CN108406231A - 一种绿色建筑型钢桁架的制作工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明提供的一种绿色建筑型钢桁架的制作工艺，在制作中依次具有预处理工序、整榀放样工序、下料靠模工序、制作原始仿形样板工序、复制仿形样板工序、总装工序和涂装、标识工序，先制作原始仿形样板并复制仿形样板，最后总装完成屋架的制作，可有效减小加工中存在的加工误差，并可便于制作多组相同型号的屋架，保持多组屋架制作的一致性，在绿色建筑的构建中具有良好前景。

Description

一种绿色建筑型钢桁架的制作工艺
技术领域
本发明涉及绿色建筑设计构件，特别是绿色建筑钢结构设计技术领域，尤其涉及一种绿色建筑型钢桁架的制作工艺。
背景技术
绿色建筑指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源，包括节能、节地、节水、节材等，保护环境和减少污染，为人们提供健康、舒适和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑物。绿色建筑技术注重低耗、高效、经济、环保、集成与优化，是人与自然、现在与未来之间的利益共享，是可持续发展的建设手段。
绿色建筑要求充分利用阳光，节省能源，为居住者创造一种接近自然的感觉。为了最大限度的利用阳光，减少建筑外墙和屋檐对阳光的遮挡，在设计中，可采用桁架替代普通混凝土结构作为房屋框架主体。桁架是一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。桁架中由杆件主要承受拉力或压力，可以充分发挥材料的作用，节约材料，减轻结构重量。型钢桁架与混凝土结构自重相比更轻，结构自重的降低，减少了结构设计内力，塑性和柔韧性好，结构稳定性高，可有效适用于绿色建筑。
目前型钢桁架在制作过程中，一般通过放样、下料、构件组装、焊接等工序完成制作。桁架根据放样进行管材切割下料并焊接组装。在制作多组相同型钢桁架过程中，由于加工误差的存在，型钢桁架与施工图纸之间也可能存在误差，多组型钢桁架分别根据施工图纸放样下料，加工过程繁琐，多组型钢桁架之间并不能保持各项参数的一致性，影响最终加工效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术之不足，本发明提供一种可有效提高加工精度，减小加工误差，方便制作多组同型号型钢桁架，的一种绿色建筑型钢桁架的制作工艺。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种绿色建筑型钢桁架的制作工艺，采用功能组件、节点板和由型钢制作的弦杆与腹杆制作整体屋架，所述的功能组件包括檩托组件、支承组件、连接组件和基座组件，弦杆包括上弦、下弦，包括如下工艺流程：
A、预处理工序：原材料定尺采购并对原材料表面进行预处理；
B、整榀放样工序：铺设整平胎膜并对原始胎膜的控制点进行水平仪侧平，而后根据施工图纸将屋架放线进行1:1整榀放样；
C、下料靠模工序：根据整榀放样进行杆件下料和部分杆件接长，而后根据整榀放样的轮廓进行轮廓靠模固定；
D、制作原始仿形样板工序：根据轮廓靠模，使用节点板、上弦、下弦及腹杆和加劲填板制作原始仿形样板；
E、复制仿形样板工序：将原始仿形样板垫平；在原始仿形样板的所有节点板、加劲填板上，放置相同的节点板、加劲填板，并将弦杆肢背侧边缘对齐点焊；将弦杆、腹杆依次定位并点焊牢固；
F、总装工序：打开原始仿形样板与复制仿形样板节点板上的临时焊点，将复制仿形样板翻转，清理突出的临时焊点，移至相邻平台并垫平；定位、夹紧弦杆并点焊牢固；定位、夹紧腹杆并点焊牢固；
G、制作并安装功能组件工序：在屋架上安装檩托组件、支承组件、连接组件和基座组件；
H、涂装、标识工序：端头下弦第一节间中部喷涂公司名称、工程名称和构件编号。
在预处理工序中，原材料表面预处理中除锈等级不低于Sa2和St2。喷射或抛射除锈，用Sa表示，Sa2级为彻底的喷砂除锈，表面应无可见的油脂、污物、氧化皮、铁锈、油漆涂层和杂质基本清除，残留物应附着牢固。动力工具和手工除锈，用St表示，St2彻底手工和动力工具除锈，钢材表面没有可见油脂和污垢，没有附着不牢的氧化皮、铁锈或油漆涂层等附着物。
进一步的，整榀放样工序中，整榀放样包括如下放线步骤：
B1：用墨线弹出直线作为下弦基准线，在基准线的1/2处用钢尺与墨线做出基准垂线，由中心向左右分别推出屋架全长(设计长度+焊接收缩)及端头基准垂线，
B2：取下弦基准线与垂线基准线的交点作为基准点，向垂直基准线方向抬高设计拱度，并设定基准起拱点，
B3：确定屋架中心高度及端头高度，
B4：根据上述已知屋架的几何线，引测所有几何汇交点，并进行连线，形成完整的屋架几何形心线，
B5：由完整的屋架几何形心线，画出屋架的上弦、下弦、腹杆的轮廓，
B6：根据图纸要求画出所有节点板的轮廓线及各功能组件的定位线。
在下料靠模工序中，轮廓靠模固定后，利用角钢的直角特性，在弦杆和腹杆紧靠肢背侧轮廓线上均匀分布并点焊牢固角钢，肢间与角钢之间预留供楔子塞紧的距离。
在制作原始仿形样板工序中，将节点板、上弦、下弦及腹杆依次根据角钢位置就位并在下料靠模工序中预留距离处用楔子塞紧固定，将节点板与弦杆夹紧并点焊牢固；将节点板与腹杆夹紧并点焊牢固；将屋架加固点焊后打掉楔子，起胎、翻转，定位加劲填板，完成原始仿形样板。原始仿形样板不作焊接处理。
在复制仿形样板工序中，角钢平面互相对齐且长短对应，复制仿形样板与原始仿形样板尺寸一致。
制作并安装功能组件工序中檩托组件、支承组件的安装由复制仿形样板上的檩托组件、支承组件定位线作为安装基准线。
进一步的，基座组件包括端头基座、基座连接板和端头基座相关杆件，基座组件安装包括如下安装步骤：绘制端头基座相关杆件，并交汇于一点；画出包括基座连接板的基座轮廓线；将端头基座插入屋架弦杆中，根据基座轮廓线定位基座；安装端头基座相关杆件。
连接组件包括共用连接板组件，所述共用连接板组件包括共用连接板、共用连接板相关杆件，所述共用连接板组件具有如下安装步骤：绘制连接板相关杆件形心线，并交汇于一点；画出连接板组件轮廓线；采用组合安装模将共用连接板定位；将共用连接板组件插入屋架弦杆中并根据轮廓线定位；安装连接板相关杆件。
相应的，组合安装模为两端分别连接共用连接板的标准靠模。标准靠模两端分别开有连接孔，所述共用连接板分别通过两端的连接孔与标准靠模插接螺栓固定，完成连接组件的定位。
制作过程中，在整榀放样之后，先制作原始仿形样板，而后在原始仿形样板基础上复制仿形样板再对复制仿形样板进行添加各项弦杆和功能组件总装完成整体屋架，保证制作完成的整体屋架与原始仿形样板一致。如需制作多个相同的屋架，则可再利用原始仿形样板，在原始仿形样板基础上继续制作相同的复制仿形样板并填充完成屋架制作。在此过程中，屋架制作采用相同原始仿形样板进行起胎、翻转，可使后续复制仿形样板制作的屋架保持一致，有利于减小加工误差，保持屋架制作的一致性。
本发明的有益效果是，本发明提供的一种绿色建筑型钢桁架的制作工艺，先制作原始仿形样板和复制仿形样板，再总装完成屋架制作，可有效减小加工中存在的加工误差，并可便于制作多组相同型号的屋架，保持多组屋架制作的一致性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明最优实施例的工艺流程图。
图2是本发明最优实施例中放线的流程示意图。
图3是本发明最优实施例中总装过程及端头基座安装的流程示意图。
图中1、轴线 2、中心线 3、下弦形心线 4、起拱点 5、腹杆交汇点 6、上弦起拱形心线 7、下弦起拱形心线 8、完整的屋架几何形心线 9、连接板定位安装 10、弦杆定位安装11、竖向腹杆定位安装 12、斜腹杆定位安装 13、填板定位安装 14、基座定位安装。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1至3所示一种绿色建筑型钢桁架的制作工艺，是本发明最优实施例，采用功能组件、节点板和由型钢制作的弦杆与腹杆制作整体屋架。功能组件包括檩托组件、支承组件、连接组件和基座组件，弦杆包括上弦、下弦。
本发明提供的型钢桁架的制作工艺包括如下工艺流程：
A、预处理工序：原材料定尺采购并对原材料表面进行预处理。
采购回的符合标准的原材料，首先需进行预处理。在预处理工序中，原材料表面预处理中除锈等级不低于Sa2和St2。Sa表示喷射或抛射除锈，Sa2为彻底的喷砂除锈，表面应无可见的油脂、污物、氧化皮、铁锈、油漆涂层和杂质基本清除，残留物应附着牢固。St表示动力工具和手工除锈，St2为彻底手工和动力工具除锈，钢材表面没有可见油脂和污垢，没有附着不牢的氧化皮、铁锈或油漆涂层等附着物。
B、整榀放样工序：铺设整平胎膜，胎膜必须平整并满足整体屋架要求，需原始胎膜的控制点进行水平仪侧平，而后根据施工图纸将屋架放线进行整榀放样。
屋架放线具有如下工序：
B1：用墨线弹出直线作为下弦基准线(下弦形心线3)，在基准线的1/2处用钢尺与墨线做出基准垂线(中心线2)，由中心向左右分别推出屋架全长(设计长度+焊接收缩)及端头基准垂线(轴线1)，
B2：取下弦基准线与垂线基准线的交点作为基准点，向垂直基准线方向抬高设计拱度，并设定基准起拱点4，
B3：确定屋架中心高度及端头高度，
B4：根据上述已知屋架的几何线，引测所有几何汇交点，并进行连线，形成完整的屋架几何形心线8(包括腹杆交汇点5、上弦起拱形心线6、下弦起拱形心线7和腹杆形心线)，
B5：由完整的屋架几何形心线8，画出屋架的上弦、下弦、腹杆的轮廓，
B6：根据图纸要求画出所有节点板的轮廓线及各功能组件的定位线。
C、下料靠模工序：根据整榀放样进行杆件下料和部分杆件接长，而后根据整榀放样的轮廓进行轮廓靠模固定。在下料靠模工序中，轮廓靠模固定后，利用角钢的直角特性，在弦杆和腹杆紧靠肢背侧轮廓线上均匀分布并点焊牢固角钢，肢间与角钢之间则可预留供楔子塞紧的距离。
D、制作原始仿形样板工序：根据轮廓靠模，使用节点板、上弦、下弦及腹杆和加劲填板制作原始仿形样板。在制作原始仿形样板工序中，将节点板、上弦、下弦及腹杆依次根据角钢位置就位并在下料靠模工序中预留距离处用楔子塞紧固定，将节点板与弦杆夹紧并点焊牢固；将节点板与腹杆夹紧并点焊牢固；将屋架加固点焊后打掉楔子，起胎、翻转，定位加劲填板，完成原始仿形样板。原始仿形样板不作焊接处理。
E、复制仿形样板工序：将原始仿形样板垫平；在原始仿形样板的所有节点板、加劲填板上，放置相同的节点板、加劲填板，并将弦杆肢背侧边缘对齐点焊；将弦杆、腹杆依次定位并点焊牢固；在复制仿形样板工序中，角钢平面互相对齐且长短对应，复制仿形样板与原始仿形样板尺寸一致。
F、总装工序：打开原始仿形样板与复制仿形样板节点板上的临时焊点，将复制仿形样板翻转，清理突出的临时焊点，移至相邻平台并垫平；定位、夹紧弦杆并点焊牢固；定位、夹紧腹杆并点焊牢固。按序分别进行连接板定位安装9、弦杆定位安装10、竖向腹杆定位安装11、斜腹杆定位安装12、填板定位安装13。
焊接过程中，焊接可采用平焊，焊接顺序为先下弦，后上弦(从中间向两端)，在腹杆(先直后斜，从中间向两边)分别焊接，原始仿形样板不作焊接处理。
G、制作并安装功能组件工序：在屋架上安装檩托组件、支承组件、连接组件和基座组件。檩托组件、支承组件的安装由复制仿形样板上的檩托组件、支承组件定位线作为安装基准线。檩托组件、支承组件、连接组件和基座组件必须先做成组件，最后参与装配。
其中，基座组件包括端头基座、基座连接板和端头基座相关杆件，所述基座组件安装14包括如下安装步骤：绘制端头基座相关杆件，并交汇于一点；画出包括基座连接板的基座轮廓线；将端头基座插入屋架弦杆中，根据基座轮廓线定位基座；安装端头基座相关杆件。
连接组件包括共用连接板组件，所述共用连接板组件包括共用连接板、共用连接板相关杆件。在连接共用连接板时，采用两端分别连接共用连接板的标准靠模的组合安装模。标准靠模两端分别开有连接孔，所述共用连接板分别通过两端的连接孔与标准靠模插接螺栓固定，完成连接组件的定位。
共用连接板组件具有如下安装步骤：绘制连接板相关杆件形心线，并交汇于一点；画出连接板组件轮廓线；采用组合安装模将共用连接板定位；将共用连接板组件插入屋架弦杆中并根据轮廓线定位；安装连接板相关杆件。
H、涂装、标识工序：端头下弦第一节间中部喷涂公司名称、工程名称和构件编号，完成整体屋架的制作。
制作过程中，在整榀放样之后，首先制作原始仿形样板，而后在原始仿形样板基础上复制仿形样板再对复制仿形样板进行添加各项弦杆和功能组件总装完成整体屋架，保证制作完成的整体屋架与原始仿形样板一致，减小加工中产生的加工误差。
当需要制作多个相同规格的屋架时，则可重复E至G工序，多次利用原始仿形样板，在原始仿形样板基础上多次制作相同的复制仿形样板并填充完成屋架制作。
在此过程中，屋架制作采用相同原始仿形样板进行起胎、翻转，可使后续复制仿形样板制作的屋架保持一致，有利于减小加工误差，保持屋架制作的一致性。
相对于传统的制作桁架时，直接根据放样进行下料和焊接组装的工艺，采用上述制作工艺制作型钢桁架，可充分利用型钢和角钢的直角特性，方便制作原始仿形样板并根据原始仿形样板起胎翻转制作复制仿形样板。在原始仿形样板不被损坏前，可多次以原始仿形样板为基准多次制作复制仿形样板，保持复制仿形样板的一致性，减小加工同规格型钢桁架中可能存在的误差，在绿色建筑的构建中具有良好前景。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种绿色建筑型钢桁架的制作工艺，采用功能组件、节点板和由型钢制作的弦杆与腹杆制作整体屋架，所述的功能组件包括檩托组件、支承组件、连接组件和基座组件，弦杆包括上弦、下弦，其特征在于：包括如下工艺流程：
A、预处理工序：原材料定尺采购并对原材料表面进行预处理；
B、整榀放样工序：铺设整平胎膜并对原始胎膜的控制点进行水平仪侧平，而后根据施工图纸将屋架放线进行1：1整榀放样；
C、下料靠模工序：根据整榀放样进行杆件下料和部分杆件接长，而后根据整榀放样的轮廓进行轮廓靠模固定；
D、制作原始仿形样板工序：根据轮廓靠模，使用节点板、上弦、下弦及腹杆和加劲填板制作原始仿形样板；
E、复制仿形样板工序：将原始仿形样板垫平；在原始仿形样板的所有节点板、加劲填板上，放置相同的节点板、加劲填板，并将弦杆肢背侧边缘对齐点焊；将弦杆、腹杆依次定位并点焊牢固；
F、总装工序：打开原始仿形样板与复制仿形样板节点板上的临时焊点，将复制仿形样板翻转，清理突出的临时焊点，移至相邻平台并垫平；定位、夹紧弦杆并点焊牢固；定位、夹紧腹杆并点焊牢固；
G、制作并安装功能组件工序：在屋架上安装檩托组件、支承组件、连接组件和基座组件；
H、涂装、标识工序：端头下弦第一节间中部喷涂公司名称、工程名称和构件编号。
2.如权利要求1所述的一种绿色建筑型钢桁架的制作工艺，其特征在于：所述预处理工序中原材料表面预处理中除锈等级不低于Sa2和St2。
3.如权利要求1所述的一种绿色建筑型钢桁架的制作工艺，其特征在于：所述整榀放样包括如下放线步骤：
B1：用墨线弹出直线作为下弦基准线，在基准线的1/2处用钢尺与墨线做出基准垂线，由中心向左右分别推出屋架全长(设计长度+焊接收缩)及端头基准垂线，
B2：取下弦基准线与垂线基准线的交点作为基准点，向垂直基准线方向抬高设计拱度，并设定基准起拱点，
B3：确定屋架中心高度及端头高度，
B4：根据上述已知屋架的几何线，引测所有几何汇交点，并进行连线，形成完整的屋架几何形心线，
B5：由完整的屋架几何形心线，画出屋架的上弦、下弦、腹杆的轮廓，
B6：根据图纸要求画出所有节点板的轮廓线及各功能组件的定位线。
4.如权利要求1所述的一种绿色建筑型钢桁架的制作工艺，其特征在于：下料靠模工序中，轮廓靠模固定后，在弦杆和腹杆紧靠肢背侧轮廓线上均匀分布并点焊牢固角钢，肢间与角钢之间预留供楔子塞紧的距离。
5.如权利要求4所述的一种绿色建筑型钢桁架的制作工艺，其特征在于：制作原始仿形样板工序中，将节点板、上弦、下弦及腹杆依次根据角钢位置就位并在下料靠模工序中预留距离处用楔子塞紧固定，将节点板与弦杆夹紧并点焊牢固；将节点板与腹杆夹紧并点焊牢固；将屋架加固点焊后打掉楔子，起胎、翻转，定位加劲填板，完成原始仿形样板。
6.如权利要求5所述的一种绿色建筑型钢桁架的制作工艺，其特征在于：复制仿形样板工序中，角钢平面互相对齐且长短对应，复制仿形样板与原始仿形样板尺寸一致。
7.如权利要求1所述的一种绿色建筑型钢桁架的制作工艺，其特征在于：制作并安装功能组件工序中檩托组件、支承组件的安装由复制仿形样板上的檩托组件、支承组件定位线作为安装基准线。
8.如权利要求1所述的一种绿色建筑型钢桁架的制作工艺，其特征在于：基座组件包括端头基座、基座连接板和端头基座相关杆件，所述基座组件安装包括如下安装步骤：绘制端头基座相关杆件，并交汇于一点；画出包括基座连接板的基座轮廓线；将端头基座插入屋架弦杆中，根据基座轮廓线定位基座；安装端头基座相关杆件。
9.如权利要求1所述的一种绿色建筑型钢桁架的制作工艺，其特征在于：连接组件包括共用连接板组件，所述共用连接板组件包括共用连接板、共用连接板相关杆件，所述共用连接板组件具有如下安装步骤：绘制连接板相关杆件形心线，并交汇于一点；画出连接板组件轮廓线；采用组合安装模将共用连接板定位；将共用连接板组件插入屋架弦杆中并根据轮廓线定位；安装连接板相关杆件。
10.如权利要求9所述的一种绿色建筑型钢桁架的制作工艺，其特征在于：所述组合安装模为两端分别连接共用连接板的标准靠模。
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