某大型图书馆钢结构加工制作施工方案

1、编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第1页 共1页目 录1 总 则31.1 适用范围31.2 工程概况31.3 编制依据52材 料62.1 钢材62.2 焊材62.3 高强度螺栓72.4 栓钉72.5 油漆72.6 原材料质量控制73加工制作工艺93.1 放样93.2 号料、划线93.3 切割、铣削加工93.4 制孔133.5 组装143.6 箱型柱、梁制作工艺173.7 焊接H型钢梁制作工艺283.7.1 制作流程283.7.2 各工序加工要领283.8 热轧H型钢制作工艺313.8.1 制作加工流程313.8.2 热轧H型钢梁的制作要领314. 钢结构制作工艺要点334.1 箱型柱制作工艺要点（以HJ2-5为例）334.2 屋架桁架的制作工艺要点344.3 巨型桁架的制作要点375焊接工艺475.1 焊接工艺评定475.1.1 焊接工艺评定的依据475.1.2 焊接工艺评定分析475.2 焊工培训及焊工资格485.3 焊接方法和焊接设备 （表19）495.4 焊接材料505.5 焊接变形与焊接残余应力的控制措施505.6 防止厚板层状撕裂的措施525.

2、7 焊接裂纹的预防措施545.8 焊后消氢热处理措施555.9 焊接工艺控制555.10 栓钉焊接605.11 焊缝质量检测615.12 焊接接头的基本形式和尺寸646检验标准687构件的除锈、涂装要求718构件标记739包装、发运7510环境保护、职业健康、安全防护75附 主桁架构*件清单 工厂制作计划工厂制作顺序 工厂组织机构图 主桁架立面图屋顶钢结构布置图1 总 则1.1 适用范围本方案适用于*二期工程暨*工程钢结构的加工制作。1.2 工程概况1.2.1 工程简介*二期工程暨*工程，是国家重点文化建设项目，位于北京市*号，主要建筑内容为数字图书馆的大型计算机机房、数字资源存储机房、数字处理间及数字图书馆辅助用房等，占地2.2万m2，总建筑面积8万 m2，底层建筑面积约1.1万 m2，建筑总高度约27米。建筑外形效果图：*二期的主楼由地下三层和地上五层组成；地下车库为地下两层。主楼三层以下的钢骨混凝土结构及六个钢筋混凝土筒体结构形成基座区；屋顶区钢桁架结构坐落在六个核心筒上，外形尺寸116m105m，由6榀巨型主钢桁架、4榀次钢桁架（主桁架柱间支撑）和6榀屋面钢桁架及2000余件主

3、、次钢梁、层间钢柱、梁间支撑等组成大楼四层、五层楼板及屋面承重结构。最重单件构件达765t，钢结构总重约12300t。结构分区情况见下图：1.2.2 本工程钢结构特点(1) 钢结构体量大：本工程钢结构总重约12300t，其大部分集中在刚性节点的六榀主桁架、四榀次桁架及主、次桁架间刚接/栓接的主梁上。最重构件为HJ-1，其重达765t(不含节点短肢)，其外形尺寸为长116.6m*宽1.2m*高10.04m。(2) 结构形式箱型为主：构件主要由焊接箱形构件、焊接H型钢及热轧H型钢等组成，但以箱型为主，且箱型截面尺寸最大宽度为1200mm，高1500mm，最大板厚为80mm。(3) 连接形式以焊接和栓接为主：除钢屋架与巨型桁架的连接形式采用销轴连接外，其余均采用高强度螺栓连接和焊接的形式进行连接。 (4) 杆件及节点出厂，现场组拼：由于桁架外形尺寸高大：主桁架高达10余米，长达100余米，一个单元的次桁架也高达10余米，长22.7米，工厂必须将所有主、次桁架分解成杆件及节点，加工成型，按编号运至现场组装。1.2.3 钢结构制作加工重、难点分析(1) 由于本工程结构复杂、且属超厚板工程，焊接工

4、作量大且要求高（焊缝填充量估计在330吨左右），所以确定正确合理的钢结构加工工艺及焊接工艺是保证本工程钢结构加工质量的前提。(2) 由于本工程结构复杂，选择正确合理的构件检测方案将是本工程钢结构加工质量的有效保证。(3) 本工程采用大量的超厚板，且结构构造独特，结构在焊接过程中易产生严重的角变形、扭曲变形、局部或整体变形。对于超厚板焊接结构，若焊接变形得不到有效控制，将会直接导致构件的外形尺寸精度严重超差，所以，如何控制本工程厚板焊接的变形，控制构件加工制作精度，是本工程钢结构加工制作中的突出难点。(4) 由于本工程多为封闭的厚板箱形焊接结构，焊缝填充量大,焊接应力集中，若构件的大量残余应力得不到释放，将大大降低构件的承载能力、抗疲劳强度，易造成结构脆性断裂，所以，如何采取经济合理的工艺措施，来消除(降低)构件内的残余应力是本工程加工制作的又一难点。(5) 厚板在加工焊接过程中易出现裂纹，甚至母材容易产生层状撕裂，一旦构件出现层状撕裂，会直接导致构件报废，所以如何采取有效的工艺措施，预防与控制焊缝的裂纹与母材的层状撕裂的发生，是本工程焊接的一大难点。1.3 编制依据钢结构工程施工及验收

5、规范 GB502052001建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81-2002 高层民用建筑钢结构技术规程 JGJ99-98钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程 JGJ82-91钢结构焊缝外形尺寸 GB5777-96碳素结构钢 JGJ81-2002低合金高强度结构钢 GB/T1591优质碳素结构钢 GB/T669-1999厚度方向性能钢板 GB/T5313圆柱头焊钉 GB/T10433低合金钢焊条 GB/T5118-95气体保护焊钢丝 GB/T14958-94熔化焊用钢丝 GB/T14957-94低合金钢埋弧焊用焊剂 GB/T12470涂层钢材表面锈蚀等级和除锈等级 GB8923-88钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法 GB11345-91本工程设计图纸及施工图设计说明 1.4 所有在原设计上的修改和变更都必须经原设计者的确认和签字认可后才能进行，施工人员不得擅自进行修改和变更。1.5 在钢结构件的制作过程中，应严格遵守公司质量管理的各项规定，确保构件的加工质量。遵守公司的生产安全规则和安全技术操作规程，确保生产安全。2材 料2.1 钢材本工程承重结构的钢材应保证抗拉强度、伸长率

6、、屈服点、冷弯试验、冲击韧性合格和硫、磷含量符合限值。对焊接结构尚应保证碳含量符合限值。本工程钢桁架、钢柱、楼面主梁、钢屋架、钢支撑等采用的钢材的屈强比不应小于1.2；应有明显的屈服台阶；伸长率应大于20%；应有良好的可焊性和合格的冲击韧性。承重结构处于外露情况和低温环境时，其钢材性能尚应符合耐大气腐蚀和避免低温冷脆的要求。本工程主要材料采用Q345C、Q235B，质量标准分别符合GB/T700碳素结构钢与GB/T1591低合金高强度结构钢，次要部位采用部分Q345B、Q235B材料。主要钢材为定制，厚度为4080mm 有Z向要求的Q345C板材全部由舞阳钢厂轧制；1030 mm Q345C钢材，从济钢和首钢采购。钢材使用情况如下表：表1所用部位钢材牌号质量标准主材（未注明的钢材，包括型钢和板材）Q345C低合金高强度结构钢(GB/T 1591)当40mm60mm，为Q345CZ15当60mm时，为Q345CZ25耳板Q235B 碳素结构钢 GB/T 700焊接垫板Q345B 低合金高强度结构钢 GB/T 1591螺杆、销轴45号优质碳素结构钢 GB6992.2 焊材表2焊接方法母材钢

7、号焊材牌号、规格手工电弧焊Q235B、Q345E4303 E5015 3.2、4.0埋弧自动焊Q345CH10Mn2 + SJ1014.0、4.8Q235BH08MnA + SJ101CO2气体保护焊Q235、Q345ER50-61.2电渣焊ER50-6+JF6001.6(1) 手工焊E5015焊条，其性能应符合低合金钢焊条（GB/T5118-95）的规定；(2) 气体保护焊焊丝质量应符合气体保护焊钢丝GB/T14958-94的规定；埋弧焊焊丝质量符合熔化焊用钢丝GB/T14957-94的规定，焊剂质量符合低合金钢埋弧焊用焊剂GB/T12470的规定；(3) 保护气体采用100%CO2气体，其纯度不得低于99.95%（体积法），含水量不得大于0.005%（重量法）。(4) 焊剂SJ101在使用前必须在300350烘干2小时，否则不得使用。2.3 高强度螺栓本工程中凡未注明的螺栓均为10.9级摩擦型高强度螺栓，产品选用扭剪型高强度螺栓连接副。普通螺栓的质量标准应符合六角头螺栓（GB 5782）和六角头螺栓-C级（GB 5780）的规定。高强度螺栓的质量标准应符合钢结构用高强度大六角头螺栓

8、、大六角螺母、垫圈与技术条件（GB/T 12281231）或钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副（GB 3632GB 3633）的规定。2.4 栓钉本工程中所用栓钉，其钢材牌号为Q235B，经冷加工制作而成。栓钉的质量标准应符合圆柱头焊钉（GB 10433）中的规定。2.5 油漆 柱、梁、钢桁架表面厂内仅涂底漆，为水性无机富锌底漆，干膜厚度100微米；对除上述以外的构件，涂水性无机富锌底漆，干膜厚度100微米；环氧云铁中间漆，干膜厚度为60微米。2.6 原材料质量控制2.6.1 原材料进厂验收原材料进厂必须核对其质量合格证明文件、标志及检验报告等。钢材的表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度允许负偏差值的1/2，钢材表面的锈蚀等级应符合现行国家标准涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB8923规定的C级及C级以上，钢材端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷。材料进厂后，由专检人员按相应的国家标准及设计总说明的相关要求验收确认，然后由保管员作好验收标记，并按规定进行材料存放、保管和发放。2.6.2 原材料复验按照钢结构工程施工及验收规范GB502052001中第4章的规定，对40mm以上有Z向性能要求的钢板及

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