趙鴻雁,王志成,趙治華
(1.大慶市開發(fā)區(qū)慶升新型材料制品廠,黑龍江大慶163000;2.訥河市第二中學(xué),黑龍江訥河161300;3.塔河縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展和改革局,黑龍江塔河165200)
鋼屋架可分普通鋼屋架和輕型鋼屋架,是由普通角鋼和節(jié)點板焊結(jié)而成,構(gòu)造簡單受力性能好,施工方便,廣泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑的屋蓋結(jié)構(gòu)中,通過多年鋼屋架制作、安裝施工中的經(jīng)驗,就鋼屋架施工過程中焊接變形,鋼結(jié)構(gòu)的防腐處理及鋼結(jié)構(gòu)成品件的外觀保護(hù)等問題談?wù)勈┕べ|(zhì)量通病治理對策。
鋼結(jié)構(gòu)的制作過程中特別是輕型鋼結(jié)構(gòu)的制作焊接變形是影響鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量的主要問題。通過選材、下料、拼裝及鋼結(jié)構(gòu)焊接等相關(guān)工序入手,在制作過程中控制焊接變形。在每道工序中嚴(yán)格控制,發(fā)現(xiàn)問題及時解決,杜絕問題進(jìn)入下道工序。
普通鋼屋架所用等邊角鋼不小于∠45×4,不等邊角鋼不小于∠56×36×4;輕型鋼屋架利用小角鋼小于∠45×4或∠56×36×4,選擇桿件截面以及節(jié)點板時應(yīng)考慮5點原則:①應(yīng)選用肢寬壁溥的角鋼,但最薄不能<4mm;②為了便于訂貨和制造,相近的角鋼應(yīng)盡量統(tǒng)一,同一屋架所采用的角鋼型號一般不超過5~6種;③屋架弦桿一般采用等截面,當(dāng)跨度>30m時,弦桿可根據(jù)內(nèi)力的變化改變截面,通常厚度不變而縮小肢寬,以利于拼接節(jié)點的構(gòu)造處理。④屋架是通過各種節(jié)點板把匯交于各節(jié)點的桿件連接在一起,節(jié)點板內(nèi)的應(yīng)力分布比較復(fù)雜,節(jié)點板的厚度通常根據(jù)經(jīng)驗確定,按《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GBJ17-88)選用;⑤在制作鋼屋架時盡量選用正規(guī)廠家的優(yōu)質(zhì)鋼材,有產(chǎn)品質(zhì)量證明書,有國家標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)施工圖紙中構(gòu)件大小,購買相近長度的鋼材,避免型鋼的接長問題,鋼材到貨檢驗非常重要,當(dāng)鋼材表面有銹蝕,麻頭或劃痕等缺陷時,其深度不大于該鋼材厚度負(fù)偏差值的1/2,發(fā)現(xiàn)不合格產(chǎn)品立即停止使用,更換材料。
屋架的主要尺寸包括屋架的跨度,跨中高度和端部高度(梯形屋架),屋架施工圖是屋架下料的依據(jù),必須清楚詳細(xì),各桿件和板件的定位尺寸和孔洞位置,按圖中標(biāo)出幾何長度下料,當(dāng)屋架跨度較大時,在自重的外荷載作用下將產(chǎn)生較大的撓度,影響結(jié)構(gòu)的使用和有損建筑物的外觀,因此當(dāng)跨度≥15 m的三角形屋架,在下料制作時需要起拱,起拱值約為跨度的1/500,下料同時對所有構(gòu)件進(jìn)行詳細(xì)編號,角鋼的型材采用電動切割機下料,鋼板采用剪板機下料,杜絕火焊下料,避免鋼材變形大,切割斷面參差不齊,氧化物難以清除的問題。
為避免桿件偏心受力,各桿件的重心線應(yīng)與屋架的軸線重合,考慮制作上的方便,把角鋼肢脊到屋架軸線的距離調(diào)整為5 mm的倍數(shù),在上弦,為便于擱置屋面構(gòu)件,應(yīng)使肢脊齊平,并取兩角鋼重心線之間的中線作為弦軸線,為避免焊縫過于密集導(dǎo)致節(jié)點極板質(zhì)變脆,節(jié)點板上各種端緣之間須留15~20 mm空隙,節(jié)點板一般伸出弦桿角鋼肢脊10~15 mm,以便施焊,在屋架上弦,為了支承屋面構(gòu)件,可將節(jié)點板縮進(jìn)弦桿脊5~10 mm,用塞縫連接,拼裝形式見圖1。總之,拼裝時的治理方法為:
1)矯直、矯正,鋼屋架拼裝前的半成品逐一矯直、矯正是減小焊接變形的有效方法。一般采用火焰烘烤、錘擊矯正等方法。火焰烘烤時不宜澆水以防鋼材變形。錘擊矯正時應(yīng)加錘墊以擴大接觸面積。
2)拼裝平臺的模胎進(jìn)行測量找平,并加以固定,使構(gòu)件重心線在同一水平面上。按施工圖紙嚴(yán)格控制幾何尺寸,鋼結(jié)構(gòu)各桿件的重心線應(yīng)交匯于節(jié)點中心。桿件拼裝時應(yīng)防止彎扭,搭接和對接時應(yīng)防止錯縫、錯位。
圖3 桿件拼裝示意圖
焊接前將焊接部位的鐵銹、污垢、積水等清除干凈,焊條進(jìn)行烘干處理。采用分段退焊法焊接,并且焊接時控制好焊接電流及焊接速度,選用小直徑焊條,并用小電流強度和合適的施焊速度進(jìn)行焊接,以防止薄板燒壞或燒穿,以提高焊縫質(zhì)量,焊縫要均勻,焊滿、焊透,保證焊接后鋼結(jié)構(gòu)的變形量較小,滿足設(shè)計和施工工藝要求。
鋼屋架的防腐直接影響到鋼結(jié)構(gòu)的工藝質(zhì)量及使用壽命。要使薄壁型鋼結(jié)構(gòu)耐久,應(yīng)徹底除銹和采用性能良好而價格適當(dāng)?shù)耐苛?,我們在工程中采用的防腐方法為油漆噴涂。鋼結(jié)構(gòu)的防腐通常采用油漆防腐,如果操作者沒有嚴(yán)格按照涂漆作業(yè)規(guī)范進(jìn)行施工將會出現(xiàn)毛刷紋、流掛、皺皮、裂紋、泛白、被涂表面黏有雜物等缺陷。為消除這些缺陷,我們采用噴涂的方法進(jìn)行防腐涂裝。噴涂施工前,應(yīng)用電動磨光機將鋼構(gòu)件的焊疤清除,再用電動鋼絲刷除去鋼構(gòu)件表面的鐵銹、氧化物、毛刺、油脂、混凝土等污物,除銹的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)是使鋼構(gòu)件表面露出金屬光澤。噴涂下遍油漆時必須保證噴涂完的漆層已干。
鋼屋架預(yù)制完畢后,應(yīng)避免運輸及裝卸時的變形。運輸時鋼屋架整齊擺放、綁扎牢固,且擺放層數(shù)不可過高。鋼屋架采用吊車裝卸時,起吊點設(shè)置妥當(dāng),防止吊裝變形。人工搬運拉撐構(gòu)件,嚴(yán)禁拋、摔鋼構(gòu)件,以免造成鋼構(gòu)件變形。對局部變形的拉撐構(gòu)件,在變形處采用手錘矯正。
規(guī)范的施工、嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗是提高輕型鋼結(jié)構(gòu)制作安裝工藝質(zhì)量重要條件,通過上述處理我公司承建的鋼屋架輕型鋼結(jié)構(gòu)的制作安裝普遍受到業(yè)主的好評。
[1]徐永基.高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計[M].西安:陜西科學(xué)技術(shù)出版社,1993.
[2]陳紹蕃.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理[M].北京:科學(xué)出版社,1998.