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浅谈钢结构详图设计的几点思考

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  摘 要:近年来,由于社会主义建设日益深入发展,工程施工技艺中结构设计中也遇到了一些常见性问题,尤其是在工程构建的安装和制作过程中对这些具有指导性的文件进行设计势必成为今后的研究重点。本文主要针对钢结构详图设计过程中存在的问题进行探索,并且提出了相应的解决措施为工程施工的详图设计提供保障。
  关键词:钢结构;详图设计;思考
  近年来,随着社会主义市场经济的快速发展,国际之间的合作日益强化,面对大型钢架结构项目日益增多,我们需要针对钢架结构的详细设计进行探讨。因为钢架结构快速发展,其变得越来越复杂,传统的钢架设计模式已经不能满足当前的需求,因此施工过程中详图设计变得尤其重要,它直接会影响到施工的各个方面。
  一、钢结构施工重要工序以及施工工艺要点
  详图设计中需要设计人员进行施工方案的探讨以及编制,不断的分析结构路径、关键工序、构件安装、重点节点。
  1.详图设计中的构件尺寸需满足构件运输界限
  (1)公路运输界限。①货车总长度18m以下;②货车的总宽度为2.5m;③货车的总高度距地面算4m以下,集装箱的箱车为4.2m;④货车的总重量40t以下需按照各地的运输法规为准。
  (2)构件应有专职人员负责吊装。将构件的底部经专职人员进行吊装保护,将枕木和运架垫牢靠,使用钢丝绳和紧固器对车体进行绑扎,并固定牢靠,严防出现滑动和滑落的危险。
  (3)铁路运输限界。由于铁路在运输过程中其界限厂内铁路和厂外铁路等两种情况;需要遵守有关铁路标准来实现运输。
  (4)水运注意事项。选择码头时需要与吊机的装卸能力相结合,需要研究其是否符合要求;绑扎、保护性捆包必须严密,以达到防潮、防海水侵蚀;水运还需经受大浪的颠簸,需防碰撞以及防滑落。
  2.构件制作工艺需求
  (1)构件制作过程中需要满足设计图的要求和规范,并且要确保制作质量的规定,规定需针对标高、焊接坡口、连接板数量、规格等进行认真核对规定。
  (2)制作构件的编号应该简洁明了,方便按照编号进行查找和对号,需要尽量的按照编码规制进行统一编码。
  (3)构件制作过程中需要对焊接尺寸、装配尺寸、拴接尺寸等进行可靠性操作,确保构件制作满足要求。
  3.安装工艺要求
  (1)详图设计过程中需添加现场的连接措施要求,方便于进行构件安装的时候对其进行对口、校正以及稳定。
  (2)通过结合现场的实际情况来考虑构件的拼装分段,用于构件安装方案的实施,确保整个施工结构的安全和质量。
  二、施工工艺要点分析
  施工工艺设计要点主要有构件的分段、吊耳、吊具等方面,并将它们列入到构件详细设计中,绘制出设计详图。
  1.构件的分段设计
  对构件分段进行设计时,应该要满足以下几个方面的要求:一是要考虑到构件的运输条件和限定条件,通常设计时考虑构件的重量和分段尺寸,确保其在运输条件范围中;二是考虑构件的安装要求,根据施工方案选用的起吊机来确定构件的分段重量和组拼重量,确保在起吊机的承受范围内;三是考虑构件在安装过程的强度,防止构件在安装过程中出现过度变形的情况;四是对结构的位置进行重点考虑,通常空间衔架与平面分段点的位置设置在节点外的1m处,以方便高空对接与校正工作,节点处不宜进行分段,在安装时通常采用的是整体吊装的方式,如果需要分段进行吊装,那么应该在跨度1/3处分段,以确主应力较小,保证衔接的质量。
  2.吊环设计
  吊环作为了吊装施工中的重要构件,其发挥了巨大的作用。根据构件的截面组成、起吊的角度和位置、构件的重量、施工具体条件等差异对吊环的设置要求都不相同,所以需要对施工现场的条件、设计验算、焊接、加工制作等进行实地考察,才能对吊环做进一步的设计,主要从以下两个方面进行重点考虑:一是如果是单向受力的简单吊环,它的受力方向和耳板主平面相同,那么可以选用标准图进行;二是如果吊环的受力较为复杂,那么就需要对其进行详细的受力分析并进行单独设计,设计过程中不仅要考虑吊环本身应该承受外力,还需要考虑吊环和构建连接的传力路径,合理的对吊环和构建连接进行加强处理,保证吊环与构建整体协同受力。值得注意的是构建在吊装过程中,吊环的受力情况是不断变化的,耳板也会受到主平面外的垂直分力,当垂直分力超过了吊环的承受范围时,那么会使吊环损坏,所以在安装中不能对吊环进行随意焊接或使用连接板来代替吊环。
  三、连接工艺施工要点分析
  1.预留焊缝收缩余量
  如果钢结构采用的是焊接方式进行连接,连接缝比较多,那么在设计时就应该充分的考虑预留焊缝收缩余量,不仅如此,在对钢结构进行焊接时,由于焊接时产生的不均匀温度会出现焊接应力和变形,从而引起焊接缝变形,这对结构的几何尺寸带来了不利的影响。例如钢结构中有10道对接缝,每道对接缝收缩3mm,那么10道对接缝就是30mm,而在大型的罐体工艺钢结构中或者多层、高层钢结构中,远远不止10道对接缝,所以这个偏差会逐渐增大,从而影响整个钢结构的质量,所以在设计时需要重点考虑。
  2.高强螺栓连接
  钢结构现场连接中,高强螺栓连接是一种常见且主要的连接方式,通常高强螺栓的数量规格是根据施工设计来确定,但是螺栓的长度是有详图设计确定的,通常考虑的是接合层的厚度和附加厚度,要保证高强度螺栓长度在终拧后,外露丝扣应该为2~3扣。在实际施工时,对高强度螺栓的长度选择时常会出现选长不选短的情况,使得螺栓在终拧后外露的丝扣过多,这就会造成螺帽进入到螺杆无丝扣的地方,直接的减弱了螺栓紧固轴力,就很容易出现松动的情况;如果选短,那么外露的丝扣过短,使螺栓应力集中从而影响螺栓的寿命。所以无论是选短还是选长,对工程来说都是不安全的,应该根据实际的施工情况来确定螺栓的长度。
  四、详图设计中的常规性错误
  通常,进行钢结构的详图设计过程中常常会遇到一些常规性的严重问题。这些严重的错误主要有:1.构件长度错误;2.构件安装时发现材质、尺寸与设计的图纸不一致;3.构件编号出现版次错误;4.构件的接头过于集中造成未能够错开焊缝;5.构件柱和梁出现节点处接合错误,极易造成结合处的节点板错误,无法实现安装。
  五、结语
  面对钢构工程施工过程中的种种问题,其中很多都是可以避免的,因此为了有效的提升钢结构详图设计中的质量以及在钢构件制作过程中满足详图设计重要性等相关问题进行论述,为提升钢结构设计的质量提供有效的保障。文章之中主要针对钢结构施工技艺的要求、施工技艺要点、连接工艺要点以及详图设计中的常规性错误等分析,為提升钢结构设计质量提供工作建议。
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