工业厂房中轻型钢结构施工技术的探讨
摘要: 钢结构工业厂房因其施工速度快、自重轻、抗震性能好、环保节能等特点逐渐代替了笨重的钢筋混凝土结构而在建筑工程中被广泛应用,本文就钢结构工业厂房的施工技术进行论述。
关键词:工业厂房；钢结构；轻型钢；施工技术
Abstract: Steel structure industrial building due to its high construction speed, light weight, good anti-seismic performance, environmental protection and energy saving characteristics gradually instead of bulky concrete structure in building engineering is widely used in steel structure industrial building; this paper discusses the construction technology.
Key words: industrial building; steel structure; steel; construction technology
1 引言
随着改革开放的深入发展，工业开发区如雨后春笋一样在全国各地兴起，由于现代钢结构工业建筑具有施工周期短，投资回收快，造型简洁、明快等优点。因此，在开发区里钢结构厂房比比皆是。现代钢结构工业建筑作为招商引资的载体可租、可售，具有既可单独设厂，又可完整连接、搭配组合的特点，无论厂家规模大小，都有合适的厂房可供选用。
2 钢结构工业厂房的优点
钢结构工业厂房的主要优点包含以下几个方面：
(1) 钢结构工业厂房的施工速度和效率上，工业厂房的构件能实现工厂的批量生产模式，安装模式较为快捷，并且施工简单，可以实现有效短施工周期。
(2) 钢结构工业厂房能减轻建筑物结构的质量百分之三十左右，尤其在抗震标准要求较高的地方，应综合考虑其经济效益，构建优于钢筋混凝土的钢结构工业厂房的体系。
(3) 钢材是一种高强度高效能的原材料，在不需要制模施工的情况下可循环利用，属于环保型绿色建筑体系，具有较好的施工效果。
3 施工方案比选
1) H 型钢的施工通常可以采用手工焊接和机械焊接等方法,但手工焊接一般是焊接数量小、机械化要求不高的结构中采用,因为手工电弧焊在引弧和熄弧过
程中容易产生焊缝夹杂,使焊接质量降低。因此,手工焊接技术与自动化、机械化焊接技术相比,焊接效率低、焊接质量差、变形不易控制；在大型的钢柱施工中通常不采用这种方法。
2) H 型钢的施工采用自动气切割机进行柱板切割,这种方法取代人工气割下料,可以减少和防止下料时钢板受热不均产生弯曲和翘曲变形,在施工中用三头式CG1-200 型自动气切割机取代人工气割下料。另外,为保证焊接质量和降低焊接热应力影响,采用先进的MD-100 型埋弧自动焊机代替手工焊。矫正采用自制胎具用H01-40A 焊加热借助千斤顶进行处理。
4 H 型钢的施工
H 型钢下料采用自动气切割机进行钢板切割,开坡口方法为半自动切割K 型坡口,下料完成后进行调直校正,为保证柱身板拼装准确,需制备组装胎膜,组装顺序为:首先以底翼板为基准,然后中腹板和上翼板,进行H 型组立,进行焊接,柱身主体焊接采用埋弧自动焊,焊接完成后进行调直矫正。H 型钢涂装严格按标准板除锈、刷油,H 型钢制作完成后由专职质检人员进行检验、编号。其施工工艺过程为:
下料图单→放样号料→下料→组立、焊接→矫正型钢→除锈→油漆→安装。
4.1 下料
根据施工图纸和《钢结构设计、施工规范》等要求,认真核对施工图纸,对施工人员进行认真的技术交底。使施工人员对下料图单的每个环节都熟悉掌握,做到心中有数。
4.2 组立焊接
1) 组立。对加工完的零件(半成品) 进行复检。如有个别毛刺、坡口、波纹、超差、漏处理先进行处理,合格后,按组装顺序用龙门吊车依次吊装,为保证组装尺寸的精度应自制胎具。将底翼板吊至胎具上,并与已经经过平面度、垂直度校核的限位板靠紧,量垂直度、直线度,达到要求后吊中腹板,将中腹板与限位板靠近靠实,测垂直度及平面度,当达到要求时在腹翼垂直位置分段点焊直三角定位加肋块,分别与底翼板和中腹板点焊到一起,然后吊组上翼板。先将其与立限位板靠紧,测量垂直度、间距尺寸(上下口) 、直线度,达到要求后在两板垂直部位分段点焊直三角定位加肋块,保证其尺寸不变。再重新复查垂直度、直线度、间距尺寸,无误后将两翼板与腹板点焊。焊缝长度25 mm ,间距300 mm ,焊缝高度3 mm～4 mm。再将定位加肋块加固焊(不需全部满焊) 。
2) 焊接方法。将H 型钢吊至自制的托架平台上进行施焊。
首先H 型钢放置到位(穿位焊) ,在焊缝两端分别设引弧板及引出板并使焊缝与埋弧自动焊车轨道平行,然后调整埋弧焊车的机头使其垂直对准焊缝,然后根据
板厚和试验结果调整好焊接电流,电弧电压,焊车速度,以及焊丝与焊缝距离,确认无误后使用Ф4 的焊丝进行第一层施焊。为防止和减小变形、翘曲,焊接顺序对角焊,焊完第一层后再进行第二层,满焊顺序同第一层。施焊结束后保证焊波均匀,表面感观好,无弧坑气孔等缺陷,变形量较小,只有个别出现弯曲变形,焊缝质量进行超声波检测不存在未焊透、夹渣现象等,全部合格。
4.3 矫正
通过以上一系列的工艺控制基本上将焊接变形减少到最小程度,但由于在施工过程中的偶然性,使个别钢柱变形超过允许范围,H 型钢可以用型钢矫正机进行矫正,但个别大尺寸的超过矫正机的使用范围,在实际施工时采用H01-40A 焊加热600 ℃～800 ℃用千斤顶加反力对变形处的翼板采用横向带状加热,腹板进行三角形加热,加热的宽度及间距根据变形大小而定。
4.4 除锈
除锈采用专用除锈设备,进行抛射除锈可以提高钢材的疲劳强度和抗腐能力。对钢材表面硬度也有不同程度的提高,有利于漆膜的附和不需增加外加的涂层厚度。除锈使用的磨料必须符合质量标准和工艺要求,施工环境相对湿度不应大于85 %。经除锈后的钢材表面,用毛刷等工具清扫干净,才能进行下道工序,除锈合格后的钢材表面,如在涂底漆前已返锈,必须重新除锈。
4.5 油漆
钢材除锈经检查合格后,在表面涂完第一道底漆,一般在除锈完成后,可在24 h 内涂完底漆。油漆应按设计要求配套使用,第一遍底漆干燥后,再进行中间漆和面漆的涂刷,保证涂层厚达到设计要求。油漆在涂刷过程中应均匀,不流坠。
5 安装
5.1 施工方法
H 型钢结构安装,首先复核混凝土基础的轴线及基础顶面标高,采用分件吊装的方法,先吊装所有H 型钢柱,待校正固定灌浆后,依次吊装H 型钢梁,随吊随调整,然后进行安装固定,最后吊装屋面支撑及檩条系统。
5.2 安装前准备工作
1) 柱脚螺栓的施工:复核土建基础施工的柱脚定位轴线,埋设地脚螺栓。为保证地脚螺栓的定位准确,将地脚螺栓用钢模板孔套进行定位固定,并进行反复校核无误后方能进行混凝土的浇筑施工。地脚螺栓露出地面的部分用塑料布进行包裹保护。
2) 根据现场实际情况确定安装顺序,保证施工面不互相干扰。
3) 检查钢构件:钢构件安装前按图纸查点复核构件,将构件依照安装顺序运到安装范围内,在不影响安装的条件下,尽量把构件放在安装位置下边,以保证安装的便利。
5.3 安装施工工艺
1) H 型钢柱安装:吊装前首先确定构件吊点位置,确定绑扎方法,吊装时做好防护措施。钢柱起吊后,当柱脚距地脚螺栓约30 cm～40 cm时扶正,使柱脚的安装孔对准螺栓,缓慢落钩就位。经过经纬仪初校待垂直偏差在20 mm 内,拧紧螺栓,临时固定即可脱钩。
2) H 型钢梁吊装:钢梁吊装在柱子复核完成后进行,钢梁吊装时采用两点对称绑扎起吊就位安装。钢梁起吊后距柱基准面100 mm时徐徐就位,待钢梁吊装就位后进行对接调整校正,然后固定连接。钢梁吊装时随吊随用经纬仪校正,有偏差随时纠正。
5.4 安装校正
1) 钢柱校正:钢柱垂直度校正用经纬仪或吊线锤检验,当有偏差时采用千斤顶进行校正,标高校正用千斤顶将底座少许抬高,然后增减垫板厚度,柱脚校正无误后立即紧固地脚螺栓,待钢柱整体校正无误后在柱脚底板下浇筑细石混凝土固定。
2) 钢梁校正:钢梁轴线和垂直度的测量校正采用千斤顶和倒链进行,校正后立即进行固定。
6 结语
衡阳钢管集团有限公司钢管深加工产业聚集区工业厂房等H 型钢结构的施工中,通过采用多头切割机和埋弧自动焊机等相应的施工设备,使H 型钢柱的施工顺利进行。采用多头切割机,大大降低工件的弯曲和翘曲变形,从而提高了工作效率；采用埋弧自动焊方法,使焊接质量大大超过手工焊接,同时大大降低了工人的劳动强度,降低工程造价,更重要的是这种焊接方法适于批量焊接生产,并且这种施工方法避免H 型钢柱焊后变形矫正难度大的弊端。并通过合理科学的安装工艺加快了施工进度缩短了工期为今后类似工程积累了丰富的施工经验。
参考文献:
[1 ]GB 50205-95 ,钢结构工程施工及验收规范[ S] .