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焊接变形方面有关论文范文参考文献,与高层钢框架结构施工工艺与焊接变形相关论文查重软件
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【摘 要】针对目前高层钢框架结构的施工焊接过程中的问题,本论文对高层钢框架结构的施工焊接工艺进行了分析探讨,首先分析了钢框架结构施工特点及其焊接变形特点,在此基础上详细分析了焊接变形的成因,给出了若干具体的焊接变形矫正控制措施,对于进一步提高高层钢框架结构的焊接施工工艺应用水平具有一定借鉴指导意义.
【关 键 词】高层钢框架结构；施工工艺；焊接变形
1引言
高层结构的行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》虽然已经颁布,但在我国,真正意义上的纯钢结构高层建筑采用的仍较少,普遍采用的是钢框架-混凝土核心筒结构,虽然其具有造价低、用钢省等优点,但其应用范围和技术上还有待进一步研究和完善.而且我国的建筑钢材存在很大不足,在品种、规格和质量水平上和发达国家还有较大差距.在高层钢框架结构施工领域,技术水平高、管理能力强的建筑企业很少,钢框架结构施工成套技术尚处于完善阶段.为此,有必要加强对高层框架结构的施工工艺及其焊接变形方面的探讨,这也是本论文的研究出发点.
2高层钢框架结构施工工艺及其变形分析
2.1钢框架结构施工特点分析
钢框架结构施工技术,主要包括钢柱、钢梁、楼梯的吊装、测量校正、连接、压型钢板的铺设等工序,但在钢结构施工的同时往往要穿插土建、机电等部分的施工.钢框架结构的施工必须要与土建等其它单位进行密切配合,做到统筹兼顾,才能高效、高质地完成施工任务.其主要特点有：
2.1.1测量、定位、放线精度要求高.测量、定位、放线是贯穿制作和安装阶段的控制重点.在高层钢框架结构安装中,由于体型大,误差积累将非常显著,柱子或其它构件微小的偏移会造成上部很大的变位,极大地改变结构的受力,影响设计效果,甚至产生工程事故.
2.1.2钢框架结构安装中,由于钢材热胀冷缩现象突出,天气、温度等条件影响大,温度变化会对安装精度产生较大影响.特别是在钢构件连接中,焊接和螺栓连接受天气、温度影响更大.在焊接技术规程中规定,自然条件不能满足焊接环境要求时,要采取人工措施给焊接创造条件,比如焊条的预热、钢板的预热加温等.
2.1.3钢结构安装对起重、运输等机械的性能要求高.由于钢构件重量大、体型大,高层钢框架结构安装中高空作业多,对吊装过程中的技术要求高,吊装中不同工况条件下的施工荷载必须同其自身设计承载力相吻合,钢构件在运输、堆放、起吊、就位及安装过程中,要按事先模拟设计的条件进行.
2.1.4由于钢材的特点,决定了钢框架结构要求防腐、防火严格.
2.1.5高层钢框架结构安装工程量大,构件多,现场往往必须设置临时堆放场地及相应的中转堆场才能满足安装需要.
2.2钢框架焊接变形分析
2.2.1钢结构变形类型
钢结构变形类型,可分为总体变形和局部变形两类.总体变形是指整个结构的外形和尺寸发生变化,局部变形是指结构构件在局部区域出现变形.二者可能单独出现,但更多地是组合出现.它们都会影响结构的诸多方面,如外观、刚度和稳定性等,降低承载力,危及结构安全.
2.2.2钢结构变形原因
钢材的初始变形；加工制作中的变形；运输及安装过程中产生的变形；使用过程中产生的变形等.
2.2.3变形控制方法
传统的经验方法是制定合理的吊装、焊接方案等,如采用先内而外的吊装顺序、对称焊接等,在测量控制上预留变形等,这种笼统地控制方法在一定条件下可以取得较好的效果,但遇到复杂、多变的条件,效果有限.
焊接变形是高层钢结构框架变形的主要构成因素,但相关的论文分析也多以静态、局部的分析为主,如针对于某个焊接面或焊接构件的分析,针对建筑钢框架结构焊接变形的整体分析方法尚未出现.
3高层钢框架结构焊接施工工艺及其变形矫正探讨
3.1焊接变形原因分析
钢结构&
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焊接变形产生的主要原因是由于焊接过程中对焊件进行了局部的不均匀加热,以及随后的不均匀冷却作用和结构本身或外加的刚性拘束作用,通过力、温度和组织等因素的变化,从而在焊接接头区产生不均匀的收缩变形,焊缝的纵向和横向缩短是引起各种复杂变形的根本原因.
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3.1.1结构刚度
刚度就是结构抵抗拉伸和弯曲变形的能力,它主要取决于结构的截面形状及其尺寸大小.如桁架的纵向变形,主要取决于横截面面积和弦杆截面的尺寸；再如工字型、丁字型或其它形状截面的弯曲变形,主要取决于截面的抗弯刚度.
3.1.2焊缝位置和数量
在钢结构刚性不大时,焊缝在结构中对称布置,施焊程序合理,则只产生线性缩短；当焊缝布置不对称时,则还会产生弯曲变形；焊缝截面重心与接头截面重心在同一位置上时,只要施焊程序合理,则只产生线性缩短；当焊缝截面重心偏离接头截面重心时,则还会产生角变形.
3.1.3焊接工艺
焊接电流大,焊条直径粗,焊接速度慢,都会造成焊接变形大；自动焊接的变形较小,但焊接厚钢板时,自动焊比手工焊的焊接变形稍大；多层焊时,第一层焊缝收缩量最大,第二、三层焊缝的收缩量则分别为第一层的20%和5%～10%,层数越多焊接变形也越大；断续焊缝比连续焊缝的收缩量小；对接焊缝的横向收缩比纵向收缩大2倍～4倍；焊接次序不当或未先焊好分部构件,然后总拼装焊接,都易产生较大的焊接变形.所以在施工时要制定合理的焊接工艺措施.
3.2焊接变形矫正措施探讨
3.2.1焊接工艺措施
焊接施工时,应选择合适的焊接电流、速度、方向、顺序,以减少变形.焊接金属构件时,应先焊短,后焊长；先焊立,后焊平；先焊对接缝,再焊搭接缝,应从中间到两边,从里到外焊接.集中的焊缝应采用跳焊法,长焊缝采用分段退步焊和对称焊接法.
3.3.2机械矫正法
机械矫正法是利用机械力的作用,以矫正焊接变形,常采用撑直机、压力机、千斤顶及各种小型机具顶压矫正构件变形.矫正时,将构件变形部位放在两支撑之间,对准构件凸出部位缓慢施力,即可矫正变形.
3.3.3火焰矫正法
采用火焰矫正的原理与焊接变形的原理相同,只是反其道而用之,通过给金属输入热量,使金属达到塑性状态,从而产生变形,构件被局部加热后,依靠加热区的膨胀与收缩差,使构件按照预定的方向发生变形,从而达到矫正的目的.
3.3.4刚性固定法
焊接时在平台上或在重叠的构件上设置夹具固定构件,增加刚性后,再进行焊接,这样焊接中的加热和冷却的收缩变形,被固定夹具等外力所限制,但这种方法只适应塑性较好的低碳结构钢和低合金结构钢,不适应中碳钢和可焊性更差的钢材,因为焊接应力常使焊件产生裂纹.
4结语
高层钢框架结构施工工艺与焊接变形分析的影响因素多而且具有较强的模糊性和不确定性,本论文重点对高层钢框架结构的焊接施工工艺进行了分析研究,详细探讨了焊接变形的原因及其矫正措施,对于进一步提高钢材钢框架结构的施工工艺水平具有较好的理论指导时间.
参考文献：
[1]日本.渡边帮夫等著.钢结构设计与施工[M].北京:中国建筑工业出版社,2000.
[2]曾乐.现代焊接技术手册[M].上海:上海科技出版社,1993.
[3]王建华,魏良武.焊接变形和残余应力预测理论的发展及应用前景[J].焊接,2001,(9):39-40.
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