门式钢架结构厂房施工组织设计（通用4篇）
施 工 组 织 设 计
一、工 程 概 况
建设单位：山西晋煤集团金鼎煤机矿业有限责任公司 建设地点：晋煤集团寺河刘庄场地
设计单位：山西晋城煤业集团勘察设计院有限公司 质量要求: 合格
工期要求：计划2010年10月29日开工，2011年9月3日竣工，总工期215个日历天（2010年12月1日至2011年3月5日为冬季停工期）。
工程范围：招标文件工程量清单及对应施工图纸上所有工作内容。工程概况：本工程为山西晋煤集团金鼎煤机矿业有限责任公司西区检修基地一期工程工程。本工程分为支架修理车间及附属楼、采掘设备修理车间及附属楼、电气车间及附属楼六个单体工程。总建筑面积为13497.21平方米，其中支架修理车间建筑面积4664.67平方米；支架修理车间附属楼建筑面积739.62平方米；采掘设备修理车间建筑面积4664.67平方米；采掘设备修理车间附属楼建筑面积739.62平方米；电气车间建筑面积2331.3平方米；电气车间附属楼建筑面积357.33平方米。
单层轻型门式刚架结构是指以轻型焊接H型钢 (等截面或变截面) 、热轧H型钢 (等截面) 或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式刚架或格构式门式刚架作为主要承重骨架, 檩条材料采用冷弯薄壁型钢材;墙面、屋顶通常采用压型钢板、压型不锈钢材料;采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、岩棉、矿棉、玻璃棉等作为保温隔热材料的一种轻型房屋结构体系。当前, 许多建筑工程所用到的梁和柱设计多为H形横截面设计, 如果是单跨钢架则采用钢接焊接, 如果为多跨则采用钢接和铰接混合设计;柱脚同地基接触点使用刚接或铰接;围护结构主要使用轻型钢板材料;保温隔热材料使用石棉板。
1单层轻型门式刚架结构设计
(1) 一般来说, 门式刚架结构构件强度较弱、弯折性较小, 整个结构刚性较低, 因此要针对其上述特点做好运输和安装过程中的防护措施, 以保证构件不受外力影响发生形变。
(2) 要做好支撑结构整体布局和规划, 做好墙体、屋顶与面板之间的对接处理, 提高整体结构的稳定性。
(3) 结构组成部件大多为薄壁轻质材料, 要针对其物理特性做好安装和运输过程中的防护工作。
(4) 由于构件为钢材材质, 因此要考虑钢材生锈导致结构构件受力下降的问题。
(5) 门式刚架的梁柱多采用变截面杆件, 梁柱腹板在设计时考虑利用屈曲后的强度, 所以塑性设计不再适用。
(6) 设计中要合理处理轻型化可能导致的一些问题, 例如大风力可能导致屋面荷载过大的问题等。
2结构形式和结构布置
2.1 结构形式
门式刚架具有多种结构类型, 最常见的有单跨、双跨和多跨几种, 根据坡脊数的数量来划分, 可分为单脊单坡、单脊双坡、多脊多坡。屋面坡度宜取1/20～1/8。单脊双坡多跨刚架, 在没有支柱设计的房屋建筑中比较常见, 如果刚架柱高度有限且负荷要求不高时, 依据“材料集中使用的原则”, 中柱宜采用两端铰接的摇摆柱方案。门式刚架结构中, 其柱脚一般常用铰接设计, 如果是工业企业厂房所用的有桥式吊车, 可以采取刚接的柱脚设计。为了门式刚架的受力稳定性, 可以配置3 t以内的悬挂吊车, 或者重量在20 t以内的中、轻级单梁或双梁桥式吊车。
2.2 结构布置
2.2.1 刚架的建筑尺寸和布置
门式刚架跨度控制在10～35 m内为宜, 如果柱宽度不均等, 要向外侧对齐。其高度要视室内高度来合理调整, 一般不高于9 m、不低于4.5 m。门式刚架之间的距离也要根据钢架跨度、负荷大小来合理确定, 通常有三种距离可选择:即6 m、7.5 m、9 m。纵向温度区段小于300 m, 横向温度区段小于150 m (如果有其他特殊要求时, 可适当调整大小) 。
2.2.2 檩条和墙梁的布置
檩条间距大小要综合考虑多种因素, 例如天窗大小和个数、屋脊长度、采光度要求、檩条长度和刚度等, 没有特殊要求的情况, 通常采用等间距布局, 在屋脊处两侧均匀布置一道, 在天沟处布置一道。侧墙墙梁的设计要根据窗户、门和雨搭的设计要求来综合权衡, 确保整体功能达到设计要求。
2.3 支撑和刚性系杆的布置
(1) 在每个温度区段内都要保证其具有独立的空间稳定性结构。
(2) 在进行柱间支撑开间设计时, 要对屋盖做横向支撑结构设计, 以提高整个结构的几何稳定性。
(3) 端部支撑一般设置在温度区段端部的第一二个开间位置。柱间支撑之间的距离要根据房屋纵向受力分布情况来确定, 通常控制在30～45 m范围内, 如果配置了吊车, 可以最大至60 m。
(4) 如果房屋高度较高时, 要采用分层结构的柱间支撑体系;如果房屋宽度超过50 m, 内部要采用支撑结构。
(5) 当端部支撑设在端部第二个开间时, 在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆。
(6) 在刚架的转折处, 要根据房屋的长度来设置刚性系杆, 以保证房屋结构稳定性。
(7) 由支撑斜杆等组成的水平桁架, 其直腹杆宜按刚性系杆考虑。
(8) 刚性系杆也可以采用檩条材料替代, 此时要保证檩条具有良好的受力和刚度性能, 如果檩条达不到这方面的性能标准, 可以考虑在刚架斜梁间加装H型钢或者钢柱来提高其的工作强度。
(9) 如果屋内设置了重量超过5 t的吊车, 要采用型钢材料的柱间支撑设计;如果不能使用柱间支撑, 则可考虑用纵向刚架来替代。
3刚架设计
3.1 荷载及荷载组合
3.1.1 永久荷载
永久荷载是指结构自重和施加在结构上的各种外力之和, 如屋面、檩条、支撑、吊顶、墙面构件和刚架自重等。
3.1.2 可变荷载
可变荷载包括屋面活荷载 (在设计屋面板和檩条时, 要定期检查其负荷能力变化, 其标准值为1 kN) 、屋面结构受力和积尘受力、吊车自重、风力影响等。
3.1.3 荷载组合
荷载组合要严格按照《建筑结构荷载设计规范》GB50009-2012中有关规定来配置, 对门式刚架的设计, 则可参考《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102∶98中的有关规定来设计:
(1) 屋面均匀荷载与雪荷载不能累加计算, 而是取其中最大值。
(2) 积灰荷载一般低于雪荷载和屋面均布活荷载, 因此不需要对其进行额外考虑。
(3) 在施工或检修集中荷载时, 不将房屋构件自重产生的荷载考虑在内。
(4) 多台吊车的组合应符合《建筑结构荷载设计规范》中的规定。
(5) 当需要考虑地震作用时, 风荷载不与地震作用同时考虑。
3.2 刚架内力和侧移计算
3.2.1 内力计算
变截面门式刚架的内力计算可采用弹性分析方法来实现, 塑性分析方法的使用具有严格的限制条件, 那就是要求钢架梁柱都为等截面时才可使用。具体计算方法主要采用杆系单元的有限元法或者称直接刚度法, 结合计算机软件来实现。针对地震造成的外力负荷大小, 可以采用底部剪力法来计算。通过计算出各种负荷组合的内力数据后, 再确定截面的内力大小, 一般而言, 控制截面 的位置大多分布在柱底、柱顶、柱牛腿连接处等处。控制截面的内力组合主要有:
(1) 最大轴压力Nmax和同时出现的M及V的较大值。
(2) 最大弯矩Mmax和同时出现的N及V的较大值。
(3) 最小轴压力Nmin和相应的M及V, 出现在永久荷载和风荷载共同作用下, 当柱脚铰接时M=0。
3.2.2 侧移计算
通常采用弹性分析方法来确定变截面门式刚架的柱顶侧移数据, 取多次计算平均结果作为标准值。如果最后得到的侧移刚度数据不达标时, 可采用以下方法进行适当修正:例如适当扩大截面面积, 采用刚接柱脚替代铰柱脚;把多跨框架中的个别摇摆柱改为上端和梁刚接。
3.3 刚架结构中的柱和梁设计
(1) 梁柱板件的厚宽比例大小和腹板最大弯曲形变利用率。
(2) 测算刚架梁柱构件的最大强度极限值。
(3) 梁腹板支撑体系的设计。 ('梁腹板安装位置要选在两柱之间位置, 在翼缘转折处增加横向受力支撑) 。
(4) 测算变截面柱在结构内的长度上限值。
(5) 测试变截面柱在结构内的物理稳定性。
(6) 变截面柱对整个钢架结构的稳定性影响评估。
(7) 斜梁和隅撑的受力大小和负荷强度测算。
(8) 节点设计。
4附属结构构件设计
4.1 压型钢板设计
(1) 要结合建筑用途、功能和使用寿命来确定压型钢板材料型号和规格, 在工程实践中, 多采用Q235-A刚。
(2) 压型钢板具有多种截面种类选择, 根据波高大小将波板分为三类:低波板、中波板和高波板。波高越高, 截面的刚度越大, 其负荷能力也就更大。
(3) 压型钢板的强度和挠度计算方法是, 选取单槽口的有效截面按受弯构件来综合计算。主要计算对象包含以下几方面内容:压型钢板腹板应力大小、支座处腹板局部突变负荷大小、挠度上下限值测量等。
(4) 压型钢板规格和参数指标还要满足其他特殊设计要求。
4.2 檩条设计
(1) 檩条的截面设计有两种选择:实腹式和格构式。如果檩条跨度小于8 m, 一般采用 实腹式檩条为宜。
(2) 檩条采用双向受弯结构设计, 对其进行受力分析时, 要以两个轴心为中心来开展截面弯矩受力计算。
(3) 檩条安装之前要经过刚度检测、稳定性检测和形变大小检测, 检测合格后方可安装使用。
(4) 檩条还要达到其他使用标准规定。
4.3 墙梁、支撑设计
(1) 墙梁材料通常使用冷弯卷边槽钢, 也可以采用卷边Z形钢替代。
(2) 墙梁在其自重、墙体材料和水平风荷载作用下, 也是双向受弯构件。
(3) 墙梁之间要保持等距离设计, 要在墙面的各边界处设置一道墙梁。为减少竖向荷载作用下墙梁的竖向挠度, 可在墙梁上设置拉条, 并在最上层墙梁处设斜拉条将拉力传至刚架柱。
(4) 墙梁设计可以灵活决定, 根据柱距大小灵活选择一个简支梁或者两个柱距连续梁设计。
(5) 门式刚架结构中, 可采用按拉杆设计作为交叉支撑和柔性系杆设计。
(6) 刚架斜梁上横向水平支撑的内力大小计算, 主要参考结构横向风力大小和水平 桁架两个指标, 并适当减少支撑对斜梁产生的负荷, 压杆受力要剔除交叉支撑产生的负荷。
(7) 刚架柱间支撑的内力大小计算, 主要参考两个指标, 即结构纵向风力大小和纵向悬臂桁架。并计入支撑对柱起减少计算长度而应承受的力, 压杆受力要剔除交叉支撑产生的负荷。如果一列支撑柱中设有多道支撑结构, 可以平均计算每道支撑的纵向力。
5小结
通过前面的分析, 我们可以总结出轻型门式刚架结构设计所需遵循的原则:①保证结构的整体性。单个门式刚架属于平面结构, 通过纵向、横向支撑结构组合, 辅以围闭结构能够组成稳定的立体空间结构, 只有在立体空间结构保持稳定的前提下, 才可考虑增加其外部负荷和受力;②明确各类外力从作用点到基础的传递路径和传递全过程中产生的效应。
6单层门式刚架轻型钢结构合理柱距的选择
厂房结构设计中最关键的工作是如何根据设计要求来合理布置柱网平面图。传统施工设计方法中, 习惯将柱间距离控制在6 m, 并根据需要累加3 m或者其的倍数。这种设计方法其实就是照搬了混凝土工业厂房的设计参数。针对这种方法是否适合门式刚架轻型钢结构设计, 尚没有学者进行论证。但是, 从经济成本的角度来看, 柱距设计是否合理直接影响到整个厂房结构设计的经济性。这是因为:
(1) 门式刚架轻型钢结构的质量高低直接取决于用钢量多少, 因此用钢量是评价其设计水平的关键指标。而柱距疏密直接影响到整个结构的用钢量 (具体见以下工程案例分析) 。
(2) 采用现代化建筑材料例如轻质面板材料来替代传统的钢筋混凝土建筑材料, 突破了传统工业厂房设计方法和施工模式, 提高了施工效率。在设计门式刚架轻型钢结构时, 可以参照传统钢筋混凝土设计参数来控制柱间距离, 以有效节约用钢量。
(3) 厂房钢材消耗成本还与钢材市场价格、钢材产品规格、构件标准化程度有较大关系。有时采用标准化钢材替代非标准构件所增加的额外成本费用十分可观。但是如没有柱距模数, 构件标准化也毫无意义了。
因此, 对于门式刚架轻型钢结构的设计, 要紧扣柱距指标参数, 计算出最佳柱距平面分布图, 才能够在不影响整体设计质量的前提下, 实现经济效率最大化。
7工程实例
笔者以本院在印度所做《36 000 t/年高钛渣项目》中原料场车间 (以下简称原料场) 为例, 结合设计过程中遇到的合理柱距问题, 并通过一系列计算与分析, 分析不同跨度和有无吊车吨位时的经济柱距范围, 供探讨。本文围绕刚架跨度和吊车吨位作为分析基础, 采用PKPM发分析结构, 在确定了刚架跨度和吊车吨位的前提下, 对实腹式门式刚架轻型钢结构体系设计用钢量进行了科学系统的分析。主要考虑跨度:12 m、15 m、18 m、24 m、30 m、36 m;吊车吨位:0 t、5 t、10 t、20 t;及柱距为6 m、9 m、12 m、15 m、18 m的情况。结构计算简图见图1。
为使研究更具有普遍意义和可比性, 本文在设计计算时采用以下参数:风荷载:以0.30 kN/m2为基本风压值, 近似取高度变化系数μz为1.0; 未考虑雪荷载。积灰荷载:0.10 kN/m2, 考虑屋面坡度1∶15, α<15°取屋面积雪分布系数为1.0。吊车荷载:吊车使用规格主要根据《5～50常规工程电动桥式起重机使用规格规范 (ZQ1-62) 》。
需要说明的是:
(1) 设计中跟业主沟通, 按中国规范并按中国7度设防进行地震力计算。
(2) 由于本文主要针对中等规模的厂房进行分析, 对吊车的吨位要求也不大。对此, 本文没有分析当柱距小于9 m时, 吊车梁采用加宽工形横截面的设计, 希望能够在今后研究中弥补这方面研究空白;当柱距介于9～18 m之间时, 可以考虑采用制动桁架体系替代加宽上翼的方式, 以节约翼缘材料。
(3) 如果跨度不超过9 m时, 如果采用实腹式檩条和墙架梁, 则会造成较大的浪费, 而采用桁架式具有更好的经济效率。如果跨度不超过9 m, 檩条和墙架梁材料都可以使用冷弯薄壁型钢。
(4) 此外, 本文在计算构件钢材消耗时, 没有考虑节点设计所需的钢材, 只是凭主观经验确定了一个大概系数, 这显然会与实际情况产生一定的出入, 因此需要加以注意。
(5) 各构件最危险截面考虑稳定后最大应力比 (折算应力) 控制在设计值的90%左右。
图2 (a) ～2 (c) 给出了根据以上条件分析得到的原料车间和干煤棚各自在36/6m跨, 2×10 t吊车, 24 m跨, 2×10 t吊车及18 m单跨, 3 t吊车条件下, 随着柱距的变化不同项目用钢量相应发生的变化 (单位:kg/m2) 。
(1) 对门式刚架轻型钢结构体系而言, 主要钢材消耗在于刚架搭建, 如果刚架跨度不大, 则钢架所用钢量占比会相对升高, 而其他构件的用钢量, 特别是墙架梁、柱间支撑、屋面支撑, 其用钢量只占较小比例。
(2) 随着柱距的增大, 刚架其用钢量比率是逐渐下降的, 并且随柱距的增加, 下降的幅度逐渐趋于平缓。
(3) 随着柱距的增大, 其他构件用钢量也会显著增加, 用刚量增长幅度最大的是吊车梁, 因为柱距增大时, 要采用格构形式, 而这都需要投入大量的钢材, 并有可能超过刚架的总用钢量。其次是檩条, 因长细比的要求, 用钢量增加也较快。
(4) 整个单层厂房结构设计中, 柱距密度的增大会增加用钢量, 随后会开始下降。 通过这种倒U型的变化特征, 我们可以判断用钢量存在一个最佳值。
当然, 针对同一个结构, 不同的设计人员会产生不同的设计效果, 各设计方案可能在结构体系、围护结构的布置等上会有所差别, 从而产生不同的用钢需求, 但是不管哪一种设计方案, 其用钢量的趋势都是相同的。通过上述分析可以发现, 对此特定的厂房而言, 在有吊车荷载的情况下, 按用钢量确定的最优柱距基本在6～8 m的范围内。研究证明, 当采用不同的跨度和吊车吨位时, 其对应的最优柱距也是不同的。图2 (a) ～ (c) 还给出了无吊车情况, 用钢量随柱距的变化情况。同样, 我们可以得出类似的结论, 不同的是, 无吊车时, 会大大节约钢材, 而且最优柱距也有所变化, 并有变大的趋势, 因此在上述条件下, 其最优柱距在8～9 m。
【关键词】轻型门式；钢架结构工程；工程施工；施工技术；分析
轻型门式钢架结构主要指结构体系中以单跨或多跨型实腹门式钢架作承重结构，并且具有轻型屋盖和轻型外墙的一种类钢架结构，它主要应用于单层厂房施工中。轻型门式钢结构体系中有一个单独的主钢架，结构安装时需要在这个主钢架上作横截面实腹焊接，这种工艺在实际实施时比较繁杂，稍处理不好便会影响整个钢架结构的稳定性，所以在轻型门式钢架结构工程施工中，必须要重点做好门式钢结构的安装。下面，笔者对轻型门式样钢结构工程的施工技术作详细探讨。
一、门式钢架结构安装工艺
1、选择合适的起重机。起重机是门式钢架结构安装中的必需设备，主要作用在于起吊结构，为工程施工提供方便。钢架结构安装前，起重机的选型尤为重要。结合以往的施工经验分析，由于轻型门式钢架结构的重量都比较轻，所以在施工中对起重机的起重力要求并不高，起重高度也只需控制在10米之内便可。但是，如果是大跨度工程施工，那么在选择起重机时就要尽量选择跨度较大的起重機，最好是参照机械水平指导原则，选用履带式的起重机，以保证钢结构的起吊和安装质量。实际操作中，我们可根据构件的规格大小来判断和选择相应的单机起吊或双机起吊工艺，并做好起吊质量控制。
2、钢架柱的安装。起重机选型完成之后，接下来的工序是钢架柱安装。与其他类型的钢架结构施工一样，轻型门式钢架结构工程中钢架柱的安装也需要按照一定的顺序来实施。具体顺序为：一、钢结构吊装，吊装完成之后再通过柱标来调整和调节好结构的整体高度；二，吊装到十字线处之后再对其进行位移；三，做好结构在垂直高度上的调整和校正。一般来说，门式钢架结构在吊装时所采用的吊装方法都是一点起吊，且在起吊时为了防止结构钢柱变形，可以选择采用跨度比较大的起吊方式来进行起吊。需要注意的是，为了防止钢架柱在起吊时发生倾斜，可以在起吊之后在结构表面添加一些固定物，以平衡结构重心。
3、钢架斜梁的拼装。斜梁是轻型门式钢架结构中的一个重要组成部分，它在钢架结构施工与安装中占据着极其重要的地位。对斜梁的特点进行分析，发现轻型门式钢架结构中的斜梁大多具有跨度大这一特点，为此，在斜梁施工中，为了更好的保证斜梁施工安全，最大化提高钢架结构工程的施工效率，必须要在正式施工之前就到现场进行察看，提前调整好钢架结构斜良的跨度。
钢架斜梁的拼装工序是：首先，确定好结构的支撑点，使其支撑范围位于柱子与柱子之间；其次，安装檩条，等到所有檩条都安装完毕之后，再对垂直度进行确定；再次，斜梁安装时最好将安装起点定为两个钢架，安装方式采用定点安装。
4、檩条和墙梁安装。某些跨度较小的轻型门式钢架结构可能不具备檩条和墙梁，但在一些跨度相对较大的轻型门式钢架结构中，檩条和墙梁则是其必备的一个结构组成部分。在安装檩条和墙梁时，安装所需要借助的工具均为角钢，由于檩条和墙梁结构本身的特性导致，两者在安装时都要进行相关的卷边处理，并利用H型钢来进行结构钢架焊接，达到保证檩条和墙梁安装质量的目的。
二、轻型门式钢架结构工程施工技术要点
轻型门式钢架结构施工中，该结构的围护结构多以钢板夹芯板为主，常用的夹芯板有屋面夹芯板和墙面夹芯板两种。实际施工时，屋面夹芯板和墙面夹芯板作围护结构的边缘部位要设置相应的彩板配件，以起到挡风挡雨以及美观建筑外形的作用。
屋面配件有屋脊件、封檐件、山墙封边件、屋面洞口泛水件等；墙面配件有转角件、板顶封边件、门窗洞口包边件等。
彩板连接件常用的有自攻螺丝、拉铆钉和开花螺栓。板材与承重构件的连接，采用自攻螺丝、打开花螺栓等；板与板、板与配件、配件与配件的连接，采用铝合金拉铆钉、自攻螺栓和小开花螺栓等。
1、施工工具
板材施工安装多为手提工具，常用的有电钻、自攻枪、拉铆钉、手提圆盘锯、螺丝刀、铁剪、钳子等。手提式电动工具应合理配置电源接入线，这队大型工程施工是非常必要的。
2、放线
由于彩板屋面板和墙面板是预制装配构件，故安装前的放线工作对后期安装质量起到保证作用。
（1）安装放线前对安装面上的已有建筑成品进行测量，对达不到安全要求的部分进行修改。
（2）根据排版设计确定排版起始线的位置。屋面施工中，现在檩条上标定出起点，即沿跨度方向在每个檩条上标出排版起点，各个点的连接应与建筑物的纵轴线相垂直，然后在板的宽度方向每隔几块板继续标注一次，以限制和检查板的宽度安装偏差积累。
墙板安装也应用类似的方法放线，除此之外还应标定其支撑面的垂直度，以保证形成墙面的垂直平面。
（3）屋面板及墙面板安装完毕后，对配件的安装做二次放线，以保证檐口线、屋脊线、门窗口和转角线等的水平度和垂直度。
3、板材安装
（1）实测安装板材的长度，按实测长度核对对应板号的板材长度，必要时对该板材进行裁剪。
（2）将提升到屋面的板材按排版起始线位置，并使板材的宽度标志线对准起始线；在半场方向两端排出设计要求的构造长度。
（3）用紧固件紧固板材两端，然后安装第二块板。其安装顺序为先自左至右，后自上而下。
（4）安装到下一放线标志点处时，复查标准段内板材安装的偏差，满足要求后进行全面紧固。紧固自攻螺丝时应掌握紧固的程度：过度会时密封垫圈上翻，甚至将版面压的下凹而积水。
4、门窗安装
（1）门窗一般安装在钢墙梁上。安装时，应先安装门窗四角的包边件，并使泛水边压在门窗的外边沿处；然后安装门窗。
（2）门窗就位并作临时固定后，应对门窗的垂直度和水平度进行检查，无误后再做固定。
（3）注意各个配件安装处的二次放线，如屋脊线、檐口线、窗上下口线等。安装前检查配件的搭接口时，挑选搭接口的合适搭接头。
三、结束语
当前，轻型门式钢架结构在现代建筑工程中的应用已经十分广泛，该结构以其独特的施工优势在建筑施工中占据下了一个重要位置。为了探讨轻型门式钢架结构在建筑工程施工中的应用，本篇文章从门式钢架结构的安装方法入手，对轻型门式钢架结构工程的施工技术作了详细论述，并得出相关结论，希望对同行工作有所帮助。
参考文献
[1]段旭松.门式刚架轻型房屋钢结构设计施工中常见问题探讨[J].四川建筑，2010（06）
[2]徐岩峰，吴春华.门式钢架轻型房屋钢结构设计的探索[J].林业科技情报，2009（02）
[3]宋修军，薛玉芹.青岛大剧院工程大跨度钢桁架综合施工技术[J].青岛理工大学学报，2010（02）
一、钢结构制作场地、存放、运输
钢结构的制作场地定在现场，20m，宽5m，完全符合施工要求。钢构件应根据钢结构的安装顺序，分单元成套供应。
运输钢构件时，根据钢构件的长度、重量选用车辆；钢构件在运输上的支点、两端伸出的长度及绑扎方法均应保证钢构件不产生变形、不损伤涂层。
钢构件存放场地应平整坚实、无积水。钢构件应按种类、型号、安装顺序分区存放；钢构件底层垫层垫枕应有足够的支承面，并应防止支点下沉。相同型号的钢构件叠放时，各层钢构件的支点应在同一垂直线上，并应防止钢构件被压坏和变形。
二、钢结构的制作方法及技术要求 1）检材
首先对供应部门提供的各种钢材进行检查验收，看是否符合图纸要求与质量要求，检查质量保证书或合格证，不盲目下料。
2）矫正
对弯曲、变形的钢材必须进行校正，以确保制造质量，其方法是使用螺旋式压力机，千斤顶和氧炔火焰等手段使钢材恢复平直。
3）放样
在完全熟悉图纸的基础上，可按图制作下料用的样板和样杆。样板用来控制平面几何尺寸，样杆用来控制长度尺寸，样板用油毡制作，样杆用-30*3的扁钢制作。
样板和样杆必须经技术人员检查复核。4）下料
按照施工钢结构及部件图，对各种组合件进行编号，列表，并注明每件的数量，准备就绪后，按表依次用样板划线下料。
下料时100mm以内的型钢用砂轮切割机下料。下好的材料必须除尽氧化铁，堆码整齐，注明编号和数量。
5）钢架的组装是保证本工程质量的关键，该项工作必须在钢板平台上进行，首先在钢平台上按设计图放出放样，并按规定起拱，然后按地样设置胎模具，胎模具必须水准仪测平，并加以固定，使整个钢架在模具里按规定成型。
6）焊接变形的予防和矫正
钢架和其它构件在组合过程中，由于局部焊接加热，随着焊缝的收缩，会产生焊接变形。为了保证桁架的几何精度，在焊接过程中必须采取一些必要的措施，把焊接变形控制在最小的范围。
第一种方法采取刚性固定法，把整个构件用卡兰，倒勾或其它模胎具固定在钢平台上，不让构件有曲绕的余地，（但必须能让焊缝收缩，以减小内应力）达到减小变形的目的。
第二种方法采取合理的焊接顺序和正确的施焊方法，所谓合理的焊接顺序，应先焊腹杆与节点板之间的焊缝，再焊上、下弦与节点板之间的焊缝，焊接次序不应集中，应从中间节点开始向两边节点间隔跳开焊接，在进行几个面的立体焊节时应对称施焊，以达到减小焊接变形和焊接应力的目的。所谓正确的施焊方法是指焊工在施焊时，为减小焊接变形，要根据构件具体情况和焊缝长短来采用不同的焊接方式，如对称焊法、分段退焊法、跳焊法等等。并且在施焊时在保证焊缝质量的前提下，采用适当的电流，快速施焊。
第三种方法，采取反向变形措施，即在钢架点焊成形后，先将钢架人为的向焊接变形反向弯曲一点，以达到消除焊接变形的目的。但此种方法尚无法提供确切数据，焊工如无把握可不采用。
第四种方法，利用钢架翻面对称施焊来纠正变形，其实这也就是一个合理的焊接次序问题。第一面焊接第一遍后即翻面焊另一面。
如采用了以上的办法后，构件仍有一些弯曲就得用千斤顶配合卡具来进行矫正，千斤顶每个能力必须要达到施工要求。
除了用机械办法，还可以用火焰来矫正，用两把大号焊枪把焊接变形相对部位的金属局部加热到热塑性状态。
三、钢构件的吊装
钢构件吊装前，应对钢构件的质量进行检查。钢构件的变形、缺陷超过允许偏差时，应进行处理。
吊装采用一台汽车吊进行。钢结构的柱、钢架安装就位后应立即进行校正、固定，当天安装的钢构件应形成稳定的空间体系。
吊装时要做好轴线和标高的控制。
四、钢结构构件的质量检查 1）焊缝的外观检查
对完成的焊缝必须用肉眼或低倍放大镜进行外观检查，不允许有下列缺陷存在：
⑴裂纹； ⑵严重咬边； ⑶未焊透；
⑷焊瘤及焊肉高低不平； ⑸表面沙眼及灰渣；
⑹焊缝断面尺寸不符合图纸要求。
以上各项的具体检验标准参照“钢结构施工及验收规范”3、4、14~17 条。
2）各构件的组合尺寸偏差按下列数值检查：
⑴钢架的跨度偏差，从两端支承处最外侧的距离不得超过+3～-７mm。⑵钢架跨中高度允许偏差不得大于±１０mm。⑶钢架跨中拱度偏差：为+１０～-５mm。
⑷钢柱 安装允许偏差：柱脚底座中心线对定位轴线的偏移为５.０mm；柱基准点标高+5.0～-8.0mm；挠曲矢高H/1000（15.0mm）；柱轴线垂直度为10.0mm。
