xiǎn)。而起拱的鋼屋架安裝受荷載后，水平弦桿將不低于水平線。起拱數(shù)值，一般要求跨度為24m或24m以上的梯形和平行弦桁架，當(dāng)下弦無(wú)曲折時(shí)，宜起拱，拱度約為跨度的1／500。
�、垆撐菁艿膮R交點(diǎn)。鋼屋架的弦桿與豎向腹桿及斜向腹桿的幾何線應(yīng)匯交于一點(diǎn)。鋼屋架在自身的結(jié)構(gòu)形式上充分的利用了三角形的穩(wěn)固性這一特點(diǎn)，鋼屋架的上下弦桿及腹桿分別受拉力矩和壓力矩的作用，相互之間通過(guò)匯交點(diǎn)，把力矩進(jìn)行了很好的分解與傳遞。若匯交點(diǎn)偏離，會(huì)使屋架的上下弦桿多處受力，從而變成了不穩(wěn)定的多邊形，受荷載作用使鋼屋架局部桿件變形。因此，在實(shí)際制作施工過(guò)程中，保證屋架桿件幾何線匯交一點(diǎn)是關(guān)鍵問(wèn)題之一。
參考文獻(xiàn)：
[1]GB50017-2003,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S]．
[2]GB50205-2003,鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范[S].
[3]JGJ81-2002,建筑結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程[S].
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