轻型钢结构制作

轻型钢结构制作

轻型钢结构制作系用小型角钢、圆钢和薄钢板等材料组成的简易钢结构。它具有取材方便，结构轻巧、美观，用钢量少（8-15kg/m2）；制作、运输、安装方便，可用较简单的机具设备，装拆容易，造价较低等优点。其制作特点是构件数量多，截面小，易焊接变形，要求制作几何尺寸（特别是孔眼）准确，使能在安装中具有互换性，质量要求严。本工艺标准适用于简易住宅的屋架、檩条、托架支柱等构件，亦可用于跨度不大于18m、安有起重量不大于5t的轻中级工作制天车的加工房、仓库等钢结构工程。

一、材料要求 1.钢材

一般采用Q235钢、16Mn钢、应有质量证明书，并应符合设计要求及国家有关标准的规定。

2.焊条

型号按设计要求或规范要求选用，并有出厂合格证明；药皮脱落或焊芯生锈的焊条不得使用。

3.螺栓

型号按设计要求或规范要求选用，并应有质量证明书；锈蚀、碰伤、丝扣损坏的不得使用。

4.涂料

防腐油漆涂料品种、牌号、颜色及配套底漆、腻子，应符合设计要求和国家标准的规定，并有产品质量证明书。

二、主要机具设备

1.剪切机、冲剪机、砂轮锯、手电钻、钻床、手抬压杠钻、除锈机、杠杆压力机、顶床、履带式或轮胎式起重机以及电、气焊设备等。

2.主要工具

卡具、夹具、楔铁、滑轮、倒链、钢丝绳、卡环、绳夹、塞尺、钢卷尺等。 三、作业条件

1.根据设计单位提供的设计文件、资料和钢结构施工图。

2.编制作业工艺卡，组织学习图纸和有关技术规程，向工人小组进行技术交底。 3.对所供应的原材料按设计要求逐一进行物理性能和化成分的检验；检验原材料、焊条质量证明书；原材料运进工厂或现场按规格和数量进行清点，并分类整齐堆放，以备使用。

4.根据制作工艺要求备齐机具设备以及施工用料；对焊工进行考试，经考试合格取得相应施焊条件的合格证者材准操作，并按其技术水平定人、定点并编号。

四、施工操作工艺 （一）结构形式构造

轻型钢结构屋架形式有三角形、三铰拱形和棱形等。屋架上弦杆多采用两个小型角钢组成的╦形截面，下弦、腹杆用圆钢筋或小型角钢。三铰拱屋架由两根斜梁和一根水平拱拉杆组成，多采用平面桁架式或倒置三角形的空间桁架形式，上弦通常采用角钢，下弦杆用角钢或圆钢，腹杆多用圆钢加工成连续的蛇形或W形；拱拉杆采用圆钢或双圆钢，在跨中设花篮螺栓或在端头设双螺母拉紧；为减少拉杆下垂，在中间设圆钢吊杆。轻型极为檩条和托架截面，压杆多用小角钢，拉杆和压力较小的杆件用圆钢筋。亦有的采用异型薄壁型钢。钢柱用组合型钢或单根钢管，或用钢板组合成工字形或H型，下焊底座，上焊柱头，亦有的采用柱梁组合在一起的人字形钢梁门（屋）架，四周布墙梁，外表面挂镀锌压型钢板。

（二）工艺流程

原材料矫直→放样、号料→下料（剪切、气割）→零件加工（钻孔、零件煨弯、小装配

件焊接等）→焊定位架（档）→总装配（装屋架杆件、檩托、支撑连接板、下弦有关零件以及柱和底座、柱头等）→定位点焊→焊接→成品检验。

（三）原材料矫直 轻型型钢和圆钢，在运输、堆放过程中易产生弯曲或翘曲变形，下料前应予矫直、整平，一般多用杠杆压力机或顶床等并加模垫，进行冷矫正平直、整平，使达到合格的要求。

（四）放样、号料

1.放样应在平整的平台或水泥地面上进行，以1:1的尺寸放出构件详图。屋架应使杆件重心线在节点处交汇一点，避免偏心；上下弦应同时起拱（15m跨以内屋架起拱值10mm左右），并使竖腹杆尺寸不变。

2.根据放样实际外形尺寸，用0.5-0.75mm厚铁皮（或油毡纸）制作样板，用铁皮（或扁铁）制作样杆，作为下料的依据。

3.号料要根据材料长度留出1-4mm切割余量。号料允许偏差为：长度1mm，孔距0.5mm。 （五）下料成型

1.切割一般用冲剪机、无齿锯或砂轮锯切割；特殊形状可用氧乙炔焰切割，用小口径割嘴，端头用砂轮或风铲整修，清除毛刺、熔渣等，打磨平整，并打坡口（或刨边），每根杆件先下一根料，经试装配检查无误，方可成批下料。

2.杆件钻孔应用钻模制孔，用电钻或在钻床上进行，不得用氧乙炔焰气割成孔，以免损伤母材。

3.圆钢煨弯多用加热弯曲法，即用氧乙炔焰焊炬加热，弯曲半径处，边加热边弯曲，小直径钢筋可用冷弯加工。蛇形腹杆通常以两节为一个加工单元，以保证平整和减少节点焊缝。

（六）构件装配

1.屋架（桁架，下同）组装方法，有平装和立装两种。跨度15米以内的轻型钢屋架宜用平装法，在平整坚实的平台上进行。

2.在平台上先弹出整榀屋架几何轴线及节点位置，校对无误后，用钢冲作好标记，然后划线，在屋架外形尺寸的两侧焊定位钢板或型钢，使弦杆与檩条、支撑连接板处的位置正确，但每一固定点应避开节点位置。焊接时，再用卡具将屋架和定位钢板卡紧，以防止焊接变形。

3.装配宜用装配胎模，按胎模形状装配，以保证几何尺寸的准确。屋架组装顺序是：先将上、下弦杆摆放就位，再放连接板（点焊），再后由跨中向两侧左右对称装上下弦连接腹杆，最后组装两端支座。组装时，构件的中心线应力求在同一平面上，其误差不得大于3mm，连接孔中心的误差不得大于2mm。整个屋架组装完毕，要通盘检查几何尺寸、跨度、起拱及杆件焊缝长度是否满足设计要求。

4.简单双角钢桁架多采用复制法，先按放样将一面组装定位焊好，然后翻身组装并定位焊另一面。翻身时须用木杆或其他材料横向进行加固，使屋架各点受力均匀，防止侧向变形。

5.杆件截面由三根杆件组成的“▽”形空间结构，如棱形桁架，可先装成单片平面桁架，然后再点焊另一角零件组合成三角形截面，装配腹杆间距在均匀，无论弦杆或腹杆均应先单肢拼配焊接矫正后，然后进行拼装。

6.工字柱组装前，腹板应修边，须将柱中心线标注在腹板、冀板上（标三个面，二个小面，一个大面）。组装时要垫平，中心线对齐，用拉通线法进行检查。腹板与冀板之间要顶紧，以减小缝隙，上下冀板的错位要求不大于1mm，接头缝隙宽度的偏差不大于1mm，缝隙处的坡口角偏差不得大于±5°，然后将拼装板装上，用夹具与母材夹紧后进行点焊。

（七）焊接

1.焊接宜用小直径（2.5-3.2mm）焊条，采用较小的电流焊接，防止发生咬肉、烧穿、夹渣等缺陷。当有多种焊缝时，相同电流强度焊接的焊缝宜同时焊完，然后调整电流强度焊另一种焊缝，焊条使用前要烘干。

2.焊接顺序：由中间向两端对称施焊，相同高度焊缝尽量一次焊完，避免多次调电流，影响焊接质量。焊接斜梁的圆钢腹杆与弦杆连接焊缝时，应尽量采用围焊，以增加焊缝长度，避免或减少节点的偏心。

3.圆钢与圆钢、圆钢与钢板之间的贴角焊缝的有效厚度应不小于0.2d（d为圆钢直径）或3mm，且不大于1.2倍钢板厚度，焊缝计算长度不小于20mm。

4.工字形柱的腹板对接头，要求坡口等强焊接，焊透全截面，并用引弧板施焊，腹板及冀缘板接头应错开200mm。焊口必须平直，工字形柱的四角焊缝应按工艺顺序一次完成，焊缝高度一次焊满成形，避免焊缝超高。单个对接口的焊接顺序为：先焊横缝，后焊纵缝，要严格控制焊接电流，尽可能避免仰焊，可用自制船形翻转焊胎进行，以保证焊接质量。

5.对于檩条等小型构件，可使用一种辅助固定卡具或夹具，或辅助定位板，以保证结构的几何尺寸正确。

（八）防腐

1.钢构件涂漆前，应将构件上的锈皮氧化层、毛刺、焊渣等清除干净。一般采用钢丝刷、砂布、铲刀等工具手工清除，或用电动钢丝刷或喷砂法除锈，至露出金属本色为止。油污应用汽油工煤油、苯类溶剂清洗干净。

2.构件清除铁锈和油污后，应立即刷防腐涂料，否则应保持构件表面及堆放环境干燥或涂磷化底漆一度保护。

3.构件涂漆种类、涂刷遍数和漆膜厚度应按设计要求施工。底漆面漆应配套。一般涂红丹底漆两度，铅油或调和漆一至二度；或醇酸底漆一度，醇酸磁漆面漆一至二度；或涂磷化底漆一度，环氧铁红两度（工厂两度，工地补涂），面漆一度或两度；腻子亦应按不同品种油漆选用相对应品种的腻子。

4.涂面漆时，须将粘附在底漆上的油污、泥土清除干净后才能进行。如发现底漆起鼓、脱落等情况，须返工后方能涂面漆。施工中注明不涂漆的部位（如安装节点处30-50mm），均不得涂漆。所有焊接部位，焊好需补涂油漆部位及构件表面被损坏的油漆涂层，应及时补涂，不得遗漏。

五、质量标准 （一）保证项目

1.钢材的品种、规格、型号和质量，必须符合设计要求和施工规范的规定。 2.钢材切割面必须无裂纹、夹层和大于1mm的缺棱。 3.焊条的选用必须符合设计要求，焊工必须经考试合格，并取得相应施焊条件的合格证。 （二）基本项目

1.构件焊缝表面要求光洁平整，严禁有裂缝、夹渣、焊瘤、烧穿、弧坑、针状气孔和溶合性飞溅等缺陷。气孔、咬边必须符合设计要求和施工规范的规定。

2.留孔位置正确，位置偏差应符合设计及施工规范的规定。 3.构件外观表面无明显凹面和损伤，划痕不大于0.5mm。 （三）允许偏差项目

轻型钢结构制作的允许偏差及检验方法见表13-11。

轻型钢结构制作的允许偏差和检验方法 表13-11

项次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 项目 柱底面到柱端与桁架连接的最上一个 安装孔距离(L) 柱底面到牛腿支承面距离（L1） 柱受力支托表面到第一个安装孔距离 牛腿面的翘曲 柱身弯曲矢高 柱身扭曲 柱截面尺寸 柱脚底板平面度 柱脚螺栓孔中心结柱轴线的距离 L0≤24 L0≥24 连接处 其他处 连接处 其他处 允许偏差（mm） 检验方法 ±L/1500 ±15.0 ±L/2000 ±8.0 ±1.0 2.0 H/1000 12.0 ±3.0 ±8.0 ±3.0 ±4.0 5.0 3.0 +3.0 -7.0 +5.0 -10.0 ±10.0 设计要求起拱 设计未要求起拱 13 桁架支承面到第一个安装孔距离 14 桁架相邻节间弦杆的弯曲 15 檩条连接支座间距 16 桁架杆件轴线交点错位 10.0 -5.0 ±1.0 L0/1000 ±5.0 3.0 用钢尺检查 用拉线和钢尺检查 用钢尺检查 划线后用钢尺检查 用钢尺检查 用钢尺检查 用钢尺检查 用拉线、直角尺和钢尺检查 用拉线、吊线和钢尺检查 用钢尺检查 用1m直尺和塞尺检查 用钢尺检查 用钢尺检查 用钢尺检查 用拉线和钢尺检查 桁架跨度最外端两个 10 孔、或两端支承处最外侧的距离L0 11 桁架跨中高度 12 桁架跨中拱度

注：H为柱高；L0为桁架跨度。 六、成品保护

1.构件堆放地应平整、坚实，并有良好的头排水措施。 2.构件吊放、堆放应根据构件的类型选择好节点和支点，桁架类构件的吊点和支点应选择在节点处，并应有防止扭曲变形及损坏的措施。

3.屋架桁架等重心较高的构件应立放，并设置临时支撑，以防倾倒损坏。钢构件叠层堆放时，支座处需垫平，构件之间用垫木隔开，垫木应在同一垂直线上，以保证不发生变形和损坏。

4.构件吊运堆放过程中，不得随意在构件上开孔或切断任何构件，不得遭受任何撞击。 5.遇下雨、下雪、刮风砂，应采取必要措施加以保护，以防雨雪、尘土污染而损坏油漆。 七、安全措施

1．钢构件制作前应编制施工方案或施工工艺卡，制定保证安全的技术措施，并向操作人员进行安教育和安全技术交底。

2．操作各种加工机械及电动工具的人员，应经专门培训，考试合格后方准上岗，操作时应遵守各种机械及电动工具的操作规程。

3．构件翻身起吊绑扎必须牢固，起吊点应通过构件的重心位置，吊升时应平稳，避免振动和摆动。在构件应就位并临时固定前，不得解开索具或拆除临时固定工具，以防脱落伤人。

4．钢结构制作场地用电应有专人负责安装、维护和管理用电设备和线路。架设的低压线路不得用裸导线，电线铺设要防砸、防碰撞、防挤压，以防触电。起重机在电线下作业时，应保持规定的安全距离。电焊机的电源线的长度不宜超过5米，并应架高。电焊线和电线要远离起重钢丝绳2米以上；电焊线在地面上与钢丝绳和钢构件相接触时，应有绝缘隔离措施。

5.各种用电加工机械设备，必须有良好的接地接零，接地线应用不小于25mm2的多股软裸铜线和专用线夹；不得用缠绕的方法进行接地和接零。同一供电网不得有的接地，有的接零。对手动电动工具必须装设漏电保安器。

6.在雨期或潮湿地点加工钢结构，铆工、电焊工应戴绝缘手套和穿绝缘胶鞋，以防操作时漏电伤人。

7．现场电焊、气焊要有专人看火管理；焊接场地周围5米以内严禁堆放易燃品；用火场所要备有消防器材、器具和消火栓；现场用空压机罐、乙炔瓶、氧气瓶等，应在安全可靠地点存放，使用时要建立制度，按安全规程操作，并加强检查。

8.电焊机、氧气瓶、乙炔发生器等在夏季使用时，应采取措施，避免烈日曝晒，与火源应保持10米以上的距离。此外还应防止与机械油接触，以免发生爆炸。

八、施工注意事项

1.组装屋架、桁架等构件必须注意起拱，以防止受力时产生向下弯曲的变形，而影响使用功能和寿命。

2．组装接头的连接板必须平整，连接表面及沿焊缝位置每边30-50mm范围内的铁锈、毛刺和污垢、油污，必须清除干净。所有组装节点焊缝长度和高度应符合设计要求，以保证构件质量。

3.焊接组装的定位点焊由有合格证的焊工操作。焊接材料型号应与设计要求相同。点焊的焊条直径不宜超过4mm，焊缝高度不宜超过设计焊缝的2/3，长度宜为高度的6-7倍，间距宜为300-400mm，其质量要求应与正式焊缝相同。

4.除定位点焊和设计焊缝外，严禁在组装的构件上焊其他无关的焊点或焊缝，同时不得在焊缝以外的构件表面和焊缝的端部打火、起弧和灭弧。

5.刮风天、雨天、低温（-5℃以下）天气不宜进行焊接作业，或应有相应的保护措施（如设挡风墙，低温下施焊采取预热焊件至100-150℃等）注意防潮和保持焊接口清洁。

6.焊接轻型钢结构构件，因刚度差，易产生变形，焊接时应采取预防构件变形的措施，一般有：（1）严格控制下料尺寸，尽量采用焊接工艺参数小的方法施焊；（2）在节点施加反弯措施；（3）焊缝缓冷，分段轮流施焊；（4）选择合理的焊接次序，以减小变形，如屋架桁架宜先焊下弦，后焊上弦，先跨中向两侧左右对称进行，后焊两端；（5）对焊缝不多的节点应一次施焊完毕，焊接次序应由中央向两侧对称施焊；（6）对主要受力节点焊接，采取分层、分段施焊；（7）头道焊缝适当加大电流，减慢焊速，保证根部熔透，但不得咬肉，待冷却后再焊第二道，不使其过热，以提高焊缝质量，减小变形。

7.构件焊完后经检查，如构件仍不变形，对Ⅰ级钢可用火焰校正；对Ⅱ级钢可用千斤顶矫正；对焊接过程中造成的焊缝尺寸不够、咬肉、凹坑应予补焊；如有裂缝、夹渣、焊瘤、烧穿、针状孔和熔合性飞浅等缺陷，应铲除重焊；焊缝应铲磨平整。处理后表面缺陷的深度不得大于材料厚度的公差范围。