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1、螺栓球节点的网架结构在工程中的施工 摘 要 员工培训中心工程采用了国内相对新颖的螺栓球节点的网架结构 的屋盖结构，在施工过程中加强了构配件的尺寸、施工工艺的控制，保证 了网架结构的顺利施工，完成了预定的计划目标。 关键词 网架结构、屋盖结构、螺栓球、节点、质量控制空间网架结构多采用螺栓球节点和焊接球节点的网架结构，是目前国 际上广泛采用的一种新颖、美观、综合经济指标比较好的屋盖承重结构， 属于多次超静定空间结构体系，它能够承受来自各方面的荷载。空间网架 结构体系在我国的应用始于上世纪 80 年代，经过二十多年的研究与发展， 现在我们的建筑中占有很大的应用比例。空间网架跨度一般在12M-72M最
2、大可达到110M北京首都体育馆(99MX 112.2M)为目前我国最大的矩形网 架结构,上海体育馆(直径110M为目前我国最大的圆形网架结构。本文主 要阐述的为螺栓球节点网架结构，其优点是刚度大，整体性强、抗震性好、 自重轻、节省钢材，且施工周期短、造型美观大方，杆件之间全部采用螺 栓连接，便于安装，操作简便，受力明确。它广泛用于体育馆、展览厅、 餐厅、候车室、仓库及单层多跨工业厂房等屋盖承重结构。但网架结构也有其不可避免的缺点：设计计算复杂、施工要求高、用 作屋盖时易渗水，容易影响使用。一、工程实例员工培训中心屋盖网架为螺栓球节点网架；分为A、B、C 三个区，其中 A 区：21.6m x 4
3、5m; B 区：20.4mX 45m; C区：36m x 45m 正放四角 锥型式，网格尺寸为3mx 3m网架支撑方式为下弦支撑，抗震设防烈度为 7 度，网架球节点和套筒采用 45#钢，高强螺栓采用 40Cr 钢，网架杆件、支座、支托均采用A3钢，网架上弦恒荷载0. 5KNTm2活荷载0. 7KNT m2下弦恒荷载0. 2KNTm2风载0, 4KNKm2二、施工准备1、相关的技术资料：图纸、配料单、技术变更单、安装合同、发货 清单、安装验收单、有关的土建记录 。2、与土建方协调，请其提供合格的支承面及相应的抄平图、柱子的 二维图及支承面上网架的轴线。3 、 预埋件尺寸、大小以及位置的准确程度，
4、安装队根据土建提供的 有关记录，进行复测、验收并记录存档4、施工工具及配合机具：卷扬机、焊机、滑机、切割机、倒链、链钳、 管钳、力矩扳手、千斤顶、丝锥等。5 、将地面夯实平整，密实度需能承受脚手架荷载及工作平台上荷载并 搭设脚手架及工作平台。三、施工工艺 1、螺栓球加工工艺(1) 流程为：下料t锻造毛坯t加工定位螺纹孔t加工螺孔及平面t打 加工工号、打球号-防腐处理。(2) 球坯用机械加工的圆钢锻造的锻件，球坯圆度允许偏差D1 2 0mm时为2. 5mm锻造球坯采用胎模锻。(3) 螺纹孔及平面加工应按铣平面t钻螺纹底孔t倒角T丝锥攻螺纹 过程加工，螺纹孔经抗拉强度检验合格后方能安装使用，螺栓球
5、标记打在 基准孔平面上。(4) 加工螺纹孔及平面设备：宜使用加工中心机床或采用车、钻、镗、 铣床配以专用工具，所用的专用工具，其转角误差不得大于 1 0 。(5) 螺纹孔及平面宜采用一次装夹加工，采用分工序加工时，必须有可 靠的技术措施。(6) 铣削平面：设计图规定的削平面数值不作测量用，保证球中心至球 平面距离尺寸精度。2、杆件的加工工艺(1) 流程为：米购钢管T检验材质、规格、表面质量T下料T与锥头或 封板组装点焊T焊接T检验T防腐前处理T防腐处理。(2) 钢管下料使用管件下料机一次完成，下料时应预留焊接收缩量，以 减少网架拼装时的误差。(3) 杆件端部的锥头或封板加工按下列工艺过程进行：
6、成品钢材下料-胎膜锻造毛坯-机械加工。锥头、封板及其连接焊缝以及锥头的任何截面 必须与相配的钢管材质一致，其焊缝宽度可根据钢管壁厚取 25mn封板厚 度按实际受力大小计算决定，且不小于钢管外径的1 5。锥头底板厚度也不小于锥头底部外径的 1 5。(4) 钢管与封板或锥头成杆件时，钢管两端对接焊缝质量等级选择相应 焊接材料进行施焊，并米取保证对焊接全熔透的焊接工艺。杆件组装点焊 时按图纸规定取配对的钢管、锥头或封板以及高强度螺栓在胎具上组装、 点焊。并应符合成品杆件成品尺寸极限偏差和形位公差。检查方法：1) 杆件成品长度偏差不大于杆件长度的 00 5测量工具为钢卷尺 (经 钢卷尺检定架 仪 鉴定
7、)。2) 杆件轴线平直度L/1 000，且不大于55%oL。3) 锥头、封板端面与钢管轴线的垂直度控制在 05r 芯轴。4) 锥头封板孔同轴度不超过 10 5芯轴。3、套筒的加工工艺 成品的下料、胎膜锻造毛坯、正火处理、机械加工、防腐前处理套筒 外尺寸应符合扳手开口系列， 端部要保持平整， 内孔径可比螺栓直径大 1mm。 套筒端部到开槽距离应使该处有效截面抗剪力不低于螺钉抗剪力，且不应小于 15 倍开槽的宽度。螺钉采用高强度钢材， 其直径可取螺栓直径的 0160. 1 8倍，不小于3mm螺钉直径采用68mm4、高强度螺栓高强度螺栓由具备生产许可证的专业制造厂家供应，在使用前检查质量 检验报告书
8、，并对每一规格高强螺栓进行抽样检查和试验合格后方可使用。5、支座制作：按翻样图纸切割好底板、肋板，肋板与底板、肋板与肋板、肋板与球 的组装焊接为 T 字形接头、十字接头贴角焊缝。焊接工艺应符合国家标准 气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸(GB98588)和行业标准建筑钢结构焊接规程 (JGJ81-91) 的规定。6、支托制作：按翻样图切割支托各部件的材料，支托组装焊接为 T 字形双面贴角焊 缝。钢管两端面直线切削加工，其平行度误差不大于 0. 5mm。7、小单元拼装：各零件在生产一定数量后，在拼装模具上进行小单元拼装，拼装时应 严格控制各部分尺寸。网架试拼装单元为锥体时，其极
9、限偏差为：上弦长 度、锥体高度为1. 5mm对角线长度为2. 0mm下弦节点中心偏移为1. 5mm 网架试拼装单元为单锥体时， 其极限偏差为：纵横向长度为长度的 12000， 且不大于3 0mm支座中心偏移为边长的1/4000,且不大于30mm支座高 差为 l 0mm。8、机械喷丸除锈：在螺栓球、杆件制成成品后采用全方位机械喷丸除锈机进行除锈，除锈 标准达到国家涂装钢材表面锈蚀等级和除锈等级规定等级 Sa21/2,这 样处理后的构件表面轧制氧化皮、锈和附着物残留在钢材表面的痕迹已是 点状或条状的轻微污痕,构件表面露出均匀一致的金属光泽。这是一种非 常彻底的除锈,并保证了下道油漆工程的牢固、可靠
10、。9、防锈漆的喷涂构件表面清理完毕后应尽快采用防锈漆对构件进行喷涂，并应经常检查 其有无损坏或漏漆，凡有损坏或漏漆处，应将原防锈漆铲除，用钢丝刷和 砂布彻底打磨干净后，再补刷防锈漆一遍以防止构件腐蚀。10、防锈喷涂后的部件，做好标识，包装待运。11、网架安装本工程的施工，根据现场条件采用满堂红脚手架高空散装法安装。即先 把网架零部件以榀为单位运至拼装位置后，对号入座拼装，进行网架拼装。(1) 安装前对网架支座轴线与标高进行验线检查，网架轴线、标高位置 必须符合设计要求和有关标准规定。(2) 安装前对支座混凝土强度进行检查，混凝土强度必须符合设计 要求和国家现行有关标准的规定后才能安装。A、网架
11、预组装(1) 工艺流程：放线、验线-安装下弦平面网格-安装上弦倒三角网格-安装下弦正 三角网格-调整、紧固-安装支托-油漆-网架验收。(2) 放线、验线与基础检查：1) 对网架支承点位置、尺寸进行复验，经复验检查轴线位置、标高尺 寸符合设计要求以后，才能开始拼装。2) 临时支点的位置、数量、支点高度统一安排，支点下部适当加固， 防止网架支点局部受力过大，架子下沉。(3) 安装下弦平面网架：1) 将第一跨间的支座就位，对好轴线、中心线，用水平仪对好标高， 有误差予以修正。2) 安装第一跨间下弦球、杆，组成纵向平面网格。3) 排好临时支点，保证下弦球的平行度。4) 安装第一跨间的腹杆与上弦球，一球
12、二腹杆的小单元就位后，与下 弦球拧入，固定。5) 安装第一跨间的上弦杆，控制网架尺寸。注意拧入深度影响整个网 架的下挠度，控制好尺寸。6) 检查网架、网格尺寸，检查网架纵向尺寸与网架矢高尺寸。如有出 入，可以调整 f 临时支点的高低位置来控制网架的尺寸。(4) 安装上弦倒四角网格：1) 网架第二单元起采用连续安装法组装。2) 从支座开始先安装一根下弦杆，检查丝扣质量，清理螺孔、螺扣， 干净后拧入，同时从下弦第一跨间也装一根下弦杆，组成第一方网格，将 第一节点球拧入，下弦第一网格封闭。3) 安装倒四角锥体，将一球四杆小单元 ( 即一上弦球、一上弦杆、二 腹斜杆组成的小拼单元 ) 吊人现场。将二斜
13、杆支撑下弦球上，在上方拉紧上 弦杆，使上弦杆逐步靠近已安装好的上弦球，拧入。4) 然后将斜杆拧入下弦球孔内，拧紧，另一斜杆可以暂时空着。5) 继续安装下弦球与杆 (第二网格，下弦球是一球一杆 ) 。一杆拧入原 来的下弦球螺孔内，一球在安装前沿，与另一斜杆连接拧入， 横向下弦杆 (第 二根) 安装入位，两头各与球拧入，与下弦第二网格封闭。6) 按上述工艺继续安装一球三杆倒三角锥，在二个倒角锥体之间安装 纵向上弦杆，使之连成一体。逐步推进，每安一组倒三角锥，则安装一根 纵向上弦杆，上弦杆两头用螺栓拧入，使网架上弦也组成封闭形的方网格。7) 逐步安装到支座后组成一系列纵向倒三角锥网架。检查纵向尺寸，
14、 检查网架挠度，检查各支点受力情况。(5) 安装下弦正四角网格：1) 网架安装完倒四角锥网格后，即开始安装正四角锥网格。2) 安装下弦球与杆，采用一球一杆形式 (即下弦球与下弦杆 )，将一杆拧入支座螺孔内3）安装横向下弦杆，使球与杆组成封闭四方网格，检查尺寸。也可以 采用一球二杆形式 （ 下弦球与相互垂直二根下弦杆同时安装组成封闭四方 网格）。4）安装一侧斜腹杆，单杆就位，拧入，便于控制网格的矢高。5）继续安装另一侧斜腹杆，两边拧入下弦球与上弦球，完成一组正三 角锥网格。逐步向一侧安装，直到支座为止。6）每完成一个正三角锥后，再安装检查上弦四方网格尺寸误差，逐步 调整，紧固螺栓。正三角锥网格安
15、装时，时时注意临时支点受力的情况。（6）调整、紧固1）网架安装时随时测量检查网架质量。检查下弦网格尺寸及对角线， 检查上弦网格尺寸及对角线，检查网架纵向长度、横向长度、网格矢高。 在各临时支点未拆除前还能调整。2） 检查网架整体挠度，可以通过上弦与下弦尺寸的调整来控制挠度值。3）网架在安装过程中应随时检查各临时支点的下沉情况。12、网架构件堆放时，堆放场地必须有防雨，防水措施，并保持干燥， 不能直接搁置在地面上，以防构件锈蚀和沾染泥土脏物，网架运输的装、 卸车，不能抛甩，以防止碰坏构件和油漆。构件安装前已进行除锈，并涂 刷一底二度防锈漆，网架安装完毕后再涂刷最后一道面漆。 四、网架安装常见质量问题与预防措施1 、拼装尺寸偏差：钢管球节点加衬管时，每条焊缝收缩应为 1. 5-3 . 5mm不加衬管时, 每条焊缝收缩应为 1. 02. Omm焊接钢板节点，每个节点收缩量应为2. 0 3. 0mm钢尺必须统一校核，并考虑温度改正数。拼装单元应在实 足尺寸大样上进行拼装或预拼装，以便控制其尺寸偏差。 2、单元安装挠度偏差：在网架合拢处，一般应设有足够刚度的支架，支架上装有螺旋千斤顶， 用以调整网架挠度。根据网架类型、大小和实际情况，施工时进行适当调 整，使挠度值小于设计挠度值。3、
