門式輕鋼結構技術研究與施工

王富明 郭 銳

(山東新汶礦業(yè)集團 協(xié)莊煤礦，山東 新泰271221)

0 概述

門式輕鋼結構住宅與廠房具有重量輕、抗震性能好、強度高、塑性韌性好、工業(yè)化程度高、制作簡便、施工工期短等優(yōu)點，最近幾年，中國輕鋼結構建筑發(fā)展較快，如北京2008年奧運場館“鳥巢工程”，就是標準的輕鋼結構。鋼結構建筑的工業(yè)化、標準化和產業(yè)化的生產方式，不僅可以大幅度提高工程質量和安全性能，實現(xiàn)綠色施工，節(jié)能減排，降低建設投資，減少環(huán)境污染，還可大幅度提高建筑的工作性能和使用品質。因此建筑鋼結構成為本世紀建筑行業(yè)發(fā)展的重點。現(xiàn)以山東新巨豐無菌包材車間為例，探討門式輕鋼結構的制作和施工技術。

1 門式輕鋼結構的制作

新巨豐無菌包材車間建筑面積10000m2>，跨度82.5m，為輕鋼結構生產車間。梁、柱鋼材為Q345B低合金高強度結構鋼，因車間跨度大，其梁腹板最高處達2米，制作安裝難度較大。

1.1 生產準備

鋼構件在制作之前，首先要審查設計圖，將圖紙研究透徹，提出鋼材的數量和品種，仔細研究圖紙要求。鋼材到貨后，要做好鋼材的檢驗工作，看鋼材的數量和品種是否與設計相符，核對鋼材的規(guī)格尺寸，看清鋼材生產廠提供的質量證明書上標注的鋼材牌號、生產批號、化學成分和力學性能，做好鋼材的復檢工作，并對鋼材表面質量進行檢驗，其表面不得有結疤、裂紋和分層等缺陷，鋼材表面的銹蝕程度，不得超過其厚度負偏差值得1/2。

1.2 放樣與劃線

由于梁是變截面的，必須根據施工詳圖按1：1的比例在工作臺上彈出實樣，然后根據實長制作樣板。樣板制作好后，以樣板為依據在鋼板上進行劃線，并打上各種加工記號。放樣時，銑、刨加工的工件要考慮加工余量，所有加工邊一般要留5mm的加工余量，同一材料按照“先大后小”的原則劃線，盡量使相等寬度或長度的零件一起號料。矩形樣板劃線，要檢查鋼板兩邊是否垂直。帶圓弧的加工件，都不應該使各個零件號料邊線相切或共用，必須留有間隙，以便于剪切或氣割。為了合理使用和節(jié)約原材料，必須最大限度地提高材料的利用率。

1.3 切割

切割采用剪板機和半自動型氣割機相結合的切割方法，用剪板機加工的切口表面光潔，無損傷，而氣割后的鋼板割口需要砂輪磨光機磨光，方能保證其焊接質量。

1.4 鉆孔

孔的加工在鋼結構制作中占有相當大的比重，尤其是高強螺栓的使用，使孔加工不僅在數量上而且在精度上要求大大提高。制孔采用鉆孔的方法，用Z3040*13型搖臂鉆床和磁力鉆進行鉆孔，鉆孔的位置要準確，精度要高。

1.5 鋼結構構件組裝

鋼結構構件的組裝時按照施工圖的要求，把已加工好的零件或半成品裝配成獨立的成品構件，零部件在組裝前應矯正其變形并應達到控制偏差范圍以內，接觸面應無毛刺、污垢和雜物，并用電動砂輪磨光機打磨，漏出金屬光澤。除工藝要求之外，零件組裝間隙不得大于1.0mm，頂緊接觸面應有75%以上的面積緊貼，用0.3mm塞尺檢查，其塞入面積應小于25%。組裝采用了兩種方法，一種是地樣法。一種是機械法，由于梁截面大又是變截面，用機械組裝比較困難，采用地樣法進行組裝，按1：1的比例在裝配平臺上放出構件實樣，然后根據零件在實樣上的位置，分別組裝起來組成大梁。而柱子是等截面的，除抗風柱外，其它柱子截面尺寸均相同，用HZJ15型鋼組立機進行組裝，由液壓系統(tǒng)來完成操作，工作效率高，組裝出的柱子等構件尺寸準確。然后用二氧化碳氣體保護焊焊接固定。完成了梁柱等構件的組裝工作。

1.6 構件焊接

梁、柱等構件的焊接是鋼結構制作中最關鍵的工作，廠房設計要求焊縫全部為Ⅱ級焊縫，需對焊縫進行10%的抽檢，進行超聲波探傷，本次焊接采用的是埋弧自動焊和CO2氣體保護焊兩種焊接工藝。

埋弧自動焊生產效率高，焊接過程穩(wěn)定、焊縫質量好，外型美觀，成為大型構件中應用最廣的高效焊接方法。柱子的角焊縫全部采用埋弧自動焊，埋弧焊條要根據母材的鋼號來選擇，因焊接鋼板材質是Q345B高強度結構鋼，故選用F5011-H08MnA型焊條。梁、柱連接板無法用埋弧自動焊焊接，只能用手工電弧焊或CO2氣體保護焊焊接，而CO2氣體保護具有熔深大，焊接效率高是手工電弧焊的3-4倍，焊接變形和殘余應力較小等優(yōu)點，因此選用CO2氣體保護焊。焊絲選用ER50-3型實芯焊絲。焊接過程產生的最大問題是連接板摩擦面產生的焊接變形，導致摩擦面縫隙大，接觸面積不符合安裝要求。解決這個問題的方法是焊接前用相同材料的鋼板制作相同的連接板，并用高強螺栓等固定好，然后再進行焊接，這樣就可解決焊接變形問題。本工程梁板制作完畢后，泰安市技術監(jiān)督局對焊縫進行了超聲波探傷，焊縫全部合格，部分焊縫達到了Ⅰ級。

1.7 矯正

構件焊接完成后，由于構件存在焊接變形，對變形構件必須進行矯正，矯正有冷矯正和熱矯正。冷矯正是用JZJ-600型H型鋼翼緣矯正機進行矯正，熱矯正是用火焰矯正，采用反變形法，加熱溫度控制在600-900°C，不得超過 900°C。

1.8 摩擦面的處理

摩擦面的加工是指梁、柱接點處的平面進行處理，其摩擦面處理后的抗滑移系數必須符合設計文件要求，Q345B鋼其摩擦面的抗滑移系數μ值不得小于0.40，該構件摩擦面采用的是拋丸處理辦法，將加工的摩擦面連接板送至山東建筑大學試驗室試驗，其抗滑移系數符合設計要求。

1.9 鋼檁條的制作

門式鋼架輕鋼結構的鋼檁條通常采用卷邊槽型和帶斜卷邊的Z型冷彎薄壁型鋼，本廠房采用的是卷邊槽C型鋼，用LT-B260型C型鋼檁條成型機加工，然后采用TB23-40型開式雙柱可傾式壓力機在C型鋼上沖孔。

1.10 鋼結構的油漆

由于金屬結構易銹蝕，從而降低建筑物的使用壽命，所以鋼結構的防腐工作尤為重要，除銹采用的是拋丸除銹，打出金屬光澤和麻面，除銹等級達到Sa2.5級，然后按設計要求的厚度和涂裝工藝及遍數進行粉刷，刷漆時其環(huán)境溫度為5-38°C，相對濕度不應大于85%。

2 門式輕鋼結構的施工

鋼結構廠房的安裝工作包括構件的運輸，基礎及地腳螺栓的驗收，柱子的吊裝、吊車梁的吊裝，梁的吊裝及屋面鋼結構的吊裝，安裝順序是從靠近山墻有柱間支撐的兩榀鋼屋架開始，在鋼屋架安裝完成后進行校正然后將檁條、支撐、隅撐等全部安裝好，并檢查垂直度，然后以這兩榀鋼屋架為起點，向房屋第一端順序安裝。然后是平臺、梯子、欄桿安裝，圍護結構壓型金屬板安裝。最后是施工資料的準備和竣工驗收。由于該車間跨度較大為82.5m，梁由四節(jié)組成，長度和重量大，吊裝難度最大。采用的吊裝方法是先將一側兩段梁用高強螺栓緊固好，然后用兩臺50T吊車吊起安裝在中間柱上緊固好，另外兩臺25T吊車將另兩段吊起，在靠近需連接側預先掛上一個專門制作的掛藍，兩個施工人員坐在掛籃上一塊吊起，當兩側的梁板連接面對正后，進行空中對接，穿上高強螺栓進行緊固。然后吊車慢慢松繩，完成了該梁的吊裝作業(yè)。

3 結束語

新巨豐無菌包材車間從制作到安裝完成，歷時6個月的時間，竣工驗收一次性通過，并順利交付使用。其施工質量和建設速度得到了相關部門的一致好評，被山東省煤炭工業(yè)局評為優(yōu)良工程。

［1］路蒼賓.鋼結構工程[M].中國建筑工業(yè)出版社.

［2］蘇明周.鋼結構教程[M].中國建筑工業(yè)出版社.