圆管柱钢结构制作通用工艺

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

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目录

1、主体内容与适用范围

2、编制依据.........................................................

3、材料的要求和选用.................................................

4、制作工艺要领.....................................................

4.1 钢管柱的制作流程...............................................

4.2 圆管柱钢结构制作重点和技术难点.................................

4.3 各工序加工要领.................................................

4.3.1 放样.........................................................

4.3.2 下料.........................................................

外部零件的装配.....................................................

4.3.4 螺栓孔质量要求...............................................

4.3.5 摩擦面质量要求...............................................

焊接 ..............................................................

4.3.7 圆管柱的成品检查.............................................

4.3.8 栓钉焊接.....................................................

4.3.9 涂装.........................................................

构件标识 ............................................................

构件贮存、运输.....................................................

1、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》 JGJ99-98

2）《建筑钢结构焊接技术规程》 JGJ81-2002

3）《钢结构工程施工质量验收规范》 GB50205-2001

4）《结构用无缝钢管》 GB8162-1999

5）《直缝电焊钢管》 GB11345-89

6）《低合金钢焊条》 GB5118-95

7）《碳钢焊条》 GB5117-95

8）《熔化焊用钢丝》 GB/T14957-94

9）《气体保护焊用钢丝》 GB/Y14958-94

10）《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级法》 GB11345-91

11）《钢结构设计规范》 GB50017-2003

12）《碳素结构钢》 GB700-88

13）《低合金高强度结构钢》 GB/T1591-94

14）《厚度方向性能钢板》 GB5313-85

3、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

(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

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纸和工艺要求执行，无要求时按照下表选用：

(2)焊接材料烘干温度表：表4

3.1.6油漆材料：具体见每个具体工程的《工艺要领书》。4

4.1

图1

4.2.圆管柱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

(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：

4.3.2 下料

(1) 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

机械切割下料的允许偏差符合下表：表8 单位：mm

(8) 坡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

相同管壁的主管对接示意图

不同管壁的主管对接示意图

(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12置；

344.3.3.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

4.3.4 螺栓孔质量要求

(2)高强螺栓孔孔距允许偏差应符合下表（表12）的规定。

(3)高强度螺栓孔孔壁表面粗糙度Ra不应大于25μm，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

(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

4.3.6.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外观质量：

表15 构件焊缝外观质量要求

表16 全熔透焊缝焊脚尺寸允许偏差

表17 角焊缝及部分熔透的角接与对接组合焊缝偏差

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

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。

(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90o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

图4c

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。

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