裝配式鋼結構工廠化預制的探討

徐繪芹

摘 要：天然的裝配式結構，而鋼結構形成的裝配式建筑是一種輕型鋼結構建筑體系，由墻體、樓面及屋面三大系統組成。它的優點有：結構自重輕，對建筑地基要求低；鋼結構是延性材料，具有更好的抗震性能；適宜工廠化大批量生產，工業化程度高。

關鍵詞：裝配式；鋼結構；工廠預制；Tekla軟件

一、裝配式鋼結構工廠化預制是將傳統的鋼結構焊接形式改為高強度螺栓連接，減少現場焊接工作量，建立裝配化鋼結構預制生產線對其加工生產，在生產工藝、機具設備和軟件上實現創新，同時現場安裝快捷簡單，干作業，污染少，不受季節影響。

二、鋼結構工廠化預制工藝流程

鋼結構工廠化預制工藝流程圖如下：

2.1創建模型：利用Tekla軟件三維立體模擬軟件創建模型，編制零件、構件生產圖，標識清楚單個零件材質、外形尺寸、眼孔直徑、中心距、邊角處理方式等，并形成加工任務單。

2.2下料：生產車間按照加工任務單分別對型鋼和連接板進行下料，并按照任務單上號碼對零件進行打鋼印編號。

2.3成型：根據設計要求，利用加工設備和一定的工裝模具把板材或型鋼彎制成一定形狀的工藝方法。一般有冷彎和熱彎兩種方法。

2.4制孔：包括鉚釘孔、螺栓孔，可鉆可沖。鉆孔用鉆孔機進行，能用于鋼板、型鋼的孔加工；沖孔用沖孔機進行，一般只能在較薄的鋼板、型鋼上沖孔，且孔徑一般小于鋼材的厚度。

2.5組對：把鉆好孔的連接板與立柱、橫梁每榀對應點焊好，完成組對工序。

2.6焊接：按照焊接操作工藝，采用手工焊或CO2半自動保護焊焊接每個節點。焊接順序為：先焊接筋板焊縫，后焊接螺栓連接板與柱、梁的連接焊縫。焊接完成后，按照加工任務單上號碼對構件進行鋼印編號。

2.7矯正：鋼材在存放、運輸、吊運和加工成型過程中會變形，必須對不符合技術標準的鋼材、構件進行矯正。鋼結構的方法有：火焰矯正、機械矯正和手工矯正。

2.8拋丸除銹和涂裝：構件采用拋丸除銹。構件經過拋丸除銹后，用封口膠將鋼印密封，防止油漆、防火涂料、銹蝕等外界因素影響鋼印清晰度。

涂裝環境溫度應符合涂料產品說明書的規定，無規定時，環境溫度應在5～38℃之間，相對濕度不應大于85%，構件表面沒有結露和油污等，涂裝后4h內應保護免受淋雨。

2.9發貨：按貨運要求進行打包產品，每個包架嘜頭用噴涂標識，字跡清楚，以便發運和現場組裝。

三、鋼結構工廠化預制設備配備

鋼結構工廠化預制：適于批量化生產，構件生產精度比較高，加工速度快、效率高，這就需要工廠車間里配置大型數控精密設備。數控設備的應用，編程操作，輕松實現排料、切割、鉆孔等工序程序化、批量化，操作簡單，自動控制，切割面光平。

根據生產加工工序，進行配備的數控精密設備有：

3.1下料工序：采用大型數控火焰切割機。

3.2成型工序：采用鋼板或型鋼冷彎的工藝方法有滾圓機滾彎、壓力機壓彎以及頂彎、拉彎等，各種工藝方法均應按型材的截面形狀、材質、規格及彎曲半徑制作相應的胎膜，并經試彎符合要求后方準正式加工。如：型材彎曲機和鋼板卷曲機等。

3.3鉆孔工序：型鋼用數控三維鉆床進行鉆孔，平面數控鉆孔對連接板進行鉆孔。

3.4組對工序：采用數控組立機。

3.5焊接工序：目前車間加工焊接采用埋弧焊機或CO2半自動保護焊機。

隨著電子技術、6、數控及機器人技術的發展，自動焊接機器人， 已逐步應用于生產，且技術日益成熟。焊接機器人不但為批量焊接提高效率，同時節省了人工費，能夠解決焊接人才嚴重短缺的問題。

3.6矯正工序：型鋼采用H型鋼矯正機。

3.7拋丸工序：采用拋丸機。

四、Tekla軟件在鋼結構工廠化預制的應用

Tekla軟件是一種鋼結構建模軟件，通過創建三維模型后自動生成自己所需樣式的鋼結構詳圖和各種報表，如整體布置圖、構件圖、零件圖、工程量清單等等，可以用生成的詳圖指導下料和制作，可糾正原設計圖紙中出現的一些失誤，可以優化設計，可減少很多重復工作，比如二次放樣、二次計算等。

在鋼結構加工過程中，我們已開始應用Tekla軟件，在日照燒結機環冷機機架鋼結構制作、金水河學校鋼結構制作和機制公司扇形段廠房鋼結構制作時，工程部技術人員利用Tekla三維軟件建模，細化節點構造，模擬現場拼裝效果，從三維效果上查找錯、漏，并及時與設計院溝通，達成修改共識。軟件自動生成詳細的二維加工零件圖和組裝詳圖，快速列出各類鋼材的規格型號用量表，實現快速材料計劃下單采購計劃，避免了手工操作出現的紕漏，加快了施工速度。

五、結束語

裝配式鋼結構工廠化預制的特點是：鋼結構加工車間按照設計圖紙進行深化設計，自動生成零件結構圖，然后工人根據零件圖進行下料、切割、焊接、鉆孔，車間內采用的都是精密數控設備，制作精度高，施工速度快。裝配式鋼結構工廠化預制將形成建模簡潔化、下單快速化、生產工序化、作業流水化、加工快速化、預制優質化等特點，同時降低了勞動強度，提高功效為公司贏得更多的效益，是我國鋼結構預制的發展趨勢與進步。

參考文獻：

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