圆管柱钢结构制作通用工艺010教材.docx

1、圆管柱钢结构制作通用工艺010教材钢结构作业文件 文件编号：WYZG-010 版本号/修改次数：A/2圆管柱制作通用工艺受控状态：受控本发放序号： 编写审核批准 发布日期: 实施日期： 目 录1、 主体内容与适用范围 32、 编制依据 33、 材料的要求和选用 34、 制作工艺要领 74.1 钢管柱的制作流程 74.2 圆管柱钢结构制作重点和技术难点 74.3 各工序加工要领 84.3.1 放样 84.3.2 下料 84.3.3. 外部零件的装配 104.3.4 螺栓孔质量要求 114.3.5 摩擦面质量要求 124.3.6. 焊接 134.3.7 圆管柱的成品检查 154.3.8 栓钉焊接

2、164.3.9 涂装 164.3.10 构件标识 174.3.11 构件贮存、运输 171、主体内容与适用范围1.1 主体内容: 圆管柱的一般制作流程。1.2 适用范围：建筑钢结构中圆管柱的制作。2、编制依据1） 高层民用建筑钢结构技术规程 JGJ99-982） 建筑钢结构焊接技术规程 JGJ81-20023） 钢结构工程施工质量验收规范 GB50205-20014） 结构用无缝钢管 GB8162-19995） 直缝电焊钢管 GB11345-896） 低合金钢焊条 GB5118-957） 碳钢焊条 GB5117-958） 熔化焊用钢丝 GB/T14957-949） 气体保护焊用钢丝 GB/Y1

3、4958-9410） 钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法 GB11345-9111） 钢结构设计规范 GB50017-200312） 碳素结构钢 GB700-8813） 低合金高强度结构钢 GB/T1591-9414） 厚度方向性能钢板 GB5313-853、材料的要求和选用3.1 原材料的选用及其适用标准3.1.1钢管(1) 圆管柱钢材主要采用Q235B和Q345B，其质量标准应符合现行国家标准碳素结构钢（GB700-88）及低合金高强度结构钢（GB/T1591-94）的要求。其力学性能及碳、硫、磷、锰、硅含量的合格保证必须分别符合标准结构用无缝钢管（GB8162-1999）或直缝电焊

4、钢管GB11345-89。(2)结构用无缝钢管的弯曲度、外径和壁厚等的允许偏差应符合表1的规定。表1 无缝钢管弯曲度、外径和壁厚的允许偏差钢管种类钢管尺寸mm允许偏差普通级高级热轧(挤压扩)管外径D500.50mm0.40mm501%0.75%壁厚s412.5%(最小值为0.40mm)10%(最小值为0.30mm)420+15%-12.5%10%2012.5%10%冷拨(轧)管外径D6100.20mm0.10mm10300.40mm0.20mm30500.45mm0.25mm501%0.5%壁厚s10.15mm0.12mm13+15%-10%10%3+12.5%-10%10%弯曲度壁厚15mm

5、不应大于 1.5mm/m壁厚1530mm不应大于 2.0mm/m壁厚30mm或外径351mm不应大于 3.0mm/m注：对外径大于351mm的热扩管，壁厚允许偏差为18% (3)直缝电焊钢管外径和壁厚的允许偏差应符合表2的规定。表2 直缝电焊钢管外径和壁厚的允许偏差钢管尺寸mm允许偏差（mm）高精度较高精度普通精度外径D5200.100.200.3021300.100.250.5031400.100.300.5041500.100.350.5051323.90.100.8%1.0%323.90.100.8%1.0%壁厚s0.50+0.03-0.050.060.100.60+0.04-0.070

6、.070.800.081.0+0.05-0.090.0910%1.20.111.4+0.06-0.110.121.50.131.6+0.07-0.130.141.82.00.152.20.162.5+0.08-0.160.172.80.183.03.2+0.10-0.200.203.53.80.224.04.25.5-8%5.5-10%15%3.1.2 钢板及型钢(1) 其力学性能及碳、硫、磷、锰、硅含量的合格保证必须分别符合标准碳素结构钢（GB700-88）和低合金高强度结构钢（GB/T1591-94），其强屈比不得小于1.2，伸长率应大于20%，有良好的可焊性及明显的屈服台阶，钢材的屈服点

7、不宜超过其标准值10%。(2) 板厚大于或等于40mm时，为防止层状撕裂，要求板厚方向断面收缩率不小于国家标准厚度方向性能钢板（GB5313-85）中的Z15级规定的容许值。3.1.3 高强度螺栓大六角头高强度螺栓及其螺母、垫圈的制作及技术条件应分别符合国家标准GB1228-91、GB1229-91、GB1230-91、GB/T1231-91的规定。3.1.4 普通螺栓(1) C级螺栓，其性能等级应符合图纸的要求。(2) 普通螺栓及其螺母、垫圈的制作应分别符合国家标准GB5780-86、GB41-86、GB95-86的有关规定。3.1.5 焊接材料(1)焊接材料选用，当图纸和工艺有要求时按照图

8、纸和工艺要求执行，无要求时按照下表选用：表3焊接方法材质焊材牌号焊接位置手工电弧焊Q345E5015/E5016定位焊 对接 角接Q235E4303/E4315埋弧自动焊Q345H08MnA + SJ101对接 角接Q235H08A+ SJ101CO2气体保护焊Q235、Q345ER50-6定位焊 对接 角接(2)焊接材料烘干温度表：表4焊接材料牌号使用前烘焙条件使用前存放条件焊条E5016/E5015350-380；2h100-150焊剂 SJ101300-350；1h100-1503.1.6油漆材料：具体见每个具体工程的工艺要领书。4、制作工艺要领4.1 钢管柱的制作流程图14.2.圆管柱

9、制作重点和技术难点4.2.1钢管外形尺寸直接影响构件整体的尺寸，部分钢管椭圆度过大，造成节点板的制作和安装精度不准。4.2.2 钢管柱多为空间立体尺寸，放样精度要求较高，组立困难。4.2.3 节点制孔钢结构的零件钻孔采用数控平面钻或摇臂钻，为了确保钻孔精度和质量，采用模钻时均须放样划线划出基准轴线和孔中心，采用数控钻的首次加工品均需检验合格后才能批量钻孔，零件、部件、构件钻孔后均需检验合格才准转入其它工序。4.2.4 圆管柱的焊接自动化程度较低，尤其是牛腿组立时，为全位置焊接，对焊工的要求较高。4.2.5 焊接顺序和焊接余量的控制：由于焊接变形会影响构件的整体精度尺寸，焊接过程中应制定合理的焊

10、接顺序和焊接方法。4.3 各工序加工要领4.3.1放样(1)放样基本要求所有构件应按照施工详图及制造工艺的要求，进行手工1：1放大样或计算机的模拟放样，核定所有构件的几何尺寸。放样检验合格后，按工艺要求制作必要的角度、槽口、制作样板和胎架样板。样板的允许偏差(mm)如下表：表5项目平行线距离和分段尺寸对角线差宽度长度孔距样板角度允许偏差0.51.00.50.520(2)构件收缩余量的要求构件收缩余量，当图纸和工艺文件有要求时按要求执行，没有要求时按下表执行： 表6 板厚mm每个对接缝收缩余量mm每个节点的收缩量mm每个环缝接口收缩量mm161.531.0162.521.54.3.2 下料(1)

11、 钢管件应采用管子切割机锯床下料、半自动切割，钢管两端坡口角度按工艺要求； (2)对主管原则上长度定尺采购，下料时放焊接收缩余量30-50mm；(3)圆管内侧节点板下料时应比圆管直径小3-5mm，便于节点板的组装。下料后，必须立即对构件或杆件进行检验，当钢管不平直及有局部凹陷时，应对钢管进行矫正； (4)对于较大牛腿在下料、放样时，为节省原材料和安装方便，应将节点板分段下料。分段准则：一是便于下道工序识别、组对；二是牛腿组拼后没有焊缝重合现象。 (5) 钢管应事先排料，钢管柱分段弦杆应以钢管最大利用长度对接，钢管的最小对接长度不应小于2倍的管直径且不应小于800mm。对接位置应错开节点位置不小

12、于200mm的距离。当钢管柱本体采用直缝焊接管时，管材对接处的直焊缝也应错开200mm以上。(6)节点钢板的切割，应根据放样套料图及数控切割下料图，分别用数控自动切割、半自动切割或剪板机下料。不允许手工切割，节点坡口加工应采用半自动切割或管子坡口机进行切割。(7) 下料的公差要求气割下料采用自动切割、半自动切割，气割下料的允许偏差(mm)应符合下表：表7项目零件宽度、长度切割面平面度割纹深度局部缺口深度允许偏差3.00.05t,且不大于2.00.31.0注：t为切割面厚度机械切割下料的允许偏差符合下表：表8 单位：mm项目零件宽度、长度边缘缺棱型钢端部垂直度允许偏差3.01.02.0(8) 坡

13、口加工应采用自动切割、半自动切割、坡口机、刨边机等方法，允许偏差符合下表：表9 单位：mm项目切割面平面度割纹深度局部缺口深度坡口角度偏差反坡口钝边偏差切割面直线度表面清洁度允许偏差0.05t且不大于2.00.31.0（但要求平滑过渡）50不允许1400米之内小于2，且不大于4无挂瘤、渣、氧化皮、铁锈、水、油等一切杂物(9)钢管的对接钢管与钢管之间的对接，内设衬管，在胎架上进行，具体形状尺寸如下图：图2对接接头焊接时，应注意的事项:1）应尽量采用半自动埋弧焊机焊接；2）焊接时尽量在滚轮架上进行，焊接过程中管子滚动，焊接位置应处于将近水平位置；3）焊接时起弧位置和收弧位置不能在同一处，各层之间应

14、错开不小于50mm的距离；4）焊接时应填满弧坑，不能出现起弧和收弧裂纹。4.3.3.外部零件的装配(1) 圆管柱组装时应首先做出钢管的相垂直的两条母线，作为组立时的角度基准。(2)组立时应以柱顶板为基准平面，所有节点定位时均以基准平面为基准进行测量定位，不允许分段累加定位，防止累积误差过大，构件质量不合格。(3)节点板组立时应以钢管中心为基准进行测量，减少圆管椭圆度对牛腿精度的影响。(4)构件组立后的允许偏差值见下表：表10项 目允许偏差（mm）图 例测量工具对接接头底板错位t161.5角尺16t30t/10t303.0对接接头的间隙偏差手工电弧焊0+4.0钢尺、塞尺埋弧自动焊气体保护焊+1.

15、00对接接头的直线度偏差2.0钢尺根部开口间隙偏差（背部加衬板）2.0钢尺、角尺钢管外径偏差见表1、表2钢直尺、塞尺对口错边t/10且不应大于3.0角尺管口圆度D/500且不大于3.0钢尺4.3.4 螺栓孔质量要求(1) 螺栓孔的允许偏差应符合表11的规定（C级螺栓）。项 目允许偏差（mm）直 径0+1.0圆 度0+2.0垂直度0.03t,且应不大于2.0 注：t为钢板厚度(2)高强螺栓孔孔距允许偏差应符合下表（表12）的规定。项目允许偏差(mm)5005001200120030003000同一组内相邻两孔间距离允许偏差(mm)0.7-同一组内任意两孔间距离允许偏差(mm)1.01.2-相邻两

16、组的端孔间距离允许偏差(mm)1.21.52.03.0分组规定：1 在节点中，连接板与一根杆件相连的所有连接孔划为一组。2 在接头处，通用接头半个拼接板上的孔为一组，阶梯接头两接头之间的孔为一组。3 在两相邻节点或接头间的连接孔为一组，但不包括以上两款中所指的孔。4 受弯构件翼缘上每1.0m长度内的孔为一组。(3)高强度螺栓孔孔壁表面粗糙度Ra不应大于25m，孔的允许偏差应符合表13的规定。表13 高强度螺栓孔的允许偏差名称允许偏差(mm)螺栓121620(22)24(27)30孔径13.517.521.5(24)26(30)33圆度（最大和最小直径差）1.01.5中心线倾斜不应大于板厚的3%

17、，且单层板不应大于1.5mm，多层板叠组合不应大于2.0mm(4) 螺栓孔允许偏差值的测量工具采用游标卡尺或孔径量规；螺栓孔孔距允许偏差值的测量工具采用钢尺。(5) 当测量长度大于10m时，要施加5kgf的拉力进行测量，当不足10m时，用手拉紧测量。4.3.5 摩擦面质量要求4.3.5.1 摩擦面加工处理(1) 摩擦面使用抛丸、喷砂法加工处理，处理后表面呈现金属光泽。摩擦面抗滑移系数应符合设计要求，当设计无要求时，应达到Sa2.5的除锈等级。(2) 摩擦面应平整、无油污，孔和板的边缘无飞边、毛刺。4.3.5.2 抗滑移系数试验：(1) 按照钢结构制作批进行抗滑移系数试验，每批制作三组试件，并另

18、备三组试件交安装复验。(2)试件与所代表的钢结构构件为同一材质、同批制作、采用同一摩擦面处理工艺和具有相同的表面状态，并与构件同时移交。(3)试件形式如图3所示，试件钢板的厚度t1、t2根据工程中有代表性的板材厚度来确定，宽度b参照表11规定取值，试件板面应平整，无油污，孔和板的边缘无飞边、毛刺。图3 抗滑移系数拼接试件的形式和尺寸表14 抗滑移试件的宽度取值螺栓直径d162022242730试件板的宽度b1001001051101201204.3.6.焊接焊缝的质量检验包括焊缝的外观检验和焊缝无损探伤检验。焊缝质量要求根据国标GB50205、设计图纸及工艺文件要求而定。4.3.6.1 外观质

19、量：表15 构件焊缝外观质量要求焊缝质量检查 等级项目允许偏差(mm)图 例一级二级三级裂纹不允许不允许不允许 表面气孔不允许不允许每米焊缝长度内允许直径0.4t,且3.0的气孔2个,孔距6倍孔径表面夹渣不允许不允许深0.2t 长0.5t,且20.0咬边不允许0.05t,且0.5t;连续长度100.0,且焊缝两侧咬边总长10%焊缝全长0.1t且1.0,长度不限接头不良不允许缺口深度0.05t,且0.5缺口深度0.1t,且1.0每1000.0焊缝不超过1处根部收缩不允许0.2+0.02t且1.00.2+0.04t且2.0长度不限未焊满不允许0.2+0.02t且1.00.2+0.04t且2.0每1

20、00.0焊缝内缺陷总长25.0焊缝边缘不直度f在任意300mm焊缝长度内2.0在任意300mm焊缝长度内3.0电弧擦伤不允许允许存在个别电弧擦伤弧坑裂纹不允许允许存在个别长度5.0的弧坑裂纹坡口角度5表16 全熔透焊缝焊脚尺寸允许偏差 项 目允许偏差(mm)图 例 腹板翼板对接焊缝余高CB20.0: 03.0B20.0: 04.0B20.0: 04.0B20.0:05.0腹板翼板对接焊缝错边dd0.15t且2.0d0.15t且3.0结合的错位t1t22t1/15且3mmt140mm a_mm+50注:焊脚尺寸hf由设计图纸或工艺文件所规定表17 角焊缝及部分熔透的角接与对接组合焊缝偏差项 目允

21、许偏差(mm)图 例焊脚高度hf偏差hf6时 01.5hf6时 03.0角焊缝余高(C)hf6时 C为01. 5hf6时 C为03.0注:焊脚尺寸hf由设计图纸或工艺文件所规定1、hf8.0mm的角焊缝其局部焊脚尺寸允许低于设计要求值1.0mm,但总长度不得超过焊缝长度10%；2、焊接H型梁腹板与翼板的焊缝两端在其两倍翼板宽度范围内,焊缝的焊脚尺寸不得低于设计值。4.3.6.2 无损检测：设计要求全熔透的焊缝，其内部缺陷的检验应符合下列要求：1一级焊缝应进行100%的检验，其合格等级应为现行国家标准钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法（GB11345）B级检验的II级及II级以上；2二级焊缝应

22、进行抽检，抽检比例应不小于20%，其合格等级应为现行国家标准钢焊缝手工超声波探伤方法及质量分级法（GB11345）B级检验的III级及III级以上；4.3.7圆管柱的成品检查表18 圆管柱的允许偏差值项 目允许偏差（mm）图 例测量工具柱的高度H3.0钢尺铣平面到第一个安装孔的距离1.0柱身弯曲矢高H/1500且不大于5.0钢线钢尺牛腿上表面到柱底距离L1两牛腿上表面之间的距离L42.0钢尺牛腿的长度偏差3.0钢尺各牛腿腹板中线与钢管中心的偏差32.0线锤钢尺各牛腿之间的夹角偏差420样板牛腿孔到柱轴线距离L23.0钢尺牛腿的翘曲、扭曲、侧面偏差L210002.0钢线线锤钢尺L210003.0

23、端部铣平面表面粗糙度0.03检验样板钢管外径偏差参见表1、2管口圆度D/500且不大于3.0钢尺管面对管轴的垂直度D/500且不大于2.0钢直尺塞尺对口错边t/10且不应大于3.0角尺柱脚底板平面度3.0直尺塞尺柱脚螺栓孔对柱轴线的距离a1.5钢尺4.3.8 栓钉焊接(1)栓钉焊接的外观与外形尺寸应符合表19的要求。表19 栓钉焊接的外观与外形尺寸的合格要求外观检验项目合格要求图例焊缝形状360范围内,焊缝高1mm,焊缝宽0.5mm焊缝缺陷无气孔、无夹渣焊缝咬肉咬肉深度0.5mm栓钉焊后高度焊后高度偏差2mm栓钉垂直度3(2)栓钉焊接后应进行弯曲检查，当用锤击焊钉头部，使其弯曲至30时，焊缝和

24、热影响区不得有肉眼可见的裂缝。检查数量不应小于焊钉总数的1%。4.3.9 涂装(1)构件表面除锈等级应符合设计图纸或工艺文件的要求；(2)涂层检查:a. 涂层干燥后外观色泽均匀一致,无干喷漆膜,表面平整光滑、丰满、无流挂、起皱、露底、气泡、针孔、龟裂、脱落和杂物；b. 涂层总厚度应符合设计图纸及有关工艺文件的要求；c. 测定厚度抽查量: 按构件数量的20%进行抽检,被抽检构件每件检测三处；d. 检测点的选取规定: 宽度在150mm以下的构件,每处测3点,点位垂直于边长,点距为结构构件宽度的1/4；宽度在150mm以上的构件,每处测5点,取点中心位置不限,但边点距构件边缘20mm以上,5个检测点

25、分别为边长100mm的正方形四个角和对角线的交点；涂层检测的总平均厚度达到规定厚度的90%为合格；e. 非涂装面与涂装面界线应整齐，界线的直线度为0.5mm，与该面中心线的垂直度为h/500；f. 构件表面无任何杂物和污迹。4.3.10 构件标识(1)在圆管柱两相隔90的母线上距柱上端面及距柱下端面各500mm处作柱中心线标记（中心线标记符号如图4a），在距柱上端面1000mm处作标高线（标高线标记符号如图4b）。详见图C。图4a 图4b 图4c(2)三角形标记为边长50mm的等边三角形,其内部填充颜色为白色。(3)中心线标记及标高线标记中的三角形标记与洋冲眼之间的相对位置关系如图4c：(4)在距柱上端面1200mm处喷上工程名称及构件编号，字体为宋体，字间距为25mm，大小为60x60mm。(5)所有字的颜色均为白色。4.3.11构件贮存、运输(1) 构件必须离地堆放。叠放时，构件层与层之间必须放置垫木，垫木应放置在一条垂直线上，最大高度不宜大于2.2米。(2)运输时使用垫木、钢丝、橡胶等，以保护油漆不受损坏并固定好构件。(3)钢结构摩擦面使用橡胶保护或使用塑料布包裹，加以隔离保护。(4)易变形构件起吊时，应有必要的防变形措施。图C