淺談我國鋼屋架設計制作流程研究論文

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摘要：本文詳細分析總結了大跨度鋼屋架制作及施工工藝的各個步驟，并針對容易出現的問題提出了相應的解決辦法。

關建詞：鋼屋架；制作；施工

鋼結構廠房有結構輕、強度高、抗震性能好、耐作安裝簡便、工期短、可拆卸、運輸方便等優(yōu)點，特別適用于大跨度廠房桁架、重噸位車梁及震動較大的廠房，因而近些年得到迅速推廣。筆者結合多年工作經驗，分析總結了大跨度鋼屋架制作及施工技術，以期同行批評指正。

1鋼屋架的制作及施工工藝

①圖紙的自審。在施工前應對圖紙進行詳細的閱讀，對于裝配尺寸有無不吻合，若有及時上報修正。

②材料的檢查與處理。鋼材應進行復試，合格后方可使用。型鋼材料由于在運輸過程中，會產生彎曲變形，這將在鋼屋架拼裝過程中會產生不必要的應力，可采用大錘錘擊消除應力調直型鋼材料。

③下料。由于在氣割過程中，自動氣割割縫寬度為3mm，手工氣割割縫寬度為4mm。因此在下料要預留切割量。根據經驗∠100×10的角鋼和12mm厚度以下的鋼板預留1mm的長度，板厚20mm。上下的鋼板應預留2mm左右，而板厚25mm以上鋼板在此基礎上增加0．5mm～1mm即可。

④放樣平臺與拼裝平臺為同一平臺，平臺的表面要經過水平儀測平。鋼屋架的放樣采用1：1的比例按實際尺寸放樣。用粉線包彈出直線做畫基準線，長度要比屋架長度長2m左右。而后在基準線的1／2長處用盤尺與粉線做出基準垂線。由中心點向左右分別推出屋架全長，此時的全長是由屋架全長加上焊接收縮余量的長度。30m以上的大跨度屋架向兩側分別應加大7mm左右。雖然此時所得到的地樣長度要比實際屋架長度長10mm～14mm。但經過焊接收縮，即得到理想的設計長度。同時，從下弦基準線上中心點延垂直基準線向上提高6mm，以滿足屋架起拱的設計要求。根據已得到屋架的幾何線，畫出所有幾何匯交點的位置分別連線，形成完整的屋架幾何受力線。以此畫出屋架的上弦、下弦、腹桿的輪廓，輪廓之間留有相應的焊縫位置寬度，一般約20mm即可。接下來要根據圖紙要求畫出所有節(jié)點板的基本形狀與尺寸，節(jié)點板的形狀最好以矩形和梯形為主，以方便下料。

⑤點焊胎具。用∠50×5左右的角鋼頭利用其直角的特性，在屋架所有桿件輪廓上均勻分布點焊牢固。輪廓線要點準確，因為這是屋架幾何尺寸的關鍵依據。

⑥將所有節(jié)點板、上下弦及腹桿分別就位，用楔子將它們固定，使其不能移位。對起拱的下弦料應進行適當彎曲。將節(jié)點板與上下弦桿件緊貼，而后點焊牢固。再將所有的腹桿用相同的方法焊牢。需要注意的是角鋼桿件的輪廓邊線必須與地樣完全重合，從而保證幾何受力線匯交一點。最后將屋架加固點焊一遍。打掉楔子，起胎、翻轉，做為原始的仿形樣板。

⑦把仿形樣板屋架墊平，以防止彎曲變形。在樣板屋架的所有節(jié)點板上，放置相同的節(jié)點板，邊緣對齊點焊。只能點焊上下弦的外側，以方便起胎，而后將上下弦、腹桿依次放在節(jié)點板上，點焊牢固。此時的關鍵是將角鋼平面相互對齊，長短對應，形成與樣板屋架完全一樣的尺寸結構。

⑧總裝。打開節(jié)點板上的臨時焊點，將屋架翻轉，吊至相鄰平臺，墊平后在腹桿上點焊上加筋板。將突出的臨時焊點清理干凈，不能有超過1mm的不平度。把上下弦桿件放在相應位置上擺正對齊，利用自制大扳子、夾具和大錘等將其夾緊、打齊，點焊牢固。所有桿件與節(jié)點板點焊完畢后，將底座板及加強肋板點焊上。至此屋架完整的拼裝完畢。

⑨焊接。要保證焊縫角高和余高。對個別采用立焊不理想的部位可用吊車將屋架立起或翻轉使立角焊變?yōu)槠浇呛浮τ诤缚p尺寸較大的，為防止焊接變形可以采用多遍焊的方法，即先將A面焊一遍底，而后翻轉將B面焊接完畢，最后再翻轉將A面焊接完成。在焊接完畢冷卻后我們將得到一個長度準確，有著嚴格起拱，幾何匯交點精確的屋架。

2鋼屋架制作及施工過程中需要注意的問題

①鋼屋架的長度。在有底座板形式的屋架當中，是指兩個底座板中心線的距離。而在有端板連接形式的屋架當中則是兩個端板外側平面之間的距離。無論何種形式的鋼屋架其長度都是由廠房的跨度即柱子間距決定的。因此，鋼屋架的長度偏差過大都會導致屋架無法安裝定位。即使免強安裝后也不能很好的將屋面的荷載所產生的力矩傳遞分解掉，產生不應有的應力影響使用。公務員之家

②鋼屋架的起拱。屋架承受荷載后，下弦將因受拉而伸長，跨中節(jié)點將下垂若干毫米。如果拼裝時不起拱，跨中節(jié)點下垂后很不美觀，嚴重者則給人一種不安全的感覺，好象屋架受力后發(fā)生了很大變形，擔心有坍塌的危險。而起拱的鋼屋架安裝受荷載后，水平弦桿將不低于水平線。起拱數值，一般要求跨度為24m或24m以上的梯形和平行弦桁架，當下弦無曲折時，宜起拱，拱度約為跨度的1／500。

③鋼屋架的匯交點。鋼屋架的弦桿與豎向腹桿及斜向腹桿的幾何線應匯交于一點。鋼屋架在自身的結構形式上充分的利用了三角形的穩(wěn)固性這一特點，鋼屋架的上下弦桿及腹桿分別受拉力矩和壓力矩的作用，相互之間通過匯交點，把力矩進行了很好的分解與傳遞。若匯交點偏離，會使屋架的上下弦桿多處受力，從而變成了不穩(wěn)定的多邊形，受荷載作用使鋼屋架局部桿件變形。因此，在實際制作施工過程中，保證屋架桿件幾何線匯交一點是關鍵問題之一。

參考文獻：

[1]GB50017-2003,鋼結構設計規(guī)范[S]．

[2]GB50205-2003,鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范[S].

[3]JGJ81-2002,建筑結構焊接技術規(guī)程[S].