刚架梁与柱:焊接 H 型钢、变截面与拼接

对应图集:23G518-1、19G518-3

无吊车、有吊车两部分按现行 23G518-1(2023)和 19G518-3(2019)编写,这两本依据 GB 51022-2015、GB 50017-2017。悬挂吊车(04SG518-2)和多跨刚架(07SG518-4)还没有新版,编于 2004–2007 年,相关内容重在讲思路。实际工程以施工图和现行规范为准。

刚架的柱和斜梁大多用焊接 H 型钢:三块板(两翼缘一腹板)在工厂自动焊拼成。因为刚架在柱顶、梁端的弯矩最大,跨中和柱脚小,所以常把腹板高度做成渐变(变截面),弯矩大处高、小处矮,省钢。图集详图里的零件表会把每个零件的板厚、长度、数量列清楚,这是深化时核对的基础。

轴线怎么取

  • 柱:以柱子外皮作为定位轴线(或距外皮留一个插入距,具体看设计)
  • 斜梁:取通过梁小头截面中心、平行于斜梁上表面的直线
  • 轴线不是几何中心线,建模和画图时先分清是哪一条线,否则整榀刚架的尺寸会整体偏位

截面形式和限制

刚架梁柱的主要控制(取自 23G518-1、19G518-3 总说明,具体工程以施工图为准)
项目图集的规定
翼缘外伸宽厚比外伸宽度与厚度之比不大于 15√(235/fy),防止翼缘局部失稳(19G518-3 用 Q235,直接写作 15)
腹板高厚比23G518-1 不大于 250;19G518-3 有吊车,取得更严,不大于 160
构件长细比19G518-3:柱不大于 180(8 度区或荷载等级 3、4 时 150),支撑压杆 220(200),拉杆 400
有吊车时的柱桥式吊车用单阶柱:下柱支承吊车梁牛腿,上柱承屋盖;单梁式吊车用等截面柱
有吊车时的斜梁跨度小于 24 m 用等截面,24 m 及以上用变截面(19G518-3)

加工制作时的要点

  • 翼缘与腹板的长焊缝宜用自动焊或半自动焊(二氧化碳保护焊或埋弧焊),质量比手工焊稳定
  • 梁拼接位置要避开受力大的区域:23G518-1 和 19G518-3 都要求上翼缘和腹板在距梁端 0.15 倍跨度范围内、下翼缘在跨中 1/3 跨度范围内不宜拼接
  • 不得不拼接时,翼缘和腹板的拼接缝要错开至少 200 mm,不要落在同一截面
  • 翼缘对接焊缝要加引弧板和引出板,焊后割去并打磨平整,保证全焊透;23G518-1 要求对接焊缝按二级检验、拼板按一级检验
  • 所有焊缝表面做成直线形或凹形,避免咬肉和弧坑;加劲肋直角焊缝的起止端要回焊,回焊长度不小于 3 倍焊脚尺寸
易错下翼缘跨中区域和梁端区域是最忌讳接口的位置。排板下料套料时如果为了省料把接口放进这些区域,要先和设计确认,不能自行决定。
要点看零件表的顺序:先看构件号对应哪一榀,再看每个零件的断面(如 LH 表示高频焊接 H 型钢)、长度和数量,最后对着节点图确认连接板、加劲肋的位置。

自测

  1. 1.
    刚架斜梁的定位轴线通常取哪里?
  2. 2.
    为什么刚架梁柱常做成变截面?
  3. 3.
    关于梁的拼接位置,下列说法正确的是?多选
  4. 4.
    设有桥式吊车的刚架,柱一般做成什么形式?

参考行业标准图集整理,尺寸与做法为示意,施工以设计图纸和现行规范为准。