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焊接钢板的特点和钢结构工程施工常见问题

发布者:正泰彩钢 发布时间:2022-01-19

焊接钢板的主要特点是刚度大,造价低,构造尚简单,制作时不需大量机械加工。但现场焊接工作量大,且仰焊、立焊比例也大。当网架杆件为钢管时,采用钢板节点就不正确,节点构造过于复杂。

在焊接钢板节点,十字节点板的中间竖向焊缝是节点的关键焊缝,它要承受两个方向节点板传来的应力,受力情况比较复杂。试验与分析结果表明,对于坡口焊的中间竖向焊缝,当两个方向的节点板同为受拉或受压时,其正截面的正应力基本上与正应力方向锁施加的外力成比例变化,同时正截面的剪应力小,符合双向应力的理论应力状态。但当两个方向的节点板一向受拉,一向受压,即节点板传来的应力符号不同时,不论其相应值相等与否,焊缝中均将产生大的剪应力。当两向施加的拉力和压力数值相等时,其大剪应力值几乎与节点板传来的应力值相等。由于对接焊缝的抗剪强度低于抗拉、抗压强度,因而当设计一向受拉、一向受压的十字节点板的中间竖向焊缝时,剪应力将成为控制因素。在设计坡口焊的十字节点板的中间竖向焊缝时,应根据两个方向节点板传来的应力符号是否相同而区别对待。两个方向应力富奥相同时,可近似地按节点板传来的大应力进行焊缝强度验算,验算时可采用对按焊缝、抗压强度设计值。当两个方向节点板传来的应力符号不同时,除按上述方法进行抗拉、抗压强度验算外,尚应验算其抗剪强度,剪应力值可近似地按两个方向节点板传来的相应值大的应力乘以系数p。杆件与十字节点板及盖板间的连接焊缝,一般采用角焊缝,在无盖板的焊接钢板节点中,一般采用两面侧韩,也可采用三面围焊或L型围焊(连接强度可根据角焊缝的受剪进行)。当角焊缝只能设置在角钢肢尖出,肢背处无法施焊,此时可此阿勇槽焊与角焊缝相结合的连接方式,即在角钢肢尖处角焊缝基础上,在与及诶单钢板连接处的角钢上开设椭圆形的槽孔,并沿槽孔周边施加角焊缝(下图所示)以提升连接的承载能力。它的基本破坏特征为沿焊缝剪切而破坏,承载能力可按一般角焊缝进行计算。

在焊接钢板节点中,十字节点板一般用两块具有企口的钢板对插焊成,也可以由两块半板与一块整板正交焊接而成。前者易于确定十字节点板间的正交,但需对板件进行再加工;后者为确定十字节点板的正交,施焊时需要采取相应措施。有时为增加节点的强度和刚度,也可在节点中心加设一段圆钢管,将十字节点板直接焊于中心钢管,从而形成一个由中心钢管增加的焊接钢板节点(如下图)

焊接钢板节点中的盖板可以根据受力和构造的需要而设置,上弦节点的水平盖板除用以连接杆件外,还可支承屋面板或屋面檩条。对下弦受拉节点,当网架跨度、荷载小时,可不设置盖板。

对于由角钢组成杆件、小跨度的两向网格,可采用焊接连接的节点构造形式。当网格跨度大时,部分杆件可采用螺栓与节点板连接。如果两个方向的杆件均要求以角焊缝与节点盖板相连,则角钢肢背无法施焊,而仅由角钢传力,当杆件内力大时,可能使节点板的尺寸增加多。为此,可在角钢指尖角焊缝的基础上,在杆件与节点钢板间加设槽焊,由肢尖角焊缝与槽焊共同传递杆件内力。

对于由钢管杆件组成的四角锥网架,当采用焊接钢板节点时,可将钢管端部开槽插入节点板中,并沿插入长度在钢管与节点板连接处施焊。为防止钢管杆件的内壁锈蚀,可在杆端加封板,使之密闭。此外,也可通过改变节点板的构成方式,使各节点板均垂直于所连接的钢管杆件,将钢管端部直接焊在相应的节点板上,适用于钢管杆件四角锥网架的焊接钢板节点。

钢结构工程施工过程中的部分问题及解决方法

一、连接问题

(1)高强螺栓连接

1)螺栓装备面不符合要求,造成螺栓不好安装,或者螺栓紧固的程度不符合设计要求。

原因分析:

①表面有浮锈、油污等杂质,螺栓孔璧有毛刺、焊瘤等。

②螺栓安装面虽经处理仍有缺陷。

解决方法:

①高强螺栓表面浮锈、油污以及螺栓孔璧毛病,应逐个清理干净。使用前须经防锈处理,使拼装用的螺栓,不可以在正式拼装时使用。螺栓应由专人保管和发放。

②处理装配面应考虑到施工安装顺序,防止重复进行,并尽量在吊装之前处理。

2)螺栓丝扣损伤,螺杆不能自由旋入螺母,影响螺栓的装配。

原因分析:丝扣严重锈蚀。

解决方法:

①使用前螺栓应进行挑选,清洗除锈后作预配。

②丝扣损伤的螺栓不能做临时螺栓使用,严禁强行打进螺孔。

③预选择配的螺栓组件应按套存放,使用时不可以互换。

(2)现场焊缝现象:质量难以确定;设计要求全焊透的一、二层焊缝未采用声波探伤;楼面主梁与柱未施焊;未采用引弧板施焊。

解决方法:钢结构施焊前,对焊条的合格证进行检查,按设计要求选用焊含条,按说明书和操作规程要求使用焊条,焊缝表面不可以有裂纹、焊瘤,一、二层焊缝不可以有气孔、夹渣、弧坑裂纹,焊缝不可以有咬边、未满焊等缺陷,一、二层焊缝按要求进行无损检测,在规定的焊缝及部位要检查焊工的钢印。不合格的焊缝不可以擅自处理,定出修改工艺后再处理,同一部位的焊缝返修次数不宜超过两次。

二、构件的生产制作问题

门式钢架所用的板件很薄,薄可用到4毫米。多薄板的下料应选剪切方式而避免用火焰切割。因为用火焰切割会使板边产生很大的波浪变形。目前H型钢的焊接大多数厂家均采用埋弧自动焊或半自动焊。如果控制不好宜发生焊接变形,使构件弯曲或扭曲。

三、柱脚安装问题

(1)预埋件(锚栓)问题现象:整体或布局偏移;标高有误;丝扣未采取保护措施。直接造成钢柱底板螺栓孔不对位,造成丝扣长度不够。

措施:钢结构施工单位协同土建施工单位一起完成预埋件工作,混凝土浇捣之前。须复核相关尺寸及固定。

(2)锚栓连接问题现象:柱脚锚栓未拧紧,垫板未与底板焊接;部分未露2~3个丝扣的锚栓。

措施:应采取焊接锚杆与螺帽;在化学锚栓外部,应加厚防止火灾涂料与隔热处理,以防失火时影响锚固性能;应补测基础沉降观测资料。

(3)锚栓不垂直现象:框架柱柱脚底板水平度差,锚栓不垂直,基础施工后预埋锚栓水平误差偏大。柱子安装后不在一条直线上,东倒西歪,使房屋外观很难看,给钢柱安装带来误差,结构受力受到影响,不符合施工验收规范要求。

措施:锚栓安装应坚持先将底板用下部调整螺栓调平,再用无收缩砂浆二次灌浆填实,此法施工。所以锚栓施工时,可采用出钢筋或者角钢等固定锚栓。焊成笼状,优良支撑,或采取其他一些措施,避免浇灌基础混凝土时锚栓移一位。

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