建筑鋼結(jié)構(gòu)施工（第2版） 張廣峻 教案全套 0-1 掃一掃看附表A 焊縫的強度指標-建筑鋼結(jié)構(gòu)施工詳圖設(shè)計實例

附表A焊縫的強度指標（N/mm2）焊接方法和焊條型號構(gòu)件鋼材對接焊縫強度設(shè)計值角焊縫強度設(shè)計值對接焊縫抗拉強度f角焊縫抗拉、抗壓和抗剪強度f牌號厚度或直徑（mm）抗壓f焊縫質(zhì)量為下列等級時，抗拉f抗剪f抗拉、抗壓和抗剪f一級、二級三級自動焊、半自動焊和E43型焊條手工焊Q235≤16215215185125160415240>16，≤40205205175120>40，≤100200200170115自動焊、半自動焊和E50、E55型焊條手工焊Q345≤16305305260175200480（E50）540（E55）280（E50）315（E55）>16，≤40295295250170>40，≤63290290245165>63，≤80280280240160>80，≤100270270230155Q390≤16345345295200200（E50）220（E55）480（E50）540（E55）280（E50）315（E55）>16，≤40330330280190>40，≤63310310265180>63，≤100295295250170自動焊、半自動焊和E55、E60型焊條手工焊Q420≤16375375320215220（E55）240（E60）540（E55）590（E60）315（E55）340（E60）>16，≤40355355300205>40，≤63320320270185>63，≤100305305260175Q460≤16410410350235220（E55）240（E60）540（E55）590（E60）315（E55）340（E60）>16，≤40390390330225>40，≤63355355300205>63，≤100340340290195自動焊、半自動焊和E50、E55型焊條手工焊Q345GJ>16，≤35310310265180200480（E50）540（E55）280（E50）315（E55）>35，≤50290290245170>50，≤100285285240165注：表中厚度系指計算點的鋼材厚度，對軸心受拉和軸心受壓構(gòu)件系指截面中較厚板件的厚度。附表B螺栓連接的強度指標（N/mm2）螺栓的性能等級、錨栓和構(gòu)件鋼材的牌號強度設(shè)計值高強度螺栓的抗拉強度普通螺栓錨栓承壓型連接或網(wǎng)架用高強度螺栓C級螺栓A級、B級螺栓抗拉抗剪承壓抗拉抗剪承壓抗拉抗拉抗剪承壓普通螺栓4.6級、4.8級170140—————————5.6級———210190——————8.8級———400320——————錨栓Q235——————140————Q345——————180————Q390——————185————承壓型連接高強度螺栓8.8級———————400250—83010.9級———————500310—1040螺栓球節(jié)點用高強度螺栓9.8級———————385———10.9級———————430———構(gòu)件鋼材牌號Q235——305——405———470—Q345——385——510———590—Q390——400——530———615—Q420——425——560———655—Q460——450——595———695—Q345GJ——400——530———615—注：1.A及螺栓用于d≤24mm和L≤10d或L≤150mm（按較小值）的螺栓；B級螺栓用于d>24mm和L>10d或L>150mm（按較小值）的螺栓；d為公稱直徑，L為螺栓公稱長度；2.A級、B級螺栓孔的精度和孔壁表面粗糙度，C級螺栓孔的允許偏差和孔壁表面粗糙度，均應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》GB50205的要求；3.用于螺栓球節(jié)點網(wǎng)架的高強度螺栓，M12～M36為10.9級，M39～M64為9.8級。附表C鋼材的設(shè)計用強度指標（N/mm2）鋼材牌號鋼材厚度或直徑（mm）強度設(shè)計值屈服強度f抗拉強度f抗拉、抗壓、抗彎f抗剪f端面承壓（刨平頂緊）f碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235≤16215125320235370>16，≤40205120225>40，≤100200115215低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼Q345≤16305175400345470>16，≤40295170335>40，≤63290165325>63，≤80280160315>80，≤100270155305Q390≤16345200415390490>16，≤40330190370>40，≤63310180350>63，≤100295170330Q420≤16375215440420520>16，≤40355205400>40，≤63320185380>63，≤100305175360Q460≤16410235470460550>16，≤40390225440>40，≤63355205420>63，≤100340195400注：1.表中直徑指實芯棒材直徑，厚度系指計算點的鋼材或鋼管壁厚度，對軸心受拉和軸心受壓構(gòu)件系指截面中較厚板件的厚度；2.冷彎型材和冷彎鋼管，其強度設(shè)計值應(yīng)按國家現(xiàn)行有關(guān)標準的規(guī)定采用。[例題3-1]圖3-8所示為某車間工作平臺的平面布置簡圖，平臺上無動力荷載，其永久荷載標準值為3kN/m2，可變荷載標準值為4.5kN/m2，鋼材為Q235鋼，假定平臺板為剛性，并可保證次梁的整體穩(wěn)定，試選擇其中間次梁A的截面。圖3-8例題3-1工作平臺布置簡圖圖3-9次梁計算簡圖[解]將次梁A設(shè)計為簡支梁，其計算簡圖如圖3-9所示。1．初選截面次梁上作用的單位長度上的荷載標準值為：qk=（3+4.5）×3=22.5kN/m荷載設(shè)計值：qd=（1.2×3+1.4×4.5）×3=29.7kN/m跨中最大彎矩設(shè)計值為：梁所需要的凈截面抵抗矩為：查型鋼表，選用Ⅰ32a，單位長度的質(zhì)量為52.7kg/m，梁的自重為52.7×9.8=517N/m=0.517kN/m，Wx=692cm3，Ix=11080cm4，tw=9.5mm，Ix/Sx=27.5cm。2．截面驗算1）抗彎強度加上自重后的最大彎矩設(shè)計值：2）抗剪強度加上自重后的支座反力設(shè)計值：可見，型鋼梁由于其腹板較厚，剪應(yīng)力一般不起控制作用。因此，只在截面有較大削弱時，才需驗算剪應(yīng)力。3）局部承壓強度若次梁放在主梁頂面，且次梁在支座處不設(shè)支承加勁肋時，還要驗算支座處次梁腹板計算高度下邊緣的局部壓應(yīng)力。設(shè)次梁支承長度a=8cm，梁端到支座板外邊緣的距離a1=4cm，hy=11.5+15.0=26.5mm，腹板厚tw=9.5mm，根據(jù)式（3-4），則：lz=a+a1+2.5hy=80+40+2.5×26.5=186.25mm若次梁在支座處設(shè)有支承加勁肋，局部壓應(yīng)力不必計算。由以上計算結(jié)果可見，型鋼梁由于腹板較厚，若截面無太大削弱時，剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力一般不起控制作用。4）剛度剛度驗算采用荷載標準值，考慮梁自重后，qk=22.5+0.517=23×103N/m查表3-1，次梁的容許撓度[vT]=l/250【實例4.1】柱腳節(jié)點詳圖圖1為一鉸接柱腳詳圖，鋼柱HW400×300，表示柱為熱軋寬翼緣H型鋼，截面高400mm、寬300mm，柱腳底板－500×400×26，表示長500mm，寬400mm，厚26mm。柱腳采用2根直徑30mm的錨栓與基礎(chǔ)相連，安裝螺母下設(shè)10mm厚的墊板。柱與底板用焊腳為8mm的角焊縫四面圍焊。圖1柱腳詳圖圖2變截面柱連接【實例4.2】柱拼接詳圖圖2中，柱上段為HW400×300熱軋寬翼緣H型鋼，截面高寬分別為400mm和300mm，下段截面高寬為450mm和300mm，柱的左翼緣對齊，右翼緣錯開，為避免截面突變造成的應(yīng)力集中，采用200mm長的過渡段平緩過渡，過渡段翼緣板厚26mm，腹板厚14mm，接頭處采用V形坡口對焊。圖3中上下柱采用高強度螺栓連接，拼接板均采用雙蓋板連接，腹板上蓋板長540mm，寬260mm，厚6mm，翼緣外側(cè)蓋板長540mm，寬度與柱翼緣相同，厚度10mm，內(nèi)側(cè)蓋板寬度180mm，長度、厚度與外側(cè)蓋板相同。圖3柱拼接連接【實例4.3】梁柱連接詳圖圖4為梁柱連接詳圖。鋼柱為HN500×200，表示熱軋窄翼緣H型鋼，截面高寬分別為500mm和200mm，鋼柱為HW400×300，表示熱軋寬翼緣H型鋼，截面高寬分別為400mm和300mm。梁柱連接采用栓焊連接，梁柱翼緣間采用單邊V形坡口帶墊板的對接焊接，梁腹板與焊于柱翼緣板上的雙角鋼連接板采用高強度螺栓連接。角鋼與柱采用角焊縫連接，焊腳尺寸10mm，小三角旗表示現(xiàn)場焊接。圖4梁柱連接詳圖【實例4.4】主次梁連接詳圖圖5中，次梁為熱軋普通工字鋼，截面高為360mm，次梁腹板與主梁設(shè)置的加勁肋采用普通螺栓連接，加勁肋寬于主梁的翼緣，與主梁翼緣、腹板采用雙面角焊縫連接。圖5主次梁側(cè)向連接詳圖【實例4.5】屋架支座節(jié)點連接詳圖圖6為一梯形屋架支座節(jié)點詳圖。屋架上下弦桿和斜腹桿與邊柱采用螺栓連接。在屋架上下弦節(jié)點處，柱腹板成對設(shè)置寬100mm，厚12mm的構(gòu)造加勁肋，長度與腹板高度相同。在上節(jié)點，上弦桿采用兩不等邊角鋼組成，采用角焊縫與長220mm，寬240mm的節(jié)點板焊接，節(jié)點板采用雙面角焊縫與端板焊接，端板通過4根普通螺栓與柱相連。在下節(jié)點，腹桿和下弦桿為雙角鋼截面，與節(jié)點板焊接，焊腳尺寸為8mm，端板通過8根普通螺栓與柱相連。端板刨平頂緊在焊于柱上的支托上，以傳遞剪力。柱底板通過4根錨栓與柱下結(jié)構(gòu)（梁、墻或柱）相連。圖6屋架支座節(jié)點詳圖【實例4.6】鋼梁與混凝土板的連接詳圖圖7中，鋼梁為熱軋寬翼緣H型鋼，上面放置肋高75mm，波寬230m的壓型鋼板，作為混凝土的模板，混凝土板凈高75mm。在梁上翼緣焊有圓柱頭栓釘，使梁和混凝土板能夠協(xié)同工作。圖7鋼梁與混凝土板的連接詳圖門式剛架結(jié)構(gòu)施工詳圖表達的內(nèi)容1．鋼柱1）鋼構(gòu)件材質(zhì)、規(guī)格、數(shù)量；2）柱底板標高、基礎(chǔ)頂面標高、柱頂標高，地腳螺栓孔位置、尺寸；3）檁托板標高、方向（包括角柱檁托板的長度、位置、標高）；4）柱間支撐開孔或連接板擱置位置、間距；5）抗剪鍵的設(shè)置；6）梁柱連接板的孔徑、孔位、板厚、第一孔至柱頂蓋板的距離；7）系桿擱置的位置（上標高、水平位置）是否影響天溝、屋面內(nèi)板或雨水管的安裝；8）系桿連接板的孔位距腹板中線的距離；9）屋面坡度。即柱頂蓋板坡度或高差；10）吊車軌道標高及軌道中心線位置，并計算吊車梁及牛腿的標高。與吊車梁連接的耳板標高、位置、孔徑、孔距是否與吊車梁孔對應(yīng)；11）吊車軌道中心線與主柱的位置關(guān)系，牛腿與主柱有無特殊的焊接要求，吊車的計算跨度是否符合吊車生產(chǎn)模數(shù)；12）各處屋面梁或桁架與吊車梁的距離是否滿足吊車凈高的要求；13）抗風柱的位置；14）柱頭最后一道檁托板是否考慮天溝的設(shè)置；15）是否有墻面隅撐，位置是否正確，孔中與柱的關(guān)系是否正確；16）門窗的位置及檁托板的方向是否與其對應(yīng)（結(jié)構(gòu)與建筑是否對應(yīng)）；17）施工圖中是否有色帶等特殊的效果要求，是否需要增加墻梁或收邊等；18）最后一道檁條的位置是否滿足內(nèi)天溝包件的安裝要求；19）施工圖中有無特殊工藝及施工要求。2．鋼梁1）鋼構(gòu)件的材質(zhì)、規(guī)格、數(shù)量；2）屋面坡度、屋脊標高；3）對照鋼柱截面計算單跨梁的跨度。即梁單跨屋面梁的長度是否正確。注意軸線的位置；4）屋面檁托板的位置、間距；5）水平支撐孔徑、孔位的設(shè)置；6）與抗風柱的連接方式；7）系桿連接板的孔徑、孔中距腹板中心線的距離；8）端板厚度、孔徑、孔位。第一孔距梁上翼緣板的距離；9）隅撐的連接方式、孔徑、孔中距腹板中心線及下翼緣板的距離；10）屋脊處第一道檁條的設(shè)置是否考慮脊瓦的安裝；11）最后一道檁條的設(shè)置是否考慮天溝的尺寸，是否滿足內(nèi)天溝包件的安裝要求；12）檁托板的方向、尺寸；13）系桿安裝后是否影響屋面內(nèi)板的安裝；14）有無氣窗、氣樓，其安裝位置的確定；15）有無特殊工藝及施工要求；16）鋼柱、鋼梁是否存在連接螺栓安裝無法穿入的工藝性問題，以及扭剪型高強螺栓施工工具無法使用問題。3．柱間支撐1）材質(zhì)、規(guī)格、數(shù)量；2）按柱上（成型拼裝圖）孔距計算支撐長度；3）柱間支撐、系桿的位置是否與雨水管（內(nèi)置）有交叉現(xiàn)象，雨水管有無與推拉門交叉現(xiàn)象并提出初步解決方案。4．水平支撐1）材質(zhì)、規(guī)格、數(shù)量；2）按梁上（成型拼裝圖）孔距計算支撐長度；3）按梁上（成型拼裝圖）連接板孔位計算支撐長度。5．系桿1）材質(zhì)、規(guī)格、數(shù)量；2）按柱（梁）上系桿連接板孔中心距腹板中心線的距離計算系桿長度；3）系桿安裝完畢是否影響屋面內(nèi)板安裝；4）系桿上連接板是否能夠順利安裝、連接板上孔位設(shè)置是否合理，包括孔中心距連接板邊緣距離等。6．隅撐1）材質(zhì)、規(guī)格、數(shù)量；2）按梁上隅撐連接板孔中心位置、量取梁在該處截面高度、按施工圖中的連接方式計算隅撐的長度及孔距。7．檁條1）材質(zhì)、規(guī)格、數(shù)量；2）涂裝要求；3）連接孔與對應(yīng)檁托板孔位、孔徑是否相符；4）長度是否正確。按對應(yīng)柱距計算檁條連接孔距；5）標注尺寸是否閉合，拉條孔位、孔徑設(shè)置是否正確；6）邊跨檁條挑出長度是否正確；7）門框或窗框長度是否考慮檁條翼緣寬度的影響；8）檁條布置中門窗布置與建筑圖是否相符。8．拉條1）材質(zhì)、規(guī)格、數(shù)量；2）涂裝要求；3）按屋面梁檁托布置計算直拉條長度，檁托間距加50mm；4）按檁條加工圖的孔距計算斜拉條的長度，斜向距離加80mm；5）如有帶形窗或特殊結(jié)構(gòu)需單側(cè)焊接的拉條，應(yīng)按上述計算結(jié)果的基礎(chǔ)上加50mm折邊，保證焊接質(zhì)量；6）拉條、撐桿布置應(yīng)聯(lián)合應(yīng)用，確保每道檁條能調(diào)平（直），有些設(shè)計本身忽略此問題，應(yīng)及時溝通洽商。9．屋面板1）彩基板材質(zhì)、涂層要求、厚度、顏色、型號是否與圖紙相符；2）圖紙中未注明或注明的相關(guān)信息與報價單是否相符；3）有無采光帶，采光帶位置對排版的影響，盡可能降低損耗；4）彩板是否為現(xiàn)場軋制，是否考慮車輛運輸?shù)某羞\能力；5）單坡彩板斷開是否考慮搭接量，應(yīng)符合國家規(guī)范要求；6）屋面內(nèi)板應(yīng)按兩柱間距減屋面梁翼緣寬度排版；7）屋面外板長度是否考慮伸入天溝的尺寸；8）板尺寸是否與現(xiàn)場施工人員校對；9）按實際板面寬度計算彩板數(shù)量；10）排板圖中安裝方向是否考慮實際上板的方向。10．墻面板1）彩基板材質(zhì)、涂層要求、厚度、顏色、型號是否與圖紙相符；2）圖紙中未注明或注明的相關(guān)信息與報價單是否相符；3）有無彩帶，復(fù)合板墻面色帶更應(yīng)注意此點；4）墻面板長度尺寸應(yīng)與現(xiàn)場施工人員校對；5）有坎墻時其標高與墻面檁條是否相符，墻板長度在建筑標高基礎(chǔ)上是否加上檁條翼緣寬度；6）是否考慮包件標準做法的增減長度；7）墻內(nèi)板應(yīng)按兩柱間距減柱翼緣寬度進行排版；8）按實際板面寬度計算彩板數(shù)量。11．彩板飾邊1）飾邊板材厚度、顏色；2）依據(jù)公司標準做法或施工圖紙要求計算包邊尺寸；3）是否有特殊防水處理；4）是否有與砌體連接處，防水處理、包邊具體尺寸應(yīng)實測實量。表6-1常用鋼材產(chǎn)品標準標準號標準名稱GB/T699《優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T700《碳素結(jié)構(gòu)鋼》GB/T1591《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》GB/T3077《合金結(jié)構(gòu)鋼》GB/T4171《耐候結(jié)構(gòu)鋼》GB5313《厚度方向性能鋼板》GB/T19879《建筑結(jié)構(gòu)用鋼板》GB/T247《鋼板和鋼帶包裝、標志及質(zhì)量證明書的一般規(guī)定》GB/T708《冷軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差》GB/T709《熱軋鋼板和鋼帶的尺寸、外形、重量及允許偏差》GB912《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼熱軋薄鋼板及鋼帶》GB/T3274《碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金鋼熱軋厚鋼板及鋼帶》GB/T14977《熱軋鋼板表面質(zhì)量的一般要求》GB/T17505《鋼及鋼產(chǎn)品交貨一般技術(shù)要求》GB/T2101《型鋼驗收、包裝、標志及質(zhì)量證明書的一般要求》GB/T11263《熱軋H型鋼和剖分T型鋼》GB/T706《熱軋型鋼》GB/T8162《結(jié)構(gòu)用無縫鋼管》GB/T13793《直縫電焊鋼管》GB/T17395《無縫鋼管尺寸、外形、重量及允許偏差》GB/T6728《結(jié)構(gòu)用冷彎空心型鋼尺寸、外形、重量及允許偏差》GB/T12755《建筑用壓型鋼板》GB8918《重要用途鋼絲繩》YB3301《焊接H型鋼》YB/T152《高強度低松弛預(yù)應(yīng)力熱鍍鋅鋼絞線》YB/T5004《鍍鋅鋼絞線》YB/T5224《預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線》GB/T17101《橋梁纜索用熱鍍鋅鋼絲》GB/T20934《鋼拉桿》表6-2常見焊接材料產(chǎn)品標準標準號標準名稱GB/T5117《碳鋼焊條》GB/T5118《低合金鋼焊條》GB/T14957《熔化焊用鋼絲》GB/T8110《氣體保護電弧焊用碳鋼、低合金鋼焊絲》GB/T10045《碳鋼藥芯焊絲》GB/T17493《低合金鋼藥芯焊絲》GB/T5293《埋弧焊用碳鋼焊絲和焊劑》GB/T12470《埋弧焊用低合金鋼焊絲和焊劑》GB10432.1《電弧螺柱焊用無頭焊釘》GB/T10433《電弧螺柱焊用圓柱頭焊釘》表6-3常用焊接切割用氣體標準標準號標準名稱GB/T4842《氬》GB/T6052《工業(yè)液體二氧化碳》HG/T2537《焊接用二氧化碳》GB16912《深度冷凍法生產(chǎn)氧氣及相關(guān)氣體安全技術(shù)規(guī)程》GB6819《溶解乙炔》HG/T3661.1《焊接切割用燃氣丙烯》HG/T3661.2《焊接切割用燃氣丙烷》HG/T3728《焊接用混合氣體氬—二氧化碳》GB/T13097《工業(yè)用環(huán)氧氯丙烷》表6-4鋼結(jié)構(gòu)連接用緊固件標準標準號標準名稱GB/T5780《六角頭螺栓C級》GB/T5781《六角頭螺栓全螺紋C級》GB/T5782《六角頭螺栓》GB/T5783《六角頭螺栓全螺紋》GB/T1228《鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角頭螺栓》GB/T1229《鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角螺母》GB/T1230《鋼結(jié)構(gòu)用高強度墊圈》GB/T1231《鋼結(jié)構(gòu)用高強度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術(shù)條件》GB/T3632《鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強度螺栓連接副》GB/T3098.1《緊固件機械性能螺栓、螺釘和螺柱》表6-5鋼鑄件標準標準號標準名稱GB/T11352《一般工程用鑄造碳鋼件》GB/T7659《焊接結(jié)構(gòu)用鑄鋼件》某重型廠房格構(gòu)柱預(yù)拼裝工藝某重型廠房格構(gòu)柱長40.45米，有H型鋼、鋼板、鋼管組合而成。現(xiàn)根據(jù)結(jié)構(gòu)特點及運輸制作要求，將大柱子分為四段，見圖9-29，各段柱制作完成后，出廠前需要進行工廠預(yù)拼裝，現(xiàn)將預(yù)拼裝工藝介紹如下。圖9-29鋼柱分段示意圖鋼柱工廠預(yù)拼裝流程見圖9-30，主要拼裝步驟及技術(shù)要求如下：圖9-30鋼柱預(yù)拼裝工藝流程1）預(yù)拼裝場地準備工廠預(yù)拼裝場地選用長225m，寬40m的露天場地，配有1臺100噸的龍門吊,其軌距35m,場地兩邊設(shè)置汽車裝卸區(qū)，場地旁為汽車通道，方便運貨車及汽車吊行駛。地面為承載力達12T/m2混凝土地面，長195m,寬28m，并埋有按一定間距布置的預(yù)埋鋼板，用于固定預(yù)拼裝胎架。場地示意見圖9-31。圖9-31預(yù)拼裝場地示意圖2）預(yù)拼裝胎架支設(shè)工廠預(yù)拼裝胎架由36號工字鋼焊接而成，胎架制成后將其焊接在混凝土地面的預(yù)埋鋼板上，使整個胎架形成一個剛性體，見圖9-32。圖9-32預(yù)拼裝胎架3）安置胎架合理擺放胎架，設(shè)置胎架的高度，胎架與場地的預(yù)埋件剛性固定，見圖9-33。圖9-33胎架安置示意4）鋼管安置將制作對接合格的鋼管吊上拼裝胎架，對齊地樣上的定位基準線，并校正與基準線的平行度，同時調(diào)節(jié)其空間定位，然后臨時固定在胎架上，見圖9-34。圖9-34鋼管安置示意5）腹桿拼裝焊接復(fù)測鋼管，合格后進行腹桿組裝，將切割合格的斜腹桿吊上組裝胎架平臺進行組裝，定準定位中心線，然后固定在鋼管上。腹桿的組裝順序為從中間向兩端依次進行，見圖9-35。圖9-35腹桿拼裝焊接示意6）隔板拼裝，見圖9-36。圖9-36腹桿拼裝焊接示意7）柱頂構(gòu)件安裝，見圖9-37。圖9-37柱頂構(gòu)件拼裝示意8）標記在經(jīng)過測量確定拼裝準確無誤后，對鋼管桁架分段處拼裝接頭處作好安裝標記：在距離節(jié)頭中心各150mm處的兩相鄰面內(nèi)劃出安裝標記線，并用樣沖沖眼，然后再在鋼管四面上焊接安裝耳板，見圖9-38。圖9-38圓管構(gòu)件標記示意9）按與拼裝相反的順序拆除，包裝發(fā)運。13.3.8大型構(gòu)件的現(xiàn)場拼裝對于大跨度結(jié)構(gòu)廠房、重型工業(yè)廠房等結(jié)構(gòu)中的某些構(gòu)件，如鋼柱、屋架等，受運輸或制作條件所限，需要分段制作，在安裝前進行現(xiàn)場拼裝，然后整體吊裝；根據(jù)工程結(jié)構(gòu)情況和鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場吊裝的要求，結(jié)合構(gòu)件運輸?shù)膶嶋H情況，為保證構(gòu)件的質(zhì)量和施工工期，在滿足運輸和吊裝的條件下，確定合適的拼裝方案將顯得格外重要。需要從拼裝場地的設(shè)置、現(xiàn)場拼裝順序、拼裝內(nèi)容、現(xiàn)場主要采用的拼裝機具和拼裝方法、拼裝質(zhì)量保證措施等加以保證，現(xiàn)結(jié)合某工程舉例說明。圖1鋼柱拼裝現(xiàn)場平面布置圖局部如圖鋼柱，全長40.45m，工廠制作時分為四段，工廠預(yù)拼裝合格后運往現(xiàn)場，在現(xiàn)場安裝前，鑒于現(xiàn)場對接焊縫較多，為盡量減少高空焊接作業(yè)。將標高－3.500m~18.830m鋼柱在地面拼裝第一段吊裝單元吊裝，18.830m~36.700m鋼柱地面拼裝成第二段吊裝單元吊裝。地面拼接方案設(shè)計如下：1．拼裝場地設(shè)置為了保證構(gòu)件組裝的精度，防止構(gòu)件在組裝的過程中由于胎架的不均勻沉降而導(dǎo)致拼裝的誤差，組裝場地要求平整壓實。根據(jù)吊裝的實際最佳位置和鋼結(jié)構(gòu)拼裝的最大外形尺寸，盡量選擇就近的吊裝區(qū)域進行合理布置（圖1所示為鋼柱拼裝現(xiàn)場平面布置圖局部）。箭頭代表吊車開行路線。2．構(gòu)件拼裝現(xiàn)場堆放1）拼裝段采用80噸履帶吊卸車、就位、拼裝；2）鋼柱拼裝前，應(yīng)在拼裝段下墊枕木，墊點沿拼裝長度均勻分布；墊枕木處基礎(chǔ)要求夯實，所有墊點枕木上皮用水準儀抄平。3．拼裝胎架的搭設(shè)要求因該工程現(xiàn)場地坪還未施工完畢，可結(jié)合工程實際租用路基箱板來作為拼裝平臺。拼裝胎架設(shè)置時應(yīng)先鋪設(shè)鋼路基箱板，相互連接形成一剛性平臺（注：地面必須先壓平、壓實），平臺鋪設(shè)后，放標高線、檢驗線及支點位置，形成田字形控制網(wǎng)，并提交驗收。然后豎胎架直桿，根據(jù)支點處的標高設(shè)置胎架模板及斜撐，如圖2所示。胎架高度約為500mm，胎架設(shè)置應(yīng)與相應(yīng)的鋼柱截面、分段重量及高度進行全方位優(yōu)化選擇，另外胎架高度最低處應(yīng)能滿足全位置焊接所需的高度，胎架搭設(shè)后不得有明顯的晃動狀，并經(jīng)驗收合格后方可使用。為防止剛性平臺沉降引起胎架變形，胎架旁應(yīng)建立胎架沉降觀察點。在施工過程中結(jié)構(gòu)重量全部荷載于路基板上時觀察標高有無變化，如有變化應(yīng)及時調(diào)整，待沉降穩(wěn)定后方可進行焊接。圖2拼裝胎架示意4．拼裝流程構(gòu)件拼裝流程如圖3所示。

此過程用經(jīng)緯儀、水準儀進行全程監(jiān)測此過程用經(jīng)緯儀、水準儀進行全程監(jiān)測構(gòu)件進場場地平整混凝土基礎(chǔ)施工搭設(shè)拼裝胎膜架放線測量吊裝鋼構(gòu)件復(fù)核無誤后點焊固定對接焊接超聲波探傷合格不合格鋼構(gòu)件檢查驗收返修全面焊接檢查構(gòu)件原材料質(zhì)量證明書原材料復(fù)試構(gòu)件剖口質(zhì)量檢查涂裝質(zhì)量檢查構(gòu)件幾何尺寸及規(guī)格檢查脫膜胎膜測量下一榀鋼構(gòu)件拼裝圖3拼裝工藝流程圖5．鋼柱拼裝根據(jù)鋼柱的尺寸，先對拼裝胎架進行測量放線，調(diào)整拼裝胎架表面的標高，同時在拼裝胎架上表面劃出鋼柱安放的控制線。將各分段鋼柱吊裝擺放在胎架上，進行測量復(fù)核，然后對鋼柱進行測量，測量時主要控制柱頂?shù)戒撝С忻娴木嚯x、牛腿到支承面的距離、柱身扭曲等經(jīng)復(fù)測無誤后，用千斤頂將柱身與拼裝胎架頂緊固定，先進行定位焊，再全面進行焊接。由于運輸條件的限制，分段鋼柱運到現(xiàn)場進行拼裝，先將第一節(jié)鋼柱放置在胎架上，然后將下一節(jié)鋼柱進行組裝，測量合格后進行下一節(jié)鋼柱的焊接。鋼柱組裝時應(yīng)注意：以柱底面為基準面，確保下層牛腿面的幾何尺寸；柱肢上要刨平頂緊的位置，必須保證貼合緊密，符合規(guī)范要求；每節(jié)鋼柱都要彈好中線，在斷面處相互成垂直；鋼柱現(xiàn)場對接時先在鋼柱對接處焊接臨時連接耳板，鋼柱焊接完畢后割除臨時連接耳板，再進行打磨；鋼柱拼裝完成后，應(yīng)將柱子根部用鋼管或角鋼臨時加固（見圖4，防止旋轉(zhuǎn)吊裝過程中由于柱子根部受力使柱子根部產(chǎn)生變形。圖4柱腳臨時加固支撐示意構(gòu)件的設(shè)計耐火極限（h）構(gòu)件類型構(gòu)件耐火等級一級二級三級四級柱、柱間支撐3.002.502.000.50樓面梁、樓面桁架、樓蓋支撐2.001.501.000.50樓板1.501.00廠房、倉庫民用建筑廠房、倉庫民用建筑0.750.500.50不要求屋頂承重構(gòu)件、屋蓋支撐、系桿1.501.00廠房、倉庫民用建筑不要求0.50不要求上人平屋面板1.501.00不要求不要求疏散樓梯1.501.00廠房、倉庫民用建筑不要求0.750.50注：1建筑物中的墻等其他建筑構(gòu)件的設(shè)計耐火極限應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《建筑設(shè)計防火規(guī)范》GB50016的規(guī)定；2一、二級耐火等級的單層廠房（倉庫）的柱，其設(shè)計耐火極限可按上表中規(guī)定降低0.50h；3一級耐火等級的單層、多層廠房（倉庫）設(shè)置自動噴水滅火系統(tǒng)時，其屋頂承重構(gòu)件的設(shè)計耐火極限可按表1規(guī)定降低0．50h；4吊車梁的設(shè)計耐火極限不應(yīng)低于上表中梁的設(shè)計耐火極限。表構(gòu)件進場驗收項目序號類型驗收內(nèi)容驗收工具、方法補修方法1焊縫構(gòu)件表面外觀目測焊接修補2現(xiàn)場焊接剖口方向參照設(shè)計圖紙現(xiàn)場修正3焊縫探傷抽查無損探傷碳弧氣刨后重焊4焊腳尺寸量測補焊5焊縫錯邊、氣孔、夾渣目測焊接修補6多余外露的焊接襯墊板目測切除7節(jié)點焊縫封閉目測補焊8構(gòu)件外形及尺寸鋼柱變截面尺寸測量制作工廠控制9構(gòu)件長度鋼卷尺丈量制作工廠控制10構(gòu)件表面平直度靠尺檢查制作工廠控制11加工面垂直度靠尺檢查制作工廠控制12H型截面尺寸對角線長度檢查制作工廠控制13鋼柱柱身扭轉(zhuǎn)測量制作工廠控制14H型鋼腹板彎曲靠尺檢查制作工廠控制15H型鋼翼緣變形靠尺檢查制作工廠控制16構(gòu)件運輸過程變形參照設(shè)計圖紙變形修正17預(yù)留孔大小、數(shù)量參照設(shè)計圖紙補開孔18螺栓孔數(shù)量、間距參照設(shè)計圖紙絞孔修正19連接摩擦面目測小型機械補除銹20柱上牛腿和連接耳板參照設(shè)計圖紙補漏或變形修正21表面防腐油漆目測、測厚儀檢查補刷油漆某高層鋼結(jié)構(gòu)辦公樓安裝流程（1）地下室勁性鋼柱安裝完成（2）開始吊裝地上鋼柱，并拉攬風繩固定（3）連接鋼柱與核心筒間鋼梁（4）按順時針方向吊裝鋼柱（5）連接鋼柱與核心筒間鋼梁（6）連接鋼柱與鋼柱間鋼梁（7）繼續(xù)按順時針方向進行吊裝（8）二層主框架鋼柱及鋼梁吊裝完成（9）開始吊裝其余次梁（10）吊裝完成第五樓層鋼梁，二層組合樓板開始澆筑（11）結(jié)構(gòu)安裝至第十二樓層面（12）結(jié)構(gòu)安裝至第二十一樓層面（13）由南面塔吊拆除北面塔吊（14）結(jié)構(gòu)安裝至屋頂層（15）結(jié)構(gòu)封頂現(xiàn)以某高層鋼結(jié)構(gòu)勁性柱吊裝為例說明吊裝流程。1）設(shè)置吊點及起吊方式，見圖a吊點設(shè)置在預(yù)先焊好的連接耳板處，為防止吊耳起吊時的變形，采用專用吊具裝卡，采用單機回轉(zhuǎn)法起吊。起吊前，鋼柱應(yīng)墊上枕木以避免起吊時柱底與地面的接觸，起吊時，不得使柱端在地面上有拖拉現(xiàn)象。2）安裝鋼爬梯，見圖b吊裝前將安裝爬梯安裝在鋼柱的一側(cè)，同時在柱與樓層梁的連接位置上1.2米處焊接固定裝配式安裝操作平臺的臨時槽鋼，鋼爬梯和臨時槽鋼應(yīng)安全牢靠，便于作業(yè)人員上下和安裝鋼梁時操作。3）柱腳定位，見圖c鋼柱吊到就位上方200mm時，應(yīng)停機穩(wěn)定，對準螺栓孔和十字線后，緩慢下落，使鋼柱四邊中心線與基礎(chǔ)十字軸線對準。4）鋼柱臨時固定，見圖d采用無纜風繩校正法在柱的偏斜一側(cè)打入鋼楔或用頂升千斤頂，采用兩臺經(jīng)緯儀在柱的兩個方向同時進行觀測控制方法。在保證單節(jié)柱垂直度不超標的前提下，注意預(yù)留焊縫收縮對垂直度的影響，將柱頂軸線偏移控制到規(guī)定范圍內(nèi)。最后擰緊臨時連接耳板的大六角頭高強螺栓至額定扭矩并將鋼楔與耳板固定。5）柱腳就位與垂直度校正，見圖e柱底就位應(yīng)盡可能在鋼柱安裝時一步到位，最后的校正可用千斤頂和調(diào)整螺母法校正（精度可達±1mm）。（a）（b）（ｃ）（ｄ）（ｅ）圖1某鋼結(jié)構(gòu)建筑鋼柱吊裝流程【實例5-1】計算兩塊鋼板對接焊縫。已知鋼板截面為460×12mm，承受軸心拉力N=1180kN（靜力荷載），鋼材為Q235鋼，焊條采用E43型，焊縫質(zhì)量為三級，施工中不采用引弧板。[解]（1）驗算鋼板的承載力查附錄中附表A-1可得，12mm厚鋼板的受拉設(shè)計強度f=215N/mm2，因此，鋼板的設(shè)計承載力NC為：NC=Af=460×12×215=1186800N=1186.8kN＞N=1180kN（滿足）（2）驗算對接焊縫當采用直縫對接時，焊縫的計算長度lw=460-2×12=436mm，he=12mm。查附錄中附表A-2可得，焊縫受拉設(shè)計強度ftw=185N/mm2，得：σ=直縫不能滿足要求，改為斜縫對接，切割斜度取1.5：1，相應(yīng)的斜角為θ=56.3°，sinθ=0.832，cosθ=0.555，斜縫的計算長度lw1=460/sinθ－2×12=529mm，由附錄中附表A-2查得，焊縫受剪設(shè)計強度fvw=125N/mm2，斜縫的正應(yīng)力和剪應(yīng)力分別為：στ=計算結(jié)果表明，斜焊縫的強度滿足要求。【實例5-2】驗算柱與牛腿的對接焊縫連接。試驗算柱與牛腿的對接焊縫連接。已知鋼材為Q390，焊條為E55型，手工焊，三級質(zhì)量，不用引弧板。實例5-2圖（單位：mm）[解題分析]工字型或T形截面牛腿與柱的對接焊縫受剪時，假定柱與牛腿是兩個剛體，焊縫則是彈性體，在外力作用下焊縫各點在數(shù)值方向產(chǎn)生相等的位移，因此各點所受的剪應(yīng)力相等、均勻分布。在彎矩作用下，牛腿（剛體）繞截面形心轉(zhuǎn)動，牛腿端面（與焊縫相交處）是豎直平面，轉(zhuǎn)動后仍保持平面（斜平面），符合材料力學(xué)受彎構(gòu)件平截面假定，所以焊縫截面彎曲應(yīng)力分布于材料力學(xué)中一般梁彎曲應(yīng)力分布相同。工字型或T型截面（牛腿）的翼緣部分很薄，在剪力作用下，其豎向抗剪強度很低，不能起剛體作用。故在計算時，假定剪力全部由腹板上的豎直焊縫平均承受，而彎矩則由整個焊縫計算截面承受。[解]由附錄中附表A-2查得：ftw=295N/mm2，fcw=345N/mm2，fvw=200N/mm2。（1）焊縫計算截面的幾何特征值①焊縫計算截面的形心位置yy②焊縫計算截面的面積和慣性矩AIW（2）焊縫強度驗算①a、b點的正應(yīng)力和腹板的剪應(yīng)力σMaστ=②b點的折算應(yīng)力σ驗算表明，該連接滿足要求。【實例5-3】雙蓋板的對接接頭設(shè)計。試設(shè)計如圖所示一雙蓋板的對接接頭。已知鋼板截面為250×14，蓋板截面為2-200×10，承受軸心力設(shè)計值700kN（靜力荷載），鋼材為Q235，焊條E43型，手工焊。實例5-3圖雙蓋板對接接頭（單位：mm）[解]（1）確定角焊縫的焊腳尺寸hf由表5-1可得，角焊縫最小焊腳尺寸為6mm。取hf=8mm≤hfmax=t－（1~2）mm=10－（1~2）mm=8~9mm＞hfmin=6mm由附錄中附表A-2可得：角焊縫強度設(shè)計值ffw=160N/mm2。（2）采用側(cè)面角焊縫因用雙蓋板，接頭一側(cè)共有4條焊縫，每條焊縫所需的計算長度為：蓋板總長：L=（200+2×8）×2+10=442mmlw=200mm＞8hf=8×8=48=64mml=216mm＞b=200mm滿足構(gòu)造要求。（3）采用三面圍焊正面角焊縫所能承受的內(nèi)力N3為：N3=2×0.7hflwβfffw=2×0.7×8×200×l.22×160=437284N接頭一側(cè)所需側(cè)縫的計算長度為：蓋板總長：L=（73.3+8）×2+10=172.6mm，取180mm?！緦嵗?-4】三面圍焊連接中焊腳尺寸和焊縫長度的計算。如圖所示角鋼與連接板的三面圍焊連接中，軸心力設(shè)計值N=800kN（靜力荷載），角鋼為2∟110×70×10（長肢相連），連接板厚度為12mm，鋼材Q235，焊條E43型，手工焊。試確定所需焊腳尺寸和焊縫長度。實例5-4圖角鋼與連接板的焊接圖（單位：mm）[解]由表5-1可得，角焊縫最小焊腳尺寸為5mm。設(shè)角鋼肢背、肢尖及端部焊腳尺寸相同，取hf=8mm≤t－（1~2）mm=10－（1~2）mm