大型结构屋面梁与框架柱安装节点形式比较分析.docx

大型结构屋面梁与框架柱安装节点形式比拟分析 大型结构屋面梁与框架柱安装节点形式比拟分析 【摘 要】通过对大型钢结构厂房屋面梁与框架柱安装节点形式的分析，指出了现场施工中节点形式的缺乏，并提出了有益的建议，为同类工程的施工提供了有益的借鉴 【关键词】屋面梁；框架柱；安装节点；分析 0.前言 大型的钢结构厂房屋面梁与框架柱的现场安装，一直是施工中的控制要点和难点安装过程中高空吊装作业、现场实际安装条件差、设计因素考虑缺乏等不利因素，增加了安装的难度，增大了安装过程中的危险性本文结合莱钢十余年的技改工程建设和莱钢--喀钢工程建设中的经验与教训，对屋面梁和框架柱安装中存在的问题进行了简要分析，并提出了有益的建议 1.大型钢结构厂房屋面梁与框架柱连接的节点形式 1.1 H型钢屋面梁与框架柱常见的几种连接形式 屋面梁与框架柱直接焊接的连接形式梁的腹板与柱身采用角焊缝连接；梁的上翼缘板与柱的上盖板突出局部采用单边V形坡口加垫板单面全焊透焊缝连接；梁的下翼缘板直接与柱身用单边V形坡口加垫板单面全焊透焊缝连接 框架柱上有悬壁梁的连接形式梁的腹板与悬臂梁腹板采用打坡口焊透；梁的翼缘板与悬臂梁翼缘板采用V形坡口加垫板单面全焊透焊缝连接。

高强螺栓连接形式屋面梁的端部连接板与框架梁的柱身采用高强螺栓直接连接 1.2角钢组合焊接的屋面梁与框架柱常见的的几种连接形式 屋面梁与框架柱栓、焊连接形式屋面梁下缘是屋面梁的主缘，其连接板与框架柱采用高强螺栓连接，连接板下部用三面围焊的加劲板对梁进行支撑；上缘的节点板与框架柱采用脚焊缝焊接 牛腿连接形式上缘是屋面梁的主缘，其底座放置在牛腿上，用螺栓固定；下缘端部放置在托板上，托板由角钢加工制作成，角钢采用三面围焊焊接在框架柱上 屋面梁直接坐落在框架柱上的连接形式上缘是屋面梁的主梁，其底座放置在框架柱的上盖板上，用螺栓相连；下缘端部放置在托板上 2.几种节点的连接形式在安装时的优缺点比拟 2.1 H型钢屋面梁与框架柱直接焊接、与带有悬壁梁框架柱的连接两种连接形式，在安装时存在的问题 在梁安装固定过程中，需要吊装设备始终将梁处于吊装状态，直至现场焊接人员将梁牢固焊接在框架柱上，吊装设备才可以撤离，吊装过程耗用时间长 受框架柱安装精度的影响较大安装过程中，受框架柱安装精度的影响，梁与柱的对接间隙容易过大或过小，造成安装困难如有的多层钢柱，其最高高度到达40mm左右，精度很难控制，在实际安装过程中，因为各种因素的影响，两柱间间距曾经到达120mm，给安装造成了很大的困难。

安装质量受到影响一方面，梁在高空吊装过程中，处于不稳定状态，安装人员需要在梁的运动中捕捉时机，在梁与柱处于恰当的位置时，要求焊接人员快速进行点焊固定；另一方面，安装人员和焊接人员均处于高空状态，每个人均不可防止地会出现不同程度的心理紧张受心理因素影响，施工人员急于完成梁的固定从以上因素分析可以看出，安装质量不可防止地会受到影响 焊接质量受到影响在高空作业环境下，施焊人员的心理因素、个人素质会对焊缝的质量造成直接的影响；现场质量检查人员很难对焊接质量进行全面、有效的监控；探伤人员也不容易对焊缝进行有效的探伤检查在这种情况下，容易造成严重的质量隐患在现场实际检查过程中，就出现过严重漏焊、因焊缝坡口钝边过大或未打坡口造成严重未焊透、焊缝塞加板条和螺纹钢、焊脚尺寸严重缺乏等各种的质量问题，给结构造成了严重的质量隐患为确保了结构的承载力，可以在梁的底部加牛腿或加劲板进行加固处理 安装存在很大的平安隐患喀钢工程中，炼钢局部屋面梁采用框架柱带悬臂梁的结构形式在安装过程中，由于H型钢悬臂梁的长度有2米，安装过程中，现场安装人员需要走到梁的末端，悬在半空中进行梁与柱对接，施工人员平安风险大。

2.2 H型钢屋面梁与框架柱高强螺栓的连接形式，在安装施工中存在的问题 高强螺栓面之间的质量难以保证标准对大六角头高强螺栓连接要求有严格的规定，如，安装前需要做连接面之间抗滑移系数检验；施工过程中，需要做螺栓连接副的初拧和终拧的拉力值检测；安装需要有专用的拧紧工具等在实际安装过程中，许多现场施工人员对摩擦面的处理很不重视，带着毛刺、焊接飞溅物、污垢、漆等进行安装现象普遍存在 安装间隙过大根据相关标准要求，高强螺栓摩擦面之间的接触面积不低于总面积的2/3由于构件在实际制作过程中受焊接变形的影响，间隙往往过大，接触面积达不到标准要求，减少了压力传力面积 螺栓的穿透率很难保证标准对高强螺栓的穿透率有明确要求，并且不允许安装过程中进行火焰扩孔在实际安装过程中，为赶工期或施工方便，存在大量的火焰切割扩孔现象 高强螺栓连接是靠高强螺栓的拉力在摩擦面之间产生的的摩擦力来承载载荷的这种连接形式，安装质量要求高，任何一个小的因素，都容易使摩擦系数降低，造成高强螺栓受剪，大大降低结构的承载能力，给结构带来大的质量隐患 2.3角钢组合焊接屋面梁与框架柱的栓焊连接形式优缺点比拟 这是一种较好的连接形式。

梁的下缘作为屋面梁的主缘，其连接板与框架柱采用高强螺栓连接的同时，下部再用三面围焊的加劲板对梁进行支撑，增加了节点的平安系数但在安装过程中，也存在一些缺乏： 由于柱的安装垂直度存在一定的误差，在安装过程中，因两柱之间间距过大，会造成梁的下缘的连接板与柱的连接面之间存在过大的间隙；或因两柱之间间距过小而导致梁过长，使梁无法安装为了解决这个问题，在实际安装过程中，先把连接板与柱通过螺栓连接到位后，在吊装状态下，再在空中对节点板与梁进行焊接固定，这既增加了台班，也影响了安装质量 2.4角钢组合焊接屋面梁直接坐落在牛腿上的连接形式 这是--喀钢工程轧钢车间屋面梁的一种安装形式在安装过程中，把屋面梁吊装到牛腿上后，只要两端各穿上1个紧固螺栓，就可以去除吊装设备安装过程中，不需要施焊，防止了行车长期处于吊装状态这种安装方式，不但使结构对屋面梁的承载能力大大加强，也节省了人力和吊装的台班费用，施工人员的平安风险也大大降低这种方式也更经济合理，是一种相当好的节点形式 3.建议 在上述几种屋面梁与框架柱的连接形式中，H型钢梁的连接形式存在一些缺乏，而角钢组合框架梁与框架柱连接的形式中，牛腿方式是一种不错的选择。

根据现场实际情况，建议H型钢屋面梁也采用牛腿连接的节点安装形式在这种安装形式中，屋面梁的下翼缘板直接座落在框架柱已经焊好的牛腿上，梁的腹板与框架柱上已焊好的承剪板采用高强度螺栓连接，安装简单、方便、平安系数高、质量可控 在大型、高空安装作业当中，最大限度地保证施工人员的生命平安，是施工的首要的选择，在此前提下，采用最经济、省时、省力的安装方式，是工程施工人员追求的目标H型钢屋面梁采用牛腿连接的节点安装形式，所有的焊接都是在地面完成，减少了安装过程中人员的劳动强度；只要把屋面梁吊装到位就可以撤掉吊装设备，安装时间短，减少了施工中的台班费用；安装过程中施工人员不需要在高空行走，大大降低了人员施工中的平安风险因素；由于梁是座落在牛腿上，承载强度能够得到有效保证，因此这种安装方式值得在工程中推广应用 [科] 【参考文献】 【1】钢结构焊接标准.BG50661-2021.北京：中国建筑工业出版社，2021. 【2】钢结构工程施工质量验收标准.GB50205-2001，北京：中国方案出版社，2001. 【3】冶金建筑工程施工质量验收标准.YB4147-2006.北京：冶金工业出片社，2021. 。