鋼結構蜂窩梁構件的設計、制作方法

鋼結構蜂窩梁構件的設計、制作方法孫占科蜂窩梁是一種腹板有孔洞的工字形梁。蜂窩梁腹板上的孔洞可以做成幾種不同的形狀，通常正六邊形為居多。它是在H型鋼腹板上按一定的折線切割后，變位、重新焊接、組合而成的新形式。切割后，變位可采用平移錯開或掉頭錯開的方式進行．為保持梁端頭平齊、可切除多余部分或加焊鋼板補齊。蜂窩梁屬于空腹結構構件，與原H型鋼相比，蜂窩梁的承載力及剛度均顯著增大，且結構的經(jīng)濟效益好，管線穿越方便，在跨度較大而載菏較小的情況下，采用蜂窩梁更為合理。在廠房結構中，利用梁腹板上的孔洞通行管道，與在樓面梁布置管道相比，可提高樓層凈空高度。由軋制工字鋼經(jīng)火焰切割后再錯位焊接,焊接后梁高大于原工字鋼(增加六角形孔高的一半),從而提高了梁的承載能力和抗彎剛度。1、蜂窩梁的設計計算為了設計與制作方便，通常蜂窩梁的孔型采用正六角形，其結構的孔型尺寸計算按下列公式計算：a=（）hb=(β-1)h式中：h——原型H型鋼的高度β-蜂窩梁高度與原型H型鋼的高度之比。一般取β=1.5,a=0.25h,b==0.5h。通過此公式可以檢查所設計的蜂窩梁的尺寸和所選擇的原型型鋼的尺寸的正確與否。2、蜂窩梁的切割方法蜂窩梁的切割組合一般可分三種情況方法進行(1)將切割的兩個部件相互錯動1/2的單元長度,并接去多余的部分（見圖a-1.-2）。把下部件上、下對稱后，和下部件組合。通過以上方法的比較，第一種的切割組合方法，會增加一些鋼材的消耗，其余的兩種方法則需要在需要在支座處加焊堵孔板。3、型鋼劃線、切割1）劃線樣板依據(jù)設計尺寸，分別計算出等六邊形的的尺寸a、b等，用薄鐵皮做出劃線樣板（需精確）如圖：2）用計算出得尺寸a分別定位出H型鋼等a距基準線，用樣板在基準線上連續(xù)劃線，正式切割時，一定要抹掉不必要的線。3）切割采用手工氧氣切割的方法。折線轉彎處一定要圓滑過渡。也可采用多頭數(shù)控切割，折線的切割尺寸精度控制好，蜂窩切割邊整齊，光潔。同時也省去了劃線、放樣，能極大的提高效率。4）切割坡口采用單面對接坡口，手工氧氣切割的方法。3、型鋼組合、焊接與防變形工藝（1）蜂窩梁的切割組合方法見上論述。（2）蜂窩梁的焊接、與防變形措施1）焊接預變形由于一般H型鋼腹板較薄，對接焊縫產(chǎn)生較大的橫向應力作用，產(chǎn)生角變形。所以必須采取反變形的焊接方法進行。①制作專用焊接臺架進行焊接工作。胎架的上平面的水平度要求±1.5mm,上翼緣的縱向擋板預留經(jīng)過計算分析的控制角變形的高度上拱量。②將腹板的對接邊用半制動切割機割出40°～45°的單邊焊接坡口，鈍邊1～2mm,對口間隙2～3mm,保證焊透。③H型鋼折線切割完并按要求開好坡口后，將坯料平移錯開放在組裝臺架上，用卡具，擋鐵，揳鐵配合、組對、點焊固定。④用二氧化氣體保護焊打底，手工蓋面的焊接方法進行施焊，在胎架上焊完一面后將蜂窩梁構件翻身，置放平整卡緊張，清理焊道后再焊接背面。2）強制預應力防變形蜂窩梁的制作通常在H型鋼沿腹板按一定的折線切割成兩部分。由于腹板切割受熱不均勻,分離出的兩部分形成正向拱曲變形如圖示,因此需進行二次校正，為了減少二次校正，利用強制反變形法應用于蜂窩梁制作中的二次校正與組裝、焊接工序，提高構件質(zhì)量、效率。①在鋼平臺上，利用未切割的H型鋼,也可用工字鋼,平放作工裝,將切割好的齒狀T形鐵背肢兩邊與H型工裝的翼緣板夾緊，強制反變形校直。如圖所示。②安裝夾具時自構件中間向兩端進行，每間隔200mm～300mm使用一個自制鋼板u形卡，u形卡內(nèi)用斜鐵夾緊，每間隔1M～1.5M使用一個卡蘭(C形夾具)夾緊。③將兩件強制校直的齒狀T形鐵墊平,按蜂窩梁拼裝圖找正、組裝、點焊牢固。然后進行焊接作業(yè)，如圖2所示。④組焊好蜂窩梁半成品后，拆除工裝及夾具，并進行腹板焊接變形校正。4、蜂窩梁的調(diào)整經(jīng)過焊接的組合梁，