经验谈：大跨度钢屋架制作及施工工艺

    钢结构厂房有结构轻、强度高、抗震性能好、耐作安装简便、工期短、可拆卸、运输方便等优点，特别适用于大跨度厂房桁架、重吨位车梁及震动较大的厂房，因而近些年得到迅速推广。本文作者结合多年工作经验，分析总结了大跨度钢屋架制作及施工技术。

　　一、钢屋架的制作及施工工艺

　　1、图纸的自审。在施工前应对图纸进行详细的阅读，对于装配尺寸有无不吻合，若有及时上报修正。

　　2、材料的检查与处理。钢材应进行复试，合格后方可使用。型钢材料由于在运输过程中，会产生弯曲变形，这将在钢屋架拼装过程中会产生不必要的应力，可采用大锤锤击消除应力调直型钢材料。

　　3、下料。由于在气割过程中，自动气割割缝宽度为3mm，手工气割割缝宽度为4mm，因此在下料要预留切割量。根据经验∠100×10的角钢和12mm厚度以下的钢板预留1mm的长度，板厚20mm，上下的钢板应预留2mm左右，而板厚25mm以上钢板在此基础上增加0.5mm-1mm即可。

　　4、放样平台与拼装平台为同一平台，平台的表面要经过水平仪测平。钢屋架的放样采用1：1的比例按实际尺寸放样。用粉线包弹出直线做画基准线，长度要比屋架长度长2m左右。而后在基准线的1/2长处用盘尺与粉线做出基准垂线。由中心点向左右分别推出屋架全长，此时的全长是由屋架全长加上焊接收缩余量的长度。30m以上的大跨度屋架向两侧分别应加大7mm左右。虽然此时所得到的地样长度要比实际屋架长度长10mm-14mm，但经过焊接收缩，即得到理想的设计长度。同时，从下弦基准线上中心点延垂直基准线向上提高6mm，以满足屋架起拱的设计要求。根据已得到屋架的几何线，画出所有几何汇交点的位置分别连线，形成完整的屋架几何受力线。以此画出屋架的上弦、下弦、腹杆的轮廓，轮廓之间留有相应的焊缝位置宽度，一般约20mm即可。接下来要根据图纸要求画出所有节点板的基本形状与尺寸，节点板的形状最好以矩形和梯形为主，以方便下料。

　　5、点焊胎具。用∠50×5左右的角钢头利用其直角的特性，在屋架所有杆件轮廓上均匀分布点焊牢固。轮廓线要点准确，因为这是屋架几何尺寸的关键依据。

　　6、将所有节点板、上下弦及腹杆分别就位，用楔子将它们固定，使其不能移位。对起拱的下弦料应进行适当弯曲。将节点板与上下弦杆件紧贴，而后点焊牢固。再将所有的腹杆用相同的方法焊牢。需要注意的是角钢杆件的轮廓边线必须与地样完全重合，从而保证几何受力线汇交一点。最后将屋架加固点焊一遍。打掉楔子，起胎、翻转，作为原始的仿形样板。

　　7、把仿形样板屋架垫平，以防止弯曲变形。在样板屋架的所有节点板上，放置相同的节点板，边缘对齐点焊。只能点焊上下弦的外侧，以方便起胎，而后将上下弦、腹杆依次放在节点板上，点焊牢固。此时的关键是将角钢平面相互对齐，长短对应，形成与样板屋架完全一样的尺寸结构。

　　8、总装。打开节点板上的临时焊点，将屋架翻转，吊至相邻平台，垫平后在腹杆上点焊上加筋板。将突出的临时焊点清理干净，不能有超过1mm的不平度。把上下弦杆件放在相应位置上摆正对齐，利用自制大扳子、夹具和大锤等将其夹紧、打齐，点焊牢固。所有杆件与节点板点焊完毕后，将底座板及加强肋板点焊上。至此屋架完整的拼装完毕。

　　9、焊接。要保证焊缝角高和余高。对个别采用立焊不理想的部位可用吊车将屋架立起或翻转使立角焊变为平角焊。对于焊缝尺寸较大的，为防止焊接变形可以采用多遍焊的方法，即先将A面焊一遍底，而后翻转将B面焊接完毕，最后再翻转将A面焊接完成。在焊接完毕冷却后将得到一个长度准确，有着严格起拱，几何汇交点精确的屋架。

　　二、钢屋架制作及施工过程中需要注意的问题

　　1、钢屋架的长度。在有底座板形式的屋架当中，是指两个底座板中心线的距离。而在有端板连接形式的屋架当中则是两个端板外侧平面之间的距离。无论何种形式的钢屋架其长度都是由厂房的跨度即柱子间距决定的。因此，钢屋架的长度偏差过大都会导致屋架无法安装定位。即使免强安装后也不能很好的将屋面的荷载所产生的力矩传递分解掉，产生不应有的应力影响使用。

　　2、钢屋架的起拱。屋架承受荷载后，下弦将因受拉而伸长，跨中节点将下垂若干毫米。如果拼装时不起拱，跨中节点下垂后很不美观，严重者则给人一种不安全的感觉，好像屋架受力后发生了很大变形，担心有坍塌的危险。而起拱的钢屋架安装受荷载后，水平弦杆将不低于水平线。起拱数值，一般要求跨度为24m或24m以上的梯形和平行弦桁架，当下弦无曲折时，宜起拱，拱度约为跨度的1/500。

　　3、钢屋架的汇交点。钢屋架的弦杆与竖向腹杆及斜向腹杆的几何线应汇交于一点。钢屋架在自身的结构形式上充分的利用了三角形的稳固性这一特点，钢屋架的上下弦杆及腹杆分别受拉力矩和压力矩的作用，相互之间通过汇交点，把力矩进行了很好的分解与传递。若汇交点偏离，会使屋架的上下弦杆多处受力，从而变成了不稳定的多边形，受荷载作用使钢屋架局部杆件变形。因此，在实际制作施工过程中，保证屋架杆件几何线汇交一点是关键问题之一。


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