探析钢结构拼装与安装的全过程

钢结构厂房的主要构件

主构件：

1、钢柱；

2、钢梁，也称为屋架梁；

3、抗风柱；

4、屋面檩条、墙面檩条（也称为墙梁）；

5、钢板天沟；

6、吊车梁

次构件：

1、水平支撑；

2、柱间支撑；

3、拉条；

4、系杆；

5、屋面板、墙面板；

6、预埋锚栓及连接用的螺栓

7、隅撑

钢结构的拼装

1、钢屋架（钢天窗架）拼装

①.钢构件出厂前，先验收钢构件，尽量做到把安装问题消灭在加工厂内。

②.现场拼装地基坚硬，并做相应的拼装台；必要时加约束处理找平。

③.检查拼装节点处的角钢或钢管是否变形；如有变形，用机械矫正或火焰矫正，达到标准后，再按照设计图纸进行拼装。

2、钢柱拼装

应用于需要多节柱的拼装在一起安装过程

①.为便于保证钢柱拼接质量，减少高空作业，在地面卧拼，起重机起重能力能满足一次起吊。

②.根据钢柱断面不同，采取相应的钢平台及胎具。

③.每个拼装节点最容易出现翼缘错口问题。如发现翼缘板制作构件时发生变形，采用方便的机械矫正或火工矫正，达到允许误差继续拼接。拼接一般用倒链且焊耳板的方法校正对接。

④.接头一面焊接冷却后，将柱翻身。在焊另一面前，接着进行找平、继续测量通线、找标高、点焊、焊好、约束板、焊接、冷却、割掉约束板和耳板、复核尺寸。

3.钢梁拼装

钢梁拼装用于较大跨度桁架、轻型钢结构，端面工、H、 □型居多，连接方法有高强度螺栓、栓焊组合和焊接三种形式。

①.变截面斜梁、多截面梁、实腹焊接工字形截面或 H形截面梁，根据运输条件划分为若干个单元，单元之间可通过端板以高强度螺栓连接拼装。

②.拼装方法，根据不同结构形式和杆件连接方法，采取不同方法。如起重设备能满足吊装要求，先考虑卧拼，卧拼的程序同屋架；其次，才考虑采用立拼。

钢结构的安装

1.一般要求

①.钢结构的安装程序,必须确保结构的稳定和不导致永久性的变形。

②.安装前,应按照构件明细表核对进场的构件,查验质量证明书和设计更改文件;工厂预装的大型构件在现场组装时,应根据预组装的合格记录进行。

③.构件在工地制孔、组装和焊接以及涂层等的质量要求均应符合有关规定。

④.构件在运输和安装过程中,被破坏的涂层以及安装连接处,应按照有关规定补涂。涂面层应在结构安装完成并固定后进行。

⑤.构件安装和校正时,如检测空间的距离和跨度超过10M以上,应用夹具和拉力计数器配合卷尺使用,其拉力值应根据温差换算标定读数。

⑥.钢结构的试验方法,应按设计要求和专门的规范的规定进行。

⑦.严禁在吊车梁的下翼缘和腹板上焊接悬挂物和卡具。

2.基础

①.构件安装前,必须取得基础验收的合格资料(行—列线和标高等) 。基础施工单位可分批或一次交给,但每批所交给的合格资料,应是一个安装单元的全部柱基基础。

②.安装前,应根据基础验收资料复核各项数据,并标注在基础表面上。支承面,支座和地脚螺栓的位置、标高等的偏差应符合表19－36的规定。

③.复核定位应使用轴线控制点和测量标高的基准点。

④.钢柱脚下面的支承构造,应符合设计要求,需要填垫垫铁时,每迭不得多于三块。

⑤.钢柱脚底板面与基础间的空隙,应用细石混凝土浇筑填实。

3.运输和堆存

①.装卸、运输和堆存均不得损坏构件并防止变形。堆放物应放置在垫木上。已变形的构件应予矫正,并重新检验。

②.刚结构运送到安装地点的顺序应符合安装程序,并应成套供应。

堆存时,应考虑扩大拼装和安装程序的要求。

4.安装和校正

①.构件安装宜采用扩大拼装综合安装的方法施工。

②.扩大拼装时,对容易变形的构件应做强度和稳定性验算。需要时,应采取加固措施。

③.采用综合安装方法时,其结构必须能划分成若干独立单元或体系,每一体系(单元)的全部构件安装完后,均应具有足够的空间刚度和可靠的稳定性。

④.需要利用已安装好的结构吊装其他构件和设备时,应征得设计单位的同意,同时应采取措施防止损坏结构。

⑤.确定几何位置的主要构件(柱、刚架等)应吊装在设计位置上,在松开吊钩前应作初步校正并牢固。

⑥.多层框架结构的安装,每完成一个层间的柱后,应进行校正,继续安装上一个层间时,应考虑下一个层间安装的偏差值。

⑦.已安装的结构单元,在检测调整时,应考虑外界环境影响(如风力、温差和日照)出现的自然变形。吊车梁和轨道的调整应在主要构件牢定后进行。

⑧.设计要求顶紧的节点,相接触的两个平面必须保证有70％紧贴,用0.3mm的塞尺检查,插入深度的面积不得大于总面积的30％,边缘最大间隙不得大于0.8mm。

5. 钢结构的连接

钢结构的基本构件由钢板、型钢等连接而成，如梁、柱、桁架等，运到工地后通过安装连接成整体结构，如厂房、桥梁等。因此在钢结构中，连接占有很重要的地位，设计任何钢结构都会遇到连接问题。 

钢结构的连接通常有焊接，铆接和螺栓连接。

钢结构常用的焊接方法有电弧焊，电阻焊和气焊。

对接焊缝的形式有直边缝、单边V形缝，双边V形缝、U形缝、K 形缝、X 形缝等。

焊接连接与铆钉、螺栓连接比较有下列优点：

⑴不需要在钢材上打孔钻眼，既省工省时，又不使材料的截面积受到减损，使材料得到充分利用；

⑵任何形状的构件都可直接连接，一般不需要辅助零件，使连接构造简单，传力路线短，适应面广；

⑶焊接连接的气密性和水密性都较好，结构刚性也较大，结构的整体性较好。

但是，焊缝连接也存在下列问题：

⑴焊缝中可能存在裂纹、气孔、烧穿、夹渣、未焊透、咬边、焊瘤等缺陷。

⑵由于高温作用在焊缝附近形成热影响区，钢材的金相组织和机械性能发生变化，材质变脆；

⑶焊接的残余应力会使结构发生脆性破坏和降低压杆稳定的临界荷载，同时残余变形还会使构件尺寸和形状发生变化；

⑷焊接结构具有连续性，局部裂缝一经发生便容易扩展到整体。

由于以上原因，焊接结构的低温冷脆问题就比较突出。设计焊接结构时，应经常考虑焊接连接的上述特点，要扬长避短。遇到重要的焊接结构，结构设计与焊接工艺要密切配合，取得一个完满的设计和施工方案。

②.钢结构螺栓连接

螺栓连接的排列和构造要求

螺栓在构件上的排列可以是并列或错列（图3-11），排列时应考虑下列要求:

受力要求：对于受拉构件，螺栓的栓距和线距不应过小，否则对钢板截面削弱太多，构件有可能沿直线或折线发生净截面破坏。对于受压构件，沿作用力方向螺栓间距不应过大，否则被连接的板件间容易发生凸曲现象。因此，从受力角度应规定螺栓的最大和最小容许间距。

构造要求：若栓距和线距过大，则构件接触面不够紧密，潮气易于侵入缝隙而产生腐蚀，所以，构造上要规定螺栓的最大容许间距。

施工要求：为便于转动螺栓扳手，就要保证一定的作业空间。所以，施工上要规定螺栓的最小容许间距。

螺栓的受力分类

栓根据作用不同，按螺栓受力可以分为：受剪、受拉及剪拉共同作用。

螺栓连接的特点

⑴优点：安装方便，特别适用工地安装连接，也便于拆卸。

⑵缺点：在板件上开孔和拼装时对孔，增加制造工作量，螺栓孔使截面削减，同时还浪费钢材。

螺栓连接要求

⑴永久普通螺栓紧固应牢固、可靠、外露丝扣不应少于2扣。

⑵自攻螺栓与连接钢板应紧固密贴，外观排列整齐。

⑶高强度螺栓连接副拧后，螺栓丝扣外露应为2-3扣，其中允许有10%的螺栓丝扣外露1扣或4扣 。

⑷高强度螺栓的安装顺序应从刚度大的部位向不受约束的自由端进行，即从中间向两边或四周进行。

注:高强度螺栓终拧1h时，螺栓预拉力的损失已大部分完成，在随后一两天内，损失趋于平稳，当超过一个月后，损失就会停止，但在外界环境影响下，螺栓扭矩系数将会发生变化，影响检查结果的准确性。为了统一和便于操作，检查一定要在1h后48h之内完成。

③.钢结构铆接连接

铆钉：在铆接中，利用自身形变或过盈连接被铆接件的零件。

铆接：使用铆钉对连接件实行的一种刚性连接，是不可拆卸的。小型铆钉可以冷铆，大型铆钉就是在红热状态下热铆。对经常受动力荷载作用，荷载较大和跨度较大的结构，有时仍然采用铆接结构。

优点：塑性、韧性和整体性好，连接变形小，传力可靠，承受动力荷载时的 疲劳性好，质量也便于检查。

缺点：构造复杂用钢量大，施工麻烦，劳动条件差。

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