门式刚架施工工艺及施工质量控制

摘 要 ：介绍了门式刚架轻型结构的构件设计特点，发展前景及轻型刚架结构的施工工艺和施工中的质量控制措施。

关键词 ：门式刚架；特点；施工工艺；施工重点难点控制

中图分类号：TV523文献标识码：A文章编号：

门式刚架轻型结构体系是近年来在钢结构建筑中应用相当广泛的一种结构形式。它是用等截面或变截面的焊接H型钢作为梁柱，以冷弯薄壁型钢作为檩条、墙梁、墙柱，以彩钢板作为屋面板及墙板，现场用螺栓或焊接拼接的门式刚架为主要承重结构，再配以零件、扣件、门窗等形成的比较完善的建筑体系，即门式刚架轻型结构体系。这种体系可以在工厂批量生产，现场按要求拼装形成。能有效地利用材料，构件尺寸小，自重轻，抗震性能好，施工安装方便，建设周期短，能够形成大空间、大跨度，具有外表美观，适应性强，造价低，易维护等特点。

1门式刚架轻型结构在国内的发展概况

门式刚架轻型结构体系在国外应用极为广泛。在我国，随着压型钢板、冷弯薄壁型钢、H型钢的引进和发展，轻型门式刚架体系也引起了普遍的重视，应用越来越广泛，逐渐成为许多工业和民用建筑的首选体系，特别是《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS 102:98）颁布实施。

2轻型门式刚架结构体系特点

钢柱和钢梁之间采用双排扭剪型（摩擦型）高强螺栓连接。钢梁和钢梁之间也采用高强螺栓连接，设计施工的跨度一般在9-36m之间，梁的截面300~1500mm之间。

图一梁柱连接节点形式

柱间支撑采用门型结构、圆钢结构和桁架结构等。屋面水平支撑采用角钢结构、圆钢结构（使用花篮螺栓张紧）等。

钢柱和钢梁截面较小，板材较薄，H型焊接完后容易变形，腹板易出现波浪弯，采用火焰矫正困难。

3施工工艺

3.1工艺流程

图纸自审、会审，材料验收、复验、入库、发放，钢材矫正、放样、号料、切割，钻孔，零部件装配、检查、焊接， 探伤，总装配、检查、焊接、变形矫正、验收合格、出厂。

3.2材料要求

3.2.1钢柱、钢梁和吊车梁等主要材料一般采用Q345B,其他结构采用Q235B。使用材料时应注意，严禁混用。

3.2.2焊接Q345B钢，手工焊时焊条采用焊条E5016，焊接Q235B钢时焊条采用焊条E5016，使用二氧半自动焊接时，采用二氧焊丝ER50-6,自动焊接时采用焊丝型号H08MnA，配合焊剂HJ431.

3.2.3使用的所有钢材、焊接材料、油漆等都应具有材料质量证明书，并符合设计文件要求和国家现行有关标准的规定。

3.3放样、号料、加工、切割工序

3.3.1下料前首先要熟悉和审核施工图纸要求，安排有经验的施工人员进行

放样和下料，下料时应按定尺，并统筹安排，防止浪费材料。

3.3.2号料时应预留加工余量：

剪切：0.5-1.0mm；半自动切割：2.0-3.0mm，根据板厚确定。

3.3.3焊接构件的零件号料时应预留焊接收缩量。

3.3.4对接接头,十字接头,T型接头等对接和角接焊缝均应加设引弧板、熄弧板,其材质、坡口形式应与焊件相同。焊后用气割切除引弧板，并修磨平整。

引弧板、熄弧板长度:手工焊时大于30mm,埋弧焊时大于100mm。 引弧板的宽度手工焊时大于50mm，埋弧焊时大于80mm。

3.3.5拼接采用全熔透的对接坡口。

3.3.6按图纸要求对钻孔、刨平、开坡口、弯折、顶紧的零件进行边缘或端部加工。

3.3.7对超过允许偏差的螺栓孔允许采用与母材材质相匹配的焊条补焊后重新钻孔，严禁用钢块填塞。

3.3.8切割工序：切割时应及时清除边缘熔瘤和飞溅物等，对于切割缺陷应补焊后再打磨平整。

3.4组装工序

3.4.1所有装配工作在钢平台上进行，不可强行组对，以免产生焊后扭曲变形。

3.4.2构件组对时点焊高度不宜超过设计高度的三分之二，点焊长度宜大于40mm，间距宜为500mm～600mm并保证点焊牢固可靠不变形。

3.4.3焊接H型钢的翼缘板拼接缝和腹板拼接缝的间距根据施工设计图的总说明，翼缘板拼接长度不应小于两倍板宽且大于600mm;腹板拼接长度应大于600mm。宽度方向不允许拼接，上下翼缘和腹板的拼接焊缝应错开200mm以上；端板不允许拼接。

3.4.4吊车梁翼缘板腹板的拼接位置根据设计设置。翼缘板，腹板和加劲板接口相互错开200mm以上。

3.4.5拼装必须按工艺要求的次序进行，当有隐蔽焊缝时，必须先予施焊，经检验合格方可覆盖。当复杂部位不易施焊时，亦须按工艺规定分别先后拼装和施焊。

3.4.6布置拼装胎具时，其定位必须考虑预放出焊接收缩量及齐头、加工的余量。

3.4.7为减少变形，尽量采取小件组焊，经矫正后再大件组装。胎具及装出的首件必须经过严格检验，方可大批进行装配工作。

3.4.8组装前，零件、部件的连接接触面和沿焊缝边缘每边30mm～50mm范围内的铁锈、毛刺、污垢应清除干净。

3.4.9板材、型材的拼接，应在组装前进行；构件的组装应在部件组装、焊接、矫正后进行，以便减少构件的焊接残余应力，保证产品的制作质量。

3.5焊接工序

3.5.1焊工必须取得相应焊接条件的资格证书后，方可上岗作业。

3.5.2施焊前应复查装配质量和焊区的处理情况，坡口要用磨光机打磨光滑，焊缝两侧各50mm范围应使用磨光机打磨光滑。当不符合要求时应修整合格方可施焊。如果焊缝中存在表面夹渣、弧坑等,应清理后补焊。

3.5.3焊接引弧应在坡口及焊缝范围内进行，不得在坡口及焊缝外母材上进行引弧，焊条引弧点应在焊接头转角10mm以上，弧坑应填满。

3.5.4在加劲板角焊缝的端部应有良好的包角焊。

3.5.5当焊件表面潮湿时，应采取加热去湿除潮措施。

3.5.6焊缝的返修应按返修工艺进行，同一部位的返修次数不宜超过两次。超过两次要待制定出方案后返修。

3.5.7雨天时不得露天施焊；在四级以上风力下焊接，应采取防风措施。

3.5.8各种焊材必须按不同类别、型号或牌号分别在不同位置存放。存放仓库的库温应在10℃～25℃，最低不应低于5℃，并且仓库应通风良好、干燥，垫高300mm以上，以防焊材受潮变质。

3.5.9焊接质量的验收等级：设计所标明的全熔透对接焊缝均要求与母材等强，焊缝质量应符合二级焊缝质量标准，其余焊缝质量等级为三级。

3.6矫正

3.6.1工字型截面翼缘板焊接变形使用H型矫直机进行机械矫正。

3.6.2构件的其它变形采用火焰局部加热法进行矫正，火焰矫正温度应不大于900℃，且不得用水急冷。

3.6.3薄板波浪变形采用局部加热和机械加力结合方法矫正。

4施工重点和难点控制

4.1施工的重点和难点

轻型门式刚架结构施工的重点和难点是：高强螺栓连接的孔距精度；钢梁的坡度和角度控制；梁的截面尺寸和分段尺寸控制。

4.1.1要保证高强螺栓连接的孔距精度，高强螺栓连接板的钻孔施工是重点工序之一。采用以下措施：

①为了保证梁柱拼接后，两段梁拼接后，连接板不会错位，首先要从连接下料时控制其尺寸精度。要求所有高强螺栓连接板必须采用精密切割。

②为了保证高强螺栓连接时的精度，首先要保证高强螺栓连接板的钻孔精度。钻孔的设备必须完好，减少因设备操作问题造成孔距的偏差。