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钢结构主体组成和连接方法

2021-12-06 06:13:49

目前钢结构主体中柱由外购H钢加工或板材组装而成,如果是现成的H型钢加工,则柱子的制作精度容易控制;如果是由板材组装而成,则在组装、焊接后要注意对钢柱进行调整,以确认钢柱直线度并防止扭曲。屋面梁大部分为人字形结构,往往由2榀或4榀组装而成。屋面梁一般由制作方用板材拼装而成,而且梁的腹板往往呈不规则四边形,技术能力好的厂家对腹板的放样下料能准确掌握,而技术能力薄弱的厂家对腹板的放样尺寸却时有偏差。由于屋面梁的外形尺寸,关系到梁与柱连接的严密性,腹板的尺寸直接影响到梁的外形尺寸,因而尤其重要。在一般钢结构主体的设计中,对屋面梁往往还有一些的起拱要求,其目的是抵消整体安装后,梁体因自身和屋面载荷的作用而产生的下挠度,这样正好达到安装尺寸。起拱的高度由设计决定。为确认起拱度,屋面梁的外形尺寸又要作一些的调整,从这方面看,梁的制作难度远大于柱的制作难度。

我们在现场检查时,将梁的外形尺寸和梁端连接板作重要检查项目,其目的就是为了确认安装后的整体效果,确认梁与柱之间的严密性。我们曾经发现这样的情况,安装后梁和柱之间有锲形间隙,这时的大六角头螺栓已丧失了原来设计提出的最主要的作用,只承担起支承作用,梁与柱之间根本没有摩擦力。为了取消这个隐患,后来我们在每根柱子上紧靠梁连接板的下侧,增加了抗剪键以提高对屋面系统的支撑能力,实践证明,效果很好。

在实际施工中,由于多种因素使得梁与柱之间往往不能紧密结合,有些看上去似乎是结合了,但实际上达不到要求,导致接合面之间的摩擦力相对减弱。鉴此,我们希望在设计钢结构主体主体时,建议在柱面板上紧靠梁连接板下缘增加抗剪键,以确认柱对屋面的支撑能力。抗剪键虽小,但作用很大。

为了避免和减少柱、梁、系杆及其他连接件在运输过程中发生变形,应要求运输公司在绑扎构件时,需要在全长度范围内多增加支撑点,各部件之间尽可能用木料垫实,外围绑扎要牢固,以尽量减少在运输过程中因振动或重压致使构件变形;在装卸时要用两点吊,如构件长的,可采用扁担并适当增加吊点;构件在安装现场堆放时,应尽量减少堆放层数,一般不超过3层,同时要适当增加支承点,防止构件受压变形。千万不要放松运输、吊卸、堆放等环节的控制,否则,即使钢结构主体构件制作再准确,也会因运输等环节出问题,导致钢结构主体安装上出现大的麻烦。

钢结构主体制作尺寸的准确,是确认整体结构尺寸准确和钢结构主体安装顺利的基本和前提条件,因此,要准确把握好诸如钢柱的直线度和扭曲、柱和梁的连接孔到柱底板的距离、连接孔本身的加工精度、屋面梁的直线度和柱梁连接板的加工精度、梁柱上的系杆或支撑连接板相对于梁柱本身的位置尺寸、檩托板的位置尺寸等。

钢结构的目标与措施;

钢结构工程涉及面广,技术难度大,在推广应用中需要遵循家园及行业标准规范。各地建设行政主管部门应重视钢结构工程专注服务化阶段的建设,组织好质检队伍培训工作,并及时总结工作实践和技术应用。大专院校、设计部门和施工企业应加速钢结构工程技术人员培养,推广技术成熟的钢结构CAD。群众学术团体应配合钢结构技术的发展,广泛开展众多地区学术交流和培训活动,积极把钢结构的设计、制作与施工安装技术的总体水平,在近期内能有奖励的提高。

钢结构的连接方法;

钢结构的连接方法有焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接三种。

(一)、铆钉连接;

铆钉连接是将一端带有半圆形预制钉头的铆钉,将钉杆烧红后速度适宜插入连接件的钉孔中,然后用铆钉枪将另一端也打铆成钉头,以使连接达到紧固。

优点:铆接传力优良,塑性、韧性均较好,质量易于检查和保护,可用于重型和直接承受动力荷载的结构。

缺点:铆接工艺复杂、制造费工费料,且劳动强度不错,故已基本被焊接和不错强度螺栓连接所取代。

(二)、焊缝连接;

焊缝连接是通过电弧产生的热量使焊条和焊件局部熔化,经冷却凝结成焊缝,从而将焊件连接成为一体。

优点:不削弱构件截面,节约钢材,构造简单,制造方便,连接刚度大,密封有力的,在一些条件下易于采用自动化作业,生产效率好。

缺点:焊缝附近钢材因焊接高温作用形成的热影响区可能是某些部位材质变脆;焊接过程中钢材受到分布不均匀的高温和冷却,使结构产生焊接残余应力和残余变形,对结构的承载力、刚度和使用性能有一些影响;焊接结构由于刚度大,局部裂纹一经发生很容易扩展到整体,尤其是在低温下易发生脆断;焊缝连接的塑性和韧性较差,施焊时可能产生缺陷,使疲劳强度降低。

(三)、螺栓连接;

螺栓连接是通过螺栓这种紧固件把连接件连接成为一体。螺栓连接分普通螺栓连接和不错强度螺栓连接两种。

优点:施工工艺简单、安装方便,特别适用于工地安装连接,也便于拆卸,适用于需要装拆结构和临时性连接。

缺点:需要在板件上开孔和拼装时对孔,增加制造工作量,且对制造的精度要求较高;螺栓孔还使构件截面削弱,且被连接件常需相互搭接或增设辅助连接板(或角钢),因而构造较繁且多费钢材。

焊接连接;

1、对接焊缝;

对接焊缝传力直接、平顺、没有显著的应力集中现象,因而受力性能良好,对于承受静、动荷载的构件连接都适用。但由于对接焊缝的质量要求较高,焊件之间施焊间隙要求较严,一般多用于工厂制造的连接中。

2、角焊缝;

角焊缝的形式:角焊缝按其长度方向和外力作用方向的不同,可分为平行于力作用方向的侧面角焊缝、垂直于力作用方向的正面角焊缝与力作用方向斜交的斜向角焊缝以及围焊缝。角焊缝截面形式又分为普通式、平坡式和深熔式。图中hf称为角焊缝的焊脚尺寸。普通式截面焊脚边比例为1:1,近似于等腰直角三角形,其传力线弯折较剧烈,故应力集中严重。对直接承受动力荷载的结构,为使传力平顺,正面角焊缝宜采用两焊角边尺寸比例1:1.5的平坡式(长边顺内力方向),侧面角焊缝宜采用比例为1:1的深熔式。

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