CN105937264A - 一种可拆式异形立体钢架结构建筑施工工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑施工技术领域，具体是一种可拆式异形立体钢架结构建筑施工工艺，包括基础和地下室及配合管线预埋施工、钢结构施工、机电安装施工和内外装饰施工机设备安装，可拆式异形立体钢架由不同的异形箱型钢结构柱连接组成，异形箱型钢结构柱包括牛腿、隔板、箱型柱本体、节点板、H型钢和柱底板，异形箱型钢结构柱的加工步骤包括隔板的加工、箱型柱本体的加工及装配柱牛腿、节点板及其他零件，装配时利用正公差加放焊接收缩余量，并控制柱中心和楼层标高到螺孔的距离，对有角度牛腿、节点板采用样板进行定位装配，提供了一种方法新颖、施工效率高、施工安全系数高且便于拆卸的异形立体钢架结构建筑施工工艺，满足多种建筑的施工需求。

Description

一种可拆式异形立体钢架结构建筑施工工艺

[技术领域]

本发明涉及建筑施工技术领域，具体是一种可拆式异形立体钢架结构建筑施工工艺。

[背景技术]

随着城市快速发展，各式造型建筑设计层出不穷，对建筑结构的建造要求也越来越多。但是现有技术中的施工方法无法满足施工速度、施工精度的要求。如主结构全部的、大量的异形箱型钢构件，故在工厂制作和现场安装带来相当大的施工难度。

[发明内容]

本发明的目的就是为了解决现有技术中的上述缺陷，提供一种可拆式异形立体钢架结构建筑施工工艺，包括基础和地下室及配合管线预埋施工、钢结构施工、机电安装施工和内外装饰施工机设备安装，所述的可拆式异形立体钢架由不同的异形箱型钢结构柱连接组成，异形箱型钢结构柱包括牛腿、隔板、箱型柱本体、节点板、H型钢和柱底板，箱型柱本体包括翼板和腹板，异形箱型钢结构柱的加工步骤如下：

a)隔板的加工：

i.首先对隔板下料及手工焊部位的坡口进行切割，接着对隔板进行钻孔、矫正后，采用靠模装配手工焊和电渣焊衬垫板，装配时每边加放铣削余量4mm；

ii.在手工焊衬垫板和电渣焊衬垫板的接口处开出切口，切口尺寸按焊接要求，以保证隔板的焊接质量；

iii.对隔板进行焊接，隔板焊接后，四周进行铣边，加工后的精度应满足四条边互相垂直，四条边的不垂直度≤1.0mm，对角线偏差≤1.5mm，隔板的外形尺寸误差范围为+1～+2mm，不允许出现负偏差；

b)箱型柱本体的加工：

i.翼板和腹板下料时应预放焊接收缩和铣削余量，长度加放25mm，宽度为正偏差，纵向焊缝的坡口按图纸或焊接工艺进行切割，全焊透和部分焊透的坡口应和顺过渡，切割后，需矫正和检查翼板和腹板的平直度；

ii.在腹板上装配全焊透用衬垫板，装配时应注意衬垫板和腹板的密贴与平直度；

iii.在翼板和腹板上划出组装线和隔板定位线，每块隔板之间加放1.5mm的焊接收缩余量；

iv.将一块翼板放置在找平的胎架上，调整好位置后，装配隔板、端封板，隔板与翼板须贴紧，局部间隙＜0.5mm；

v.腹板上的电渣焊口，可以在下料时予以切割，但在腹板组装时应保证位置的正确；

vi.安装两侧腹板，并使其与隔板贴紧，在焊接位置点焊，局部间隙＜0.5mm，同时将隔板的位置线引出到翼板和腹板上的外侧并打上冲印；

vii.非电渣焊隔板焊接、探伤，焊接、探伤按具体焊接工艺要求进行，翼板与电渣焊隔板焊接部位，须检查隔板与翼板是否贴紧，如有间隙必须用焊接进行打底；

viii.焊接、探伤合格后，清除箱体内的杂物，用直尺测量并记录电渣焊隔板和上翼板可能产生的间隙，然后装配上翼板，根据装配线找准位置，在电渣焊隔板处施加外力，使翼板与电渣焊隔板贴紧后再进行点固焊，以防止由于间隙而产生电渣焊时漏渣，电渣焊与四条纵缝的焊接顺序及探伤按焊接工艺要求进行；

ix.焊接、探伤合格后本体进行矫正，矫正可采用局部加热加压的办法；

x.根据箱型柱本体的实际旁弯值，修正柱的中心线；

xi.长度铣削前，以顶部隔板处为基准，用卷尺加5Kg拉力划出柱的长度线，并根据柱的节点焊接情况，预留焊接收缩余量；

xii.割出柱底部的坡口，装配底部衬垫板，底部衬垫板装配时应保证尺寸的精度，预留铣削余量，焊接后铣削；

xiii.铣削应调整好位置，在确认柱中心与铣削端面的垂直度后再进行铣削，一端铣削后，调头铣削另一端时，要求相同；

c)装配柱牛腿、节点板及其他零件，装配时利用正公差加放焊接收缩余量，并控制柱中心和楼层标高到螺孔的距离，对有角度牛腿、节点板采用样板进行定位装配。

该可拆式异形立体钢架结构建筑施工工艺还包括异形箱型钢结构柱各构件的装配焊接，包括：翼板和腹板按加工草图规定的尺寸,放加工余量后进行下料 和工艺规定的焊接坡口加工；H型钢组立前应去除焊接接触面的铁锈、油污等有害物质，去除范围为接触面两侧各75mm；采用H型钢组装机装配并点固；高度较大的H型钢，应加装合适的临时工艺筋板作支撑，以防止H型钢的变形及保证吊运的安全，可焊接临时角向及水平支撑；纵缝焊接时，采用先焊下翼的两条纵缝，并采用船型焊；纵缝焊接时采用分段退焊的方法，以减少焊接变形；焊后进行机械矫正；异形箱型钢结构柱装配的H型钢矫正方法为：

a)H型钢组装与焊接；

b)内部隔板的装配与焊接；

c)探伤矫正；

d)半口字型组装：在校平的胎架上放置已矫正的下盖板，从而构成开口向上的半口字型；

e)口字型组装：将上盖板点焊于半口字型上胎架，组成口字型柱，应保证上、下盖板旁弯方向一致。

d)隔板电渣焊；

e)纵缝焊接，注意纵缝的焊接应二条同时、同方向、同规范进行焊接；

f)探伤矫正，隔板装配；

箱型柱本体的焊接方法为：

a)在校平的胎架上放置已矫正的箱型钢下翼板；

b)安装下翼板，焊接顶板、隔板。

构件起吊前，需仔细检查构件表面的清洁程度，对受污染部位须进行清污，首件钢柱吊装须选择阳角垂直柱，校直完毕后，需在四周采用钢缆绳拉紧，保证其垂直度和稳定性；斜柱吊装定位不采用临时支撑，在斜柱就位后主机不松钩，随即采用汽车吊进行两柱间钢梁的吊装连接，形成门式框架，且两侧拉设钢缆绳以校正固定后，两吊机才能松钩。

当需要拆除该异形立体钢架结构建筑时，按照现有的拆除工序进行即可。

本发明解决了现有技术中异形钢结构建筑施工慢、施工难的缺陷，通过合理的施工工艺设计，提供了一种方法新颖、施工效率高、施工安全系数高且便于拆卸的异形立体钢架结构建筑施工工艺，满足多种建筑的施工需求。

[附图说明]

图1是本发明实施例中的异形箱型钢结构柱的制造工艺流程示意图；

图2是本发明实施例中的隔板加工结构示意图；

图3是本发明实施例中的手工焊加工结构示意图；

图4是本发明实施例中的箱型柱本体加工结构示意图；

图5是本发明实施例中的胎架及装配示意图；

图6是本发明实施例中的箱型柱修正步骤结构示意图；

图7是本发明实施例中的案例结构分布图；

图中：1.手工焊衬垫板 2.电渣焊衬垫板 3.隔板 4.箱型柱翼板 5.衬垫板 6.夹具 7.胎架 8.翼板 9.腹板 10.修正后中心线 a、b为图纸设计尺寸 e为修正中心点 B、C、D、E、F、G、H、I、M、N、O、P为展厅；

指定图1为本发明的摘要附图。

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本工艺仅用于本工程钢结构箱型柱、箱型梁的工厂制作加工。

本工艺编制的适应依据、规范、标准：

⑴钢结构制作与安装规程(DG-TJ08-216-2007)；

⑵建筑钢结构焊接技术规程(JGJ81-2002)；

⑶钢结构工程施工质量验收规范(GB50205-2001)；

在钢结构件的制作焊接过程中，应严格遵守工厂质量管理的各项规定，确保构件的加工质量。施工中应严格遵守工厂的生产安全各项管理制度和安全技术操作规程，确保安全生产。

箱型柱制造工艺流程如图1所示，刨铣加工允许偏差如下表所示：

项目	允许偏差
		零件宽度、长度	±1.0mm
加工边直线度	L/3000且≤2.0mm
		相邻两边不垂直度	≤1.0mm
相邻两边夹角角度	小于或等于±6，
		加工面不垂直度	0.025t且≤0.5mm
加工面粗糙度	50um

切割面精度要求如下表所示：

隔板的加工：

（1）隔板下料切割，手工焊部位的坡口按图纸或焊接工艺进行切割，钻孔、矫正后，采用靠模装配手工焊和电渣焊衬垫板，装配时每边加放铣削余量4mm，焊接按焊接工艺要求进行，如图2所示。

(2)在手工焊衬垫板和电渣焊衬垫板的接口处须开出切口，具体尺寸按焊接要求以保证隔板的焊接质量。

(3)隔板焊接后，四周进行铣边，加工后的精度应满足：四条边互相垂直，不垂直度≤1.0mm。对角线偏差≤1.5mm。

(4)外形尺寸+1∽+2mm，不允许出现负偏差。

(5)端封板和工艺隔板不设衬垫板

箱型柱本体加工：

(1)如图4所示，翼、腹板下料时应预放焊接收缩和铣削余量，长度加放25mm，宽度为正偏差，纵向焊缝的坡口按图纸或焊接工艺进行切割。(全焊透和部分焊透的坡口应和顺过渡)。切割后，需矫正和检查翼、腹板的平直度。

(2)在腹板上装配全焊透用衬垫板，装配时应注意衬垫板和腹板的密贴与平直度。

(3)在翼、腹板上划出组装线和隔板定位线，每块隔板之间加放1.5mm的 焊接收缩余量。

(4)将一块翼板放置在找平的胎架上，调整好位置后，装配隔板、端封板，隔板与翼板须贴紧，局部间隙＜0.5mm。

(5)腹板上的电渣焊口，可以在下料时予以切割，但在腹板组装时应保证位置的正确。

(6)安装两侧腹板，并使其与隔板贴紧，找正好位置后点焊。(间隙要求同上)同时将隔板的位置线引出到翼、腹板上的外侧并打上冲印。

(7)非电渣焊隔板焊接、探伤，焊接、探伤按焊接工艺要求进行。

(8)翼板与电渣焊隔板焊接部位，须检查隔板与翼板是否贴紧，如有间隙必须用焊接进行打底。

(9)焊接、探伤合格后，清除箱体内的杂物。用直尺测量并记录电渣焊隔板和上翼板可能产生的间隙，然后装配上翼板，根据装配线找准位置，在电渣焊隔板处施加外力，使翼板与电渣焊隔板贴紧后再进行点固焊，以防止由于间隙而产生电渣焊时漏渣。

(10)电渣焊与四条纵缝的焊接顺序及探伤按焊接工艺要求进行。

(11)焊接、探伤合格后本体进行矫正，矫正可采用局部加热加压的办法。

(12)根据箱型柱的实际旁弯值，修正柱的中心线。

(13)长度铣削前，以顶部隔板处为基准，用卷尺(加5Kg拉力)划出柱的长度线，并根据柱的节点焊接情况，预留焊接收缩余量。

(14)割出柱底部的坡口，装配底部衬垫板，底部衬垫板装配时应保证尺寸的精度，预留铣削余量，焊接后铣削。

(15)铣削应调整好位置，在确认柱中心与铣削端面的垂直度后再进行铣 削。一端铣削后，调头铣削另一端时，要求相同。

装配柱牛腿、节点板等零件，装配时利用正公差加放焊接收缩余量，并控制柱中心和楼层标高到螺孔的距离，对有角度牛腿、节点板采用样板进行定位装配，焊接按焊接要领进行。

典型构件的装配焊接：

翼腹板按加工草图规定的尺寸,放加工余量后进行下料和工艺规定的焊接坡口加工。

BH组立前应去除焊接接触面的铁锈、油污等有害物质，去除范围为接触面两侧各75mm，BH为H型钢。采用BH组装机装配并点固。高度较大的BH，应加装合适的临时工艺筋板作支撑，以防止BH的变形及保证吊运的安全，可焊接临时角向及水平支撑。纵缝焊接时，应采用先焊下翼的两条纵缝，并采用船型焊。纵缝焊接时可采用分段退焊的方法，以减少焊接变形。

焊后进行机械矫正。

箱型钢柱的装配BH矫正：

(1)BH组装与焊接。

(2)内部隔板的装配与焊接。

(3)探伤矫正。

(4)半口字型组装：在校平的胎架上放置已矫正的下盖板，从而构成开口向上的半口字型。

(5)口字型组装：将上盖板点焊于半口字型上胎架，组成口字型柱，应保证上、下盖板旁弯方向一致。

(6)隔板电渣焊。

(7)纵缝焊接。注意纵缝的焊接应二条同时、同方向、同规范进行焊接。

(8)探伤矫正。隔板装配

箱形柱焊接：

(1)在校平的胎架上放置已矫正的下翼板。

(2)安装，焊接顶板、隔板。

注意：

a.顶板、隔板的加工应多块迭起按同一基准加工，隔板的定位应避免隔板的外形差带来的扭曲，埋弧焊焊接箱体纵向焊缝。

b.隔板较薄时，可通过增加衬垫板的厚度，使电渣焊坡口接近正方形。

焊接材料的选择：

注：Q345B钢与Q345钢焊接时，按Q345的要求选用焊丝或焊条。

材料的烘焙和储存：

焊接方法和焊接设备选择：

主要施工原则：

考虑工期原因，为减少工地现场拼装工作量，本工程所有箱型钢柱不予分段(最长钢柱长22.35m)，均在内场整体制作加工出厂。为保证构件在工厂装车和运输，以及在工地安装过程中不产生损坏性变形，运输车辆须托用超长平板车，钢柱的吊装起板采用双机配合作业。

所有现场安装需要的构件标识、标记，均需在工厂完成。构件起吊前，需仔细检查构件表面的清洁程度，对受污染部位须进行清污。

首件钢柱吊装须选择阳角垂直柱，校直完毕后，需在四周采用钢缆绳拉紧，保证其垂直度和稳定性。斜柱吊装定位不采用临时支撑，在斜柱就位后主机不松钩，随即采用汽车吊进行两柱间钢梁的吊装连接，形成门式框架，且两侧拉设钢缆绳以校正固定后，两吊机才能松钩。

用于构件固定的钢缆绳，如与附近吊机作业有干涉，在未采取转换加索的措施前，任何人员不得擅自解除，转换加索必须由项目工程师在场。只有展厅 形成整体空间刚架后，才可有选择性地解除用于固定的钢缆绳。

单体钢柱吊装过程中的登高设施采用吊装专用的简易挂梯(扁钢和圆钢组焊接件)。外立面钢框架形成后，随即进行相应的围护操作脚手架的搭设。每一展厅平面楼层钢梁安装后，随即进行护手缆绳的拉设。施工过程中的测量定位，采取安装位置角度测距和地面放线垂准同步控制。

典型钢架结构柱梁的形状包括底角为120度、60度的平行四边形，底角为45度、135度的平行四边形，底角为60度的梯形，底角为118度的倒梯形，底角为81度、99度的平行四边形，底角为109度、71度的平行四边形，底角为99度、81度的平行四边形等。异形立体钢架结构为在典型钢架结构基础上改变框架结构，如以随意斜撑取代传统对角斜撑等。

以一实施例举例，其展馆地上部分的主体建筑为60m×70m的平面矩形，建筑高度为20m，主结构为可拆式异形立体钢架，由12个独立不对称空间构成。

主结构的立体钢架根据各展厅的不规则造型，如图7所示，均由不同的异形箱型钢结构柱梁连接组成。考虑到可拆卸及异地安装，钢构件的现场连接均采用高强度螺栓连接，钢构的材质为Q345B。展馆内部楼层为钢-混凝土组合楼板。

主体钢构吊装顺序为：G展厅阳角垂直钢柱→相邻东立面钢柱及联系钢梁→C展厅东立面柱梁钢架→C展厅其它主构件→B展厅构件(先外立面，再内部，其它展厅均同)→F展厅构件→D展厅构件→G展厅其它构件→M展厅构件→O展厅构件→P展厅构件→H展厅构件→I展厅构件→N展厅构件→E展厅构件。

Claims (3)

1.一种可拆式异形立体钢架结构建筑施工工艺，包括基础和地下室及配合管线预埋施工、钢结构施工、机电安装施工和内外装饰施工机设备安装，其特征在于所述的可拆式异形立体钢架由不同的异形箱型钢结构柱连接组成，异形箱型钢结构柱包括牛腿、隔板、箱型柱本体、节点板、H型钢和柱底板，箱型柱本体包括翼板和腹板，异形箱型钢结构柱的加工步骤如下：

a)隔板的加工：

i.首先对隔板下料及手工焊部位的坡口进行切割，接着对隔板进行钻孔、矫正后，采用靠模装配手工焊和电渣焊衬垫板，装配时每边加放铣削余量4mm；

ii.在手工焊衬垫板和电渣焊衬垫板的接口处开出切口，切口尺寸按焊接要求，以保证隔板的焊接质量；

iii.对隔板进行焊接，隔板焊接后，四周进行铣边，加工后的精度应满足四条边互相垂直，四条边的不垂直度≤1.0mm，对角线偏差≤1.5mm，隔板的外形尺寸误差范围为+1～+2mm，不允许出现负偏差；

b)箱型柱本体的加工：

i.翼板和腹板下料时应预放焊接收缩和铣削余量，长度加放25mm，宽度为正偏差，纵向焊缝的坡口按图纸或焊接工艺进行切割，全焊透和部分焊透的坡口应和顺过渡，切割后，需矫正和检查翼板和腹板的平直度；

ii.在腹板上装配全焊透用衬垫板，装配时应注意衬垫板和腹板的密贴与平直度；

iii.在翼板和腹板上划出组装线和隔板定位线，每块隔板之间加放1.5mm的焊接收缩余量；

iv.将一块翼板放置在找平的胎架上，调整好位置后，装配隔板、端封板，隔板与翼板须贴紧，局部间隙＜0.5mm；

v.腹板上的电渣焊口，可以在下料时予以切割，但在腹板组装时应保证位置的正确；

vi.安装两侧腹板，并使其与隔板贴紧，在焊接位置点焊，局部间隙＜0.5mm，同时将隔板的位置线引出到翼板和腹板上的外侧并打上冲印；

vii.非电渣焊隔板焊接、探伤，焊接、探伤按具体焊接工艺要求进行，翼板与电渣焊隔板焊接部位，须检查隔板与翼板是否贴紧，如有间隙必须用焊接进行打底；

viii.焊接、探伤合格后，清除箱体内的杂物，用直尺测量并记录电渣焊隔板和上翼板可能产生的间隙，然后装配上翼板，根据装配线找准位置，在电渣焊隔板处施加外力，使翼板与电渣焊隔板贴紧后再进行点固焊，以防止由于间隙而产生电渣焊时漏渣，电渣焊与四条纵缝的焊接顺序及探伤按焊接工艺要求进行；

ix.焊接、探伤合格后本体进行矫正，矫正可采用局部加热加压的办法；

x.根据箱型柱本体的实际旁弯值，修正柱的中心线；

xi.长度铣削前，以顶部隔板处为基准，用卷尺加5Kg拉力划出柱的长度线，并根据柱的节点焊接情况，预留焊接收缩余量；

xii.割出柱底部的坡口，装配底部衬垫板，底部衬垫板装配时应保证尺寸的精度，预留铣削余量，焊接后铣削；

xiii.铣削应调整好位置，在确认柱中心与铣削端面的垂直度后再进行铣削，一端铣削后，调头铣削另一端时，要求相同；

c)装配柱牛腿、节点板及其他零件，装配时利用正公差加放焊接收缩余量，并控制柱中心和楼层标高到螺孔的距离，对有角度牛腿、节点板采用样板进行定位装配。

2.如权利要求1所述的一种可拆式异形立体钢架结构建筑施工工艺，其特征在于还包括异形箱型钢结构柱各构件的装配焊接，包括：翼板和腹板按加工草图规定的尺寸,放加工余量后进行下料和工艺规定的焊接坡口加工；H型钢组立前应去除焊接接触面的铁锈、油污等有害物质，去除范围为接触面两侧各75mm；采用H型钢组装机装配并点固；高度较大的H型钢，应加装合适的临时工艺筋板作支撑，以防止H型钢的变形及保证吊运的安全，可焊接临时角向及水平支撑；纵缝焊接时，采用先焊下翼的两条纵缝，并采用船型焊；纵缝焊接时采用分段退焊的方法，以减少焊接变形；焊后进行机械矫正；异形箱型钢结构柱装配的H型钢矫正方法为：

a)H型钢组装与焊接；

b)内部隔板的装配与焊接；

c)探伤矫正；

d)半口字型组装：在校平的胎架上放置已矫正的下盖板，从而构成开口向上的半口字型；

e)口字型组装：将上盖板点焊于半口字型上胎架，组成口字型柱，应保证上、下盖板旁弯方向一致。

f)隔板电渣焊；

g)纵缝焊接，注意纵缝的焊接应二条同时、同方向、同规范进行焊接；

h)探伤矫正，隔板装配；

箱型柱本体的焊接方法为：

a)在校平的胎架上放置已矫正的箱型钢下翼板；

b)安装下翼板，焊接顶板、隔板。

3.如权利要求2所述的一种可拆式异形立体钢架结构建筑施工工艺，其特征在于构件起吊前，需仔细检查构件表面的清洁程度，对受污染部位须进行清污，首件钢柱吊装须选择阳角垂直柱，校直完毕后，需在四周采用钢缆绳拉紧，保证其垂直度和稳定性；斜柱吊装定位不采用临时支撑，在斜柱就位后主机不松钩，随即采用汽车吊进行两柱间钢梁的吊装连接，形成门式框架，且两侧拉设钢缆绳以校正固定后，两吊机才能松钩。