钢结构厂房施工过程中焊接变形该怎么控制?钢结构厂房施工中屋面檩条安装间距偏差过大该如何处理?
一、钢结构厂房施工过程中焊接变形的控制方法
焊接变形(如、波浪变形)会影响构件尺寸精度和结构受力,需从焊接工艺、工装夹具、操作规范三方面综合控制:
1. 焊接前的预防措施
合理设计焊接工艺:
优化焊缝布置:避免焊缝集中(如钢柱翼缘与腹板的焊缝错开≥100mm),减少交叉焊缝(十字交叉焊缝改为 T 型交错),降低焊接应力叠加;
选择低应力焊接方法:优先采用 CO₂气体保护焊(热输入量小,变形较手工电弧焊减少 30%),对厚板(≥20mm)采用多层多道焊(每层厚度≤6mm),避免一次性熔透导致的剧烈变形。
工装夹具固定:
刚性固定法:用型钢夹具(如角钢马凳)将构件固定在平台上(如 H 型钢焊接时,在翼缘板两侧用夹具夹紧,间距≤500mm),焊接完成并冷却至常温后再拆除,限制变形;
反变形法:根据焊接变形规律预设反方向变形量(如焊接 T 型梁时,预设腹板向非焊接侧倾斜 1-2°,抵消焊接后产生的角变形),通过试焊确定反变形参数(记录变形量与预设值的关系)。
构件预处理:
清除待焊区域的铁锈、油污(用钢丝刷或砂纸处理,露出金属光泽),避免杂质影响焊接质量导致应力集中;
对淬硬倾向大的钢材(如 Q355B),焊接前进行预热(预热温度 80-150℃,用红外测温仪监测),减少焊接区域与母材的温差。
2. 焊接过程中的变形控制
控制焊接顺序与方向:
对称焊接法:多人对称分布(如 H 型钢焊接时,2 名焊工在腹板两侧同时焊接,保持焊接速度、电流一致),使焊接应力相互抵消;
分段退焊法:将长焊缝(如长度>1m 的拼接缝)分成若干段(每段 300-500mm),从中间向两端分段焊接(每段焊接方向与总方向相反),减少累计变形;
跳焊法:对大面积焊缝(如钢板拼接),按 “跳格” 顺序焊接(先焊奇数段,再焊偶数段),避免热量集中导致的波浪变形。
优化焊接参数:
控制热输入量:根据钢板厚度调整电流(如 10mm 厚钢板用 180-220A 电流)、电压(24-28V)、焊接速度(150-200mm/min),避免大电流快速焊(易产生咬边和变形);
多层焊时,每层焊接方向相反(如第1层从左到右,第2层从右到左),并清理层间焊渣(用角磨机打磨平整),减少层间应力。
3. 焊接后的矫正处理
机械矫正:
对轻微角变形(如翼缘板弯曲≤5mm/m):用千斤顶配合型钢支点顶压变形处(施加压力至翼缘板平直,保持 10-15 分钟);
对波浪变形:用辊压机(如多辊平板机)对钢板进行碾压矫正(每次压下量≤0.5mm),或用火焰加热配合机械力(如用锤击工具轻敲变形部位,需垫钢板避免损伤母材)。
火焰矫正:
点状加热:对局部凸起变形(如腹板鼓包),用氧乙炔焰在凸起处周围 3-5 点加热(直径 20-30mm,温度 600-700℃),利用金属冷却收缩产生的拉力矫正;
线状加热:对长条形构件的弯曲变形(如檩条侧弯),沿变形反方向的边缘加热(加热线宽度为板厚的 1-2 倍),加热后用冷水快速冷却(仅限低碳钢,高强钢需自然冷却)。
4. 关键节点的专项控制
钢柱与屋面梁连接节点:采用对称焊接(先焊下翼缘,再焊上翼缘,焊腹板),焊接过程中用百分表监测梁的挠度变化(控制在 L/1000 内,L 为梁长);
吊车梁焊接:焊接前在梁两端设置临时支撑,预留 2-3mm 的起拱量,抵消焊接后的下挠变形,焊接完成后按设计要求检测起拱度(偏差≤5mm)。
二、钢结构厂房施工中屋面檩条安装间距偏差过大的处理方法
屋面檩条间距(设计值通常为 1.5-3m)偏差过大会影响屋面荷载分布,需根据偏差程度(轻微、严重)采取对应措施:
1. 偏差程度的判定标准
轻微偏差:间距偏差在 ±50mm 内(如设计 2m,实际 1.95-2.05m),不影响檩条受力和屋面彩板安装;
严重偏差:间距偏差>50mm(如设计 2m,实际<1.9m 或>2.1m),或局部间距连续偏差(3 根以上檩条),可能导致屋面挠度超标。
2. 轻微偏差的处理
调整檩条位置:
若檩条尚未与屋面梁固定(仅临时搁置),用撬棍撬动檩条至设计位置,重新用螺栓固定(螺栓拧紧扭矩符合规范,如 M12 螺栓为 40-50N・m);
若已固定但螺栓孔有间隙(如钻孔直径比螺栓大 2mm),松开螺栓,在偏差侧的檩条底部垫入薄钢板(厚度 3-5mm),调整至间距合格后重新紧固。
屋面彩板适配调整:
若檩条间距偏差导致彩板搭接长度不足(<100mm),在搭接处增加自攻螺钉(每波峰 1 颗,间距≤300mm),或裁剪彩板时加长搭接段(确保实际搭接≥150mm);
对暗扣式彩板,若间距偏差影响扣件安装,更换加长型扣件(长度比标准件增加 20-30mm),确保与檩条连接。
3. 严重偏差的处理
增加辅助檩条:
对间距过大区域(如设计 2m,实际 2.2m),在两根檩条中间增设一根辅助檩条(规格与原檩条一致),两端与屋面梁焊接(焊脚高度≥6mm)或用螺栓固定(需在梁上补钻孔,孔径比螺栓大 1mm);
辅助檩条安装后,需检测挠度(在 1.0kN/m 荷载下,挠度≤L/200,L 为檩条跨度),确保与原檩条受力协调。
调整檩条固定节点:
若檩条与屋面梁的连接螺栓孔位置偏差过大(>10mm),在梁上重新钻孔(新孔与原孔距离≥3d,d 为螺栓直径),并采用高强螺栓连接(等级≥8.8 级);
对焊接固定的檩条(如直接焊在屋面梁翼缘),若间距偏差过大,割除原焊点(用角磨机打磨平整),重新定位后焊接(双面角焊,焊脚高度≥5mm),焊接后做防腐处理(涂刷防锈漆和面漆)。