钢结构制作施工方案

钢结构制作

5.6.4.2钢结构的深化设计

1施工详图设计要求

1）施工详图设计原则

施工详图设计应根据原设计所提供的节点详图进行，如在节点图中无相对应的节点时，可按照中国或国际钢结构设计规范进行制定，但必须提交原设计认可。同时如须对原设计节点进行优化，尤其是钢梁腹板洞口补强措施和超限结构柱梁节点、钢管混凝土注浆口的设计，必须得到原设计同意。

2）施工详图设计内容

（1）节点图应包括柱与柱、梁与柱、梁与梁、垂直支撑、水平支撑、斜支撑等连接详图。

（2）节点图内容应包括各个节点的连接类型，连接件的尺寸，高强度螺栓的直径和数量，焊缝的形式和尺寸等一系列施工详图设计所必须具备的信息和数据。（3）安装布置图

①它包括平面布置图、立面布置图等。

②安装布置图所包含的内容有构件编号、安装方向、标高、安装说明等一系列安装所必须具有的信息。

（4）构件详图，至少应包含以下内容：

①对大型构件的接长位置及形式进行设计，以便于车间生产、存储运输和安装架设，对构件吊耳的形式、连接方式以及使用后的处理进行设计，以便制造和安装；

②绘制车间生产用施工图。

③按照焊接工艺评定试验结果，进行焊接接头的细部设计，包括箱形及工形主

焊缝接头形式，坡口尺寸等。

⑤设计钢结构在安装架设过程中的临时连接、临时支撑、混凝土注浆口、临时的局部加强形式及使用后的处理方式，

⑥构件细部、重量表、材质、构件编号、焊接标记、连接细部、锁口和索引图等。

⑦螺栓统计表，螺栓标记，螺栓直径。

⑧轴线号及相对应的轴线位置。

⑨构件的对称和相同标记。

⑩图纸标题、编号、改版号、出图日期。

（5）详图必须给出完整、明确的尺寸和数据。

3）整个结构有紧固螺栓清单。

4）图纸清单应注明详图号、构件号、数量、重量、构件类别、改版号、提交日期。

5）所有文书、资料、清单、图纸均使用中文。

6）测量单位

使用MKS公制

7）图纸尺寸

（1）图纸尺寸和其它资料均使用A系列纸张，即A0、A1、A2、A3、和A4。（2）原则上图纸尺寸使用A1和A2绘制，文书、资料和清单等使用 A3和A4。

A0：841mm×1189mm

A1：594mm×841mm

A2：420mm×594mm

A3：297mm×420mm

A4：210mm×297mm

8）图纸比例

索引图： 1/200、1/400、1/60

构件详图： 1/20、1/30、1/50

局部详图： 1/5、1/10

安装布置图：1/100、

9）书写

原则上所有文件、资料、图纸均应打印，但技术联络书和草图等可以手写。

10）图纸、资料的格式

图纸、资料的格式（如标题、承包商所提及的标记等），需向业主提供样张确认。

11）编号系统

构件类型的字母设定。

12）图纸编号按工程编号设定

13）构件编号的设定

（1）柱：节数. 柱字母编号 .数字轴线号字母轴线号

（2）主梁：层数. 梁字母编号 .数字序号。

（3）其它类型构件的编号设定均与主梁的编号方法相同或类同。

（4）如业主对编号系统的设定有特殊要求，可适当变更。

14）焊接

（1）详图中所有焊缝标注应符合中国钢结构焊接规范。

（2）详图中应对所有焊缝进行标注（类型、高度、坡口尺寸等）。

15）工程量计算要求

（1）钢结构工程中的钢构件重量应为净重，焊接材料的重量不做补偿，对斜面切割、凹槽、孔洞、槽口之类的项目不加以扣除。

（2）梁、立柱和支撑等构件的长度，按几何中心线的长度计算。

（3）钢结构工程中的钢构件重量包括节点板、加劲板、柱的底座板和耳板托座、栓钉等。

（4）钢结构工程，除管材外，应以重量计算，以公斤表示。

（5）钢结构工程的构件均按7850公斤/立方米计算。

16）修改

（1）无论何种原因需对原详图进行修改，均按以下方法进行：

a. 圈出修改部位。

b. 在修改记录栏内写明修改原因、修改时间。

c. 更改版本号。

（2）提供修改图纸清单（图号、版本号）。

（3）所有图纸均按最新版本进行施工。

17）设计责任

（1）设计

设计人员应将原设计的全部信息和意图反映到施工详图上，同时必须考虑到在加工、安装和运输过程中的合理性、方便性，并在施工详图的设计栏中签署姓名。

（2）校对

校对人员应对设计人员是否将原设计的全部信息和意图反映到施工详图上进行校对，同时必须考虑到在加工、安装和运输过程中的合理性、方便性，并在施工详图的校对栏中签署姓名。

（3）审核

审核人员必须对工程的总体情况进行审查和校核，并在施工详图的审核栏中签署姓名。

18）保密

必须对原设计所提供的图纸、规范、资料、技术数据、软件及其信息进行保密处理，不准部分或全部复制、挪作他用。

2）施工详图设计步骤

1）绘制安装平面图。

2）确定构件编号系统，给定构件编号。

3）根据吊装（运输）分段情况（由安装方案提供）。

4）编制材料表，材料表显示零件编号、规格（长×宽×高）和重量。

5）编制图纸清单。

3）施工详图设计协调管理

1）施工详图设计质量管理流程。

深化设计单位在承接深化设计任务后，应建立如下质量管理流程。

设计流程主管部门（责任人）项目接受设计总负责

项目分析及确定设计编制设计技术方案及审查技术方案及进度设计交底及项目管理

设计

过程检查

完成设计文件

初审、总审

终审

图纸文件发送及归档设计质量反馈及分析设计改进及措施落实

技术主管

技术主管

设计总负责

设计项目经理

专业设计人

技术主管

专业核对工程师

技术项目经理

工程师、技术主管

资料员

技术主管、技术项目经设计总负责

施工详图设计质量管理流程

2）深化设计的质量控制

（1）总则

工程设计的三个环节质量控制，是保证设计质量的主要措施，质量保证体系最终体现在各级岗位责任制和三级审核上，在设计质量全过程中，始终贯彻“预防为主，防检结合”的全面质量管理。深化设计单位应严格深化设计质量管理。

（2）深化设计的管理

深化设计施工图合同签订后，由公司领导或总工程师下达任务，并确定技术负责人和项目负责人，再由项目负责人确定审核人、设计人、制图人和校对人，并制定深化设计图计划进度。

（3）三级责任审查

①设计绘图人：对自己绘图质量负主要责任，绘图后认真自审签字后交审图人。

②审图人：对所有的图纸质量负重要责任，按本办法对图纸审阅后签字及注明差错记录，并监督最终出图质量。

③设计部：对部内所有设计图纸质量负有责任，本人或安排人员对图纸重要部分审查，杜绝重大错误，并对图纸质量记录统计和评价。

（4）质量标准评定

①差错类别

a．一般错误；b．重大错误；c．严重错误；

②计划的执行情况分：

a．提前完成；b．按时完成；c．无故拖迟计划。

（5）岗位责任制

①各级岗位人员，都应在全面质量管理体制活动中处于受控状态。

②按岗位责任制的规定，围绕以质量为中心开展生产活动。

3）深化设计周期安排

为保证工期，深化设计单位应对图纸深化工期进行优化，精细安排设计周期。确保现场钢结构安装顺利进行。

5.6.4.3钢结构制作方案

在钢结构制作时，首先应编制监造大纲，严格钢结构工厂制作质量管理，加强钢结构制作工序质量的控制。同时公司总承包部组织本工程各专业进行图纸会审和需要穿钢梁的管线的二次设计，将与钢结构制作相关的工程信息及时反馈给钢结构制作厂家。

1加工工艺编制

加工前，在熟悉加工详图及技术要求的前提下，结合现场实际情况进行深化设计，编制详细的加工工艺和构件表，并经设计、监理等有关部门的认可，作为钢结构加工的依据。

2 放样

(1)放样工艺流程

(2)放样

施工图设计

计算机放样

制作样板画零件草图编制数控程序制作测量样板编套料图

校对

下料

①按照施工设计图纸和施工工艺的要求,采用计算机进行放样,以确定各个零部件的精确尺寸；

②对H型梁，在翼板的宽度方向应加放2mm的焊接收缩余量；在腹板的宽度方向应加放2mm焊接收缩余量，在构件的长度方向应加放30mm二次加工余量；

③对箱形柱，在构件的宽度方向加放2mm焊接收缩余量,在长度方向还应加放端面铣切加工余量10mm。

④按放样尺寸，做出各种角度样板和下料样板；

⑤按放样尺寸，并采用经二级以上计量单位检验合格的长尺。绘制零件草图、编制数控程序和编制套料图，供下料用。

(3)排板

①.排板时，钢板的长度方向应顺着结构的主要受力方向；

②.平行焊缝之间的间距应大于200mm；

③.应尽量避免十字焊缝；

④.当厚、薄板之间相对接，并且板厚差大于4.0mm时，则应按1:4的斜度削斜。（见下图）；

3号料与划线

(1).号料前应确认材质和熟悉工艺要求，然后根据排版图、下料加工单和零件草图进行号料。

(2).号料的母材必须平直、无损伤及其他缺陷，否则应先矫正或剔除。

(3).划线公差要求：

(4).划线后应标明基准线、中心线和检验控制点。作记号时不得使用凿子一类的工具，少量的样冲标记其深度应不大于0.5mm，钢板上不应留下任何永久性的划线痕迹。

4切割和刨削加工

(1).切割前应清除母材表面的油污、铁锈和潮气；切割后气割表面应光滑无裂纹，熔渣和飞溅物应除去。切边应打磨。

(2).气割的公差度要求：

(3).切割后应去除切割熔渣。对于组装后无法精整的表面，应在组装前进行处理。

(4).火焰切割后须自检零件尺寸，然后标上零件所属的工作令号、构件号、零件号，再由质检员专检各项指标，合格后才能流入下一道工序。

(5). 钢柱柱子支承表面须进行刨铣削，每一铣削边需放5mm加工余量：

（6）刨削加工的允许偏差

(7).端部铣平和半自动气割的允许偏差

5构件组装

一、组装前的准备

（1）零件复核：按施工图要求复核其前道加工质量，并按要求归类堆放。

（2）以基准面的选择，来作为装配的定位基准。一般按下列规律选择：

○1构件的外形有平面也有曲面时，应以平面作为装配基准面。

○2在零件上有若干个平面的情况下，应选择较大的平面作为装配基准面。

○3根据构件的用途，选择最重要的面作为装配基准面。例如，冷作件中某些技术

要求较高的面经过机械加工，一般就以该加工面为装配基准面。

○4选择的装配基准面要使装配过程中最便于对零件定位和夹紧。

二、胎模制作

胎模装配法组装是用胎模把各零件固定其装配的位置上，用焊接定位，使

组装一次成形。其特点，装配质量高、工效快。是目前制作大批构件组装中普遍采用方法之一。制作组装胎模一般规定：

（1）胎模必须根据施工图的构件1：1实样制造，其各零件定位靠模加工精度与构

件精度符合或高于构件精度。

（2）胎模必须是一个完整的，不变形的整体结构。

（3）胎模要在离地800㎜左右架设或是人们操作的最佳位置。

三、本工程中组装用的典型胎模

（一）H型钢结构组装水平胎模

胎模由：1、下部工宇钢组成横梁平台，2、侧向冀板定位靠板，3、翼缘板搁置牛腿，4、纵向腹板定位工字梁，5、翼缘板夹紧工具组成的（图4-8-6）。

其工作原理是利用翼缘板与腹板本身重力，使各零件分别放置在其工作位置上，然后用5夹具夹紧一块翼缘板作为定位基准面，从另一个方向增加一个水平推力，亦可用铁楔或千斤顶等工具横向施加水平推力至翼腹板三板紧密接触，最后，用电焊定位三板翼缘点牢，H型钢结构即组装完工。

其胎模特点：适用于大批量H钢结构组装；组装H钢结构装配质量高、速度快等优点，但装配的场地占用较大。

（二）H钢结构竖向组装胎模

竖向组装胎模结构由：1、工字钢平台横梁，2、胎模角钢立柱，3、腹板定位靠模，4、上翼缘板定位限位，5、顶紧用的千斤顶等组成（图4-8-7）。

其工作原理：利用各定位限值使H结构翼腹板初步到位，然后用千斤顶产生向上顶力，使腹翼板顶紧，最后用电焊定位组装H钢结构。

它的使用方法：把下翼缘放置在工字钢横梁上，吊上腹板先进行腹板与下翼缘组装定位点焊好，吊出胎模备用。在I字钢横梁上铺设好上翼板，然后，把装配好H形结构翻为T结构装在胎摸上夹紧，用于厅顶顶紧上翼缘与腹板间隙，并且用电焊定位，H结构即形成了。

竖向组装胎具特点：占场地少、胎模结构简单，组装效率较高，其缺点是组装H钢需二次成型，先加工成为T形结构，然后再组合成H型结构。

（三）箱型组装胎模

它的组成由：1、工字钢平台横梁，2、腹板活动定位靠模，3、活动定位靠模夹头，4、活动横臂腹板定位夹具，5、腹板固定靠模，6、活动装配千斤顶等附件组成（见图4-8-8）

它的工作原理是利用2、4腹板活动定位靠模与活动横臂腹板定位夹具的作用固定腹板，然后，用6活动装配千斤顶顶紧腹板与底板接缝并且用电焊定位好。

图4-8-9是箱型结构组装胎模另一种形式。

其工作原理利用2活动腹板定位靠模产生的横向推力，来使腹板紧贴接触其内部肋板；利用腹板重力，使腹板紧贴下翼板；最后分别用焊接定位，组装成为箱型结构。

（四）箱形柱整体装配胎模（图4-8-10）

它是根据结构各零件的特性与技术要求，由胎模各定立靠模把零件固定起来，达到整体组装的目的。

（五）桁架结构组装胎模（图4-8-11）

它也是由定值靠模把零件组装起来的整体结构。

钢结构组装必须严格按照工艺要求进行，其顺序在通常情况下，先组装主要结构的零件，从内向外或从里向表的装配方法。在其装配组装全过程不允许采用强制的方法来组装构件；避免产生各种内应力，减少其装配变形。

四、预总装的一般规定

（1）所有需预总装构件必须是经过质量检验部门验证合格的钢结构成品。

（2）预总装工作场地应配备适当的吊装机械和装配空间。

（3）预总装胎模按工艺要求铺设，其刚度应保证。

（4）构件预总装时，必须在自然状态下进行，使其正确地装配在相关构件安装位置上。

（5）需在预总装时制孔的构件，必须在所有构件全部顾总装完工后，又要通过整体检查，确认无误后，亦可进行预总装制孔。

（6）预总装完毕后，拆除全部的定位夹具后，方可拆装配的构件，来防止其吊卸产生的变形。

五、典型结构组装

（1）实腹式H结构组装

A、用水平组装

（a）实腹式H结构是由上、下翼缘板与中腹板组成H型焊接结构。

（b）组装前翼缘板与腹板等零件的复验，主要使具平直度及弯曲保证小于1/1000的公差且不大于5㎜的公差内，方可进入下道组装准备阶段。

（c）组装前准备工作

○1翼、腹板装配区域用砂轮打磨去除其氧化层，区哉范围是装配接缝两侧30～50㎜内。

○2胎模调整，根据H断面尺寸分别调整其纵向腹板定位工字钢水平高差，便其符合施工图要求尺寸。

○3在翼板上分别标志出腹板定位基准线，便于组装时核查。

（d）H钢组装方法，先把腹板平放在胎模上，然后，分别把翼缘竖放在靠模架上，先用夹具固定好一块翼缘板，再从另一块翼缘板的水平方向，增加从外向里的推力，直至翼腹板紧密贴紧为止（见图4-8-10），最后用90°角尺测其二板组合垂直度，当符合标准即用电焊定位（4-8-12a）。一般装配顺序从中心向二面组装或由一端向

另一端组装，这种装配顺序是减少其装配产生内应力最佳方法之一。当H 结构断面高度>800㎜时或大型H结构在组装时应增加其工艺撑杆，来防止其角变形产生（图4-8-12b）。

(2)箱型结构组装

箱型结构是由上、下盖板，隔板，两侧腹板组成的焊接结构（图4-8-13）。组装顺序及方法

（a）以上盖板作为组装基准。在盖板与腹板、隔板的组装面上，按施工图的要放分别旆上各板组装线（图4-8-14），并且用样冲标志出来。

（b）上盖板与隔板组装，在胎模上进行（见图4-8-15）。装配好以后，必须施焊完毕后，方可进行下道组装。

（c）H型组装（见图4-8-9）。但在腹板装配前必须检查腹板的弯曲是否同步。反之必须矫正后方可组装。装配方法通常采用一个方向装配，先定位中部隔板，后定位腹板（见图4-8-16）。

（d）箱体结构整体组装是H结构全部完工后进行，先将) 型结构腹板边缘矫正好，使其不平度<1/1000，然后在下盖板上放上与腹板装配线定位线，翻过面与H结构组装，组装方法通常采用一个方向装配，定位点焊采用对称方法，这样可以减少装配应力，防止结构变开。

注意制作过程的要求

钢结构工程制作项目的制作精度（即允许偏差）在《施工及验收规范》及其他有关标准中都作了详细的规定，本节不再重复，但我们要注意制作过程中一些对制作精度有影响的有关要求。

一、放样、号料和切割

（1）放样划线时应清楚标明装配标记、螺孔标记、加强板的位置方向、倾斜标记、其他配合标记和中心线、基准线及检验线，必要时要制作样板。

（2）注意预留制作、安装时的焊接收缩量；切割、刨边和铣加工余量；安装预留尺寸要求；构件的起拱下料尺寸。

（3）划线前，材料的弯曲或其他变形应予矫正。当采用火焰矫正时，加热温度应根据钢材性能选定，但不得超过900℃。低合金结构钢在加热矫正后应缓慢冷却。

二、孔加工

（1）当孔加工采取冲孔方法进行时，宜控制板的厚度不大于12㎜，冲孔后孔周边应用砂轮打磨平整。

（2）分清螺栓孔的分组（目的在于注意必要的精度）。

节点中连接板与一根构件相连的所有螺栓孔为一组，如图4-9-1 所示。

对接接头在拼接板一侧的螺栓孔为一组，如图4-9-2所示。

在两相邻节点或接头间的螺栓孔为一组，如图4-9-3所示。

受弯构件翼缘上的连接螺栓孔，每米长度范围内的螺栓孔为一组，如图4-9-4所示。

（3）注意批量生产的积累误差

由于钢结构流水作业中，往往会产生批量生产的同一误差，而且这误差是在《施工及验收规范》中所允许的偏差之内。例如长度大于3m 在梁允许相邻两组端孔间距离为±3㎜。

如果偏差集中于一个方向的最大值时，对安装精度与进度就带来麻烦，特别是高层建筑中梁的集中负公差累积会影响柱的垂直度。