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影響管桁架焊接變形的幾點因素及應(yīng)對控制

發(fā)布時間:2020-12-07 瀏覽次數(shù):442

鋼管結(jié)構(gòu)焊接時會產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力,被焊桿件施焊和冷卻時,不均勻的溫度會影響熱應(yīng)力。金屬組織中的金相組織產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力受到結(jié)構(gòu)的約束,產(chǎn)生約束應(yīng)力。如果在焊接過程中內(nèi)應(yīng)力沒有得到很好的控制,則將導(dǎo)致焊條的形狀和尺寸發(fā)生變化。小變形將影響結(jié)構(gòu)的精度并給組裝帶來困難。過度的變形也會導(dǎo)致裂紋,從而降低結(jié)構(gòu)的承載能力。因此,焊接變形不僅會影響建筑結(jié)構(gòu)的外觀,降低適用性,造成經(jīng)濟損失。



焊接材料


焊接母材和焊接材料是影響管桁架焊接變形的主要因素。焊接材料是金屬,其獨特的熱物理性能以及機械性能的變化會在焊接過程中引起焊條變形。材料的熱傳導(dǎo)系統(tǒng)的系數(shù)越大,溫度梯度越小,并且在焊接過程中的焊接變形也越小。金屬材料具有熱膨脹和收縮特性,材料線性膨脹系數(shù)的增加將增加焊條的變形。同時,不同的材料具有不同的化學(xué)成分并影響機械性能。例如,Q345B結(jié)構(gòu)鋼沖擊韌性較低,而G20Mn5鑄鋼在鑄造過程中不可避免地會產(chǎn)生縮孔,成分偏析,晶粒粗大等缺陷。這些因素都在一定程度上影響焊接性能。

 


焊接技術(shù)


焊接技術(shù)對管桁架焊接變形的影響是復(fù)雜的。在管桁架結(jié)構(gòu)加工時,焊接胎架的生產(chǎn),定位和拼裝要求以及運輸?shù)纫蛩貨Q定了管桁架管件焊接方式,從而影響焊接電流,焊接電壓,結(jié)構(gòu)定位,固定方法和焊接的選擇順序。例如,多層焊接對焊接技術(shù)參數(shù)的影響。研究表明,層的焊縫收縮大,第二和第三層的焊縫收縮迅速減小,第二層收縮量是層的20%,第三層是層的5%左右。焊接層越多,焊接變形的影響越大;斷續(xù)焊縫比連續(xù)焊縫引起的變形?。缓附禹樞?qū)Σ牧系臍堄鄳?yīng)力和應(yīng)力分布影響。通常認(rèn)為,過度的焊接變形的原因通常是由于沒有按照合理的焊接程序進行焊接,或者是在沒有焊接子部件的情況下進行整體拼接。

 


結(jié)構(gòu)因素


焊接結(jié)構(gòu)設(shè)計也是影響管桁架變形的一個重要方面。通常,結(jié)構(gòu)的約束度增加時,焊接變形相對減小。在焊接過程中,結(jié)構(gòu)構(gòu)件本身的約束隨著結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性的增加和焊接工作的發(fā)展而不斷變化。在焊接結(jié)構(gòu)的設(shè)計中,使用耳板或加勁板來提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件的穩(wěn)定性和剛度可以減少焊接變形,但是這種方法增加了組裝和焊接的工作量,并增加了焊接變形分析的難度。


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彩鋼板具有輕質(zhì)、強度高、安裝便捷等特點,目前廣泛用于地震等災(zāi)區(qū)群眾安置板房,廠房、倉庫、商店、售貨亭以及建設(shè)工程施工現(xiàn)場臨時性用房, 特別一些高層建筑和大跨度建筑, 應(yīng)用這種輕鋼結(jié)構(gòu)造房的優(yōu)勢更為明顯。但近年來, 彩鋼板房引發(fā)的火災(zāi)和因鐵柵欄、廣告牌遮擋影響人員逃生和滅火救援的火災(zāi)時有發(fā)生,造成重大人員傷亡和財產(chǎn)損失。因此,要采取有效措施防控彩鋼板建筑物火災(zāi)。一、彩鋼板建筑火災(zāi)的特點(一)火勢發(fā)展快,蔓延迅速。因鋼結(jié)構(gòu)建筑空間跨度大,可燃物料多,一旦發(fā)生火災(zāi),火勢發(fā)展快,燃燒猛烈,極易形成大面積火災(zāi)。(二)燃燒產(chǎn)生大量濃厚黑煙和毒氣, 造成火場中的消防人員視線受到影響, 不容易觀察到火點, 以及無法進行人員搜救,使內(nèi)部人員疏散困難, 易造成人員傷亡。(三)建筑結(jié)構(gòu)耐火等級低,容易出現(xiàn)頂部、局部、墻體、樓板坍塌,阻礙滅火進攻,易造成人員傷亡。(四)火點隱蔽,撲救困難,清理殘火時間長。(五)消防設(shè)施建設(shè)不全,水源缺乏。彩鋼板建筑多為城鄉(xiāng)結(jié)合部以及臨時建筑,消防設(shè)施建設(shè)跟不上,致使火災(zāi)現(xiàn)場供水困難。二、導(dǎo)致彩鋼板房發(fā)生火災(zāi)的主要因素(一)對彩鋼板的火災(zāi)危險性和火災(zāi)危害性認(rèn)識不足。彩鋼夾芯板以彩色涂層鋼板為面材,芯材主要有聚苯乙烯、聚氨酯、巖棉三種。前兩種是在兩層薄鋼板中間夾入不同厚度的聚苯乙烯(簡稱苯板)或聚氨脂,這種材料一旦受到高溫火花或明火作用時立刻燃燒,因材料自身的蜂窩狀結(jié)構(gòu)決定了與空氣的接觸面加大,燃燒起來非常猛烈,撲救過程中,水和滅火劑只能噴到彩鋼板外面的鋼板上,不能直接作用于夾層里的燃燒物,且燃燒產(chǎn)物毒性特別大,易造成人員傷亡,此類材料因造價相對較低,非常受投資商或開發(fā)商的青睞。后一種是在兩層薄鋼板中間夾入不同厚度的巖棉,該材料屬非燃燒材料,防火隔熱作用比較好,但因其造價相對高,一般投資商或開發(fā)商都不愿使用。(二)部分彩鋼板建筑項目未經(jīng)消防審核、驗收,致使彩鋼板建筑存在先天隱患。在建設(shè)中有的項目在設(shè)計時并未考慮防火設(shè)計,或者雖有防火設(shè)計但在施工過程中未按圖施工,項目竣工后未經(jīng)消防驗收,致使可以把關(guān)的幾個環(huán)節(jié)都忽略了。(三)業(yè)主擅自改變使用功能,增加火災(zāi)危險性。部分彩鋼結(jié)構(gòu)廠房在申報消防審核和驗收時的火災(zāi)危險性是丁戊類,而實際上可能是丙類廠房,或者投入使用初期是丁戊類生產(chǎn),后來因生產(chǎn)項目調(diào)整后未及時申報。如濟南市某特種汽車改裝廠,擅自將彩鋼板倉庫改為廠房,并在廠房內(nèi)進行焊接、噴漆施工作業(yè),卻未做任何特殊的防火分隔措施,致使在2006年4月,因焊接不慎引發(fā)火災(zāi),造成廠房坍塌,財產(chǎn)損失巨大。(四)電器安裝、使用不當(dāng)也是造成彩鋼板房火災(zāi)的重要原因。彩鋼板建筑起火原因多與違規(guī)使用電器、電路老化等有直接關(guān)系,有些是將電線直接安裝在彩鋼板的夾芯層內(nèi),有些是電線穿過墻體時直接在彩鋼板上鉆空穿越,鉆空不加護套容易造成電線絕緣層破損而短路打火引起火災(zāi)。投入使用后管理不善,在靠近彩鋼板的部位使用明火或進行焊割作業(yè)引起彩鋼板內(nèi)部可燃夾芯材料燃燒導(dǎo)致火災(zāi)發(fā)生。三、預(yù)防彩鋼板房火災(zāi)的措施(一)加強執(zhí)法監(jiān)督,嚴(yán)把建筑審核關(guān)。避免和減少彩鋼板建筑火災(zāi),關(guān)鍵是把好源頭關(guān)。在建設(shè)工程消防審核驗收過程中, 對新建建筑、臨時建筑都應(yīng)該嚴(yán)格按照規(guī)范要求,嚴(yán)禁非阻燃彩鋼板在工程中的使用。在消防監(jiān)督檢查中,對于已經(jīng)使用了不符合要求的彩鋼板,應(yīng)限期更換或做防火處理。對電氣線路、管道穿越、孔洞等防火封堵情況和套管更要認(rèn)真檢查。(二)合理配置電氣線路。一是合理布置配電盤。配電盤應(yīng)安裝在不燃燒材料上且不可隨意更換粗保險絲或干脆用銅、鐵絲代替。二是要選擇合適的電線。要堅決使用絕緣層良好的電線,并穿金屬管或瓷管保護,嚴(yán)禁私拉亂接電氣線路。三是正確的使用電器。對于電視機、冰箱冰柜、空調(diào)等家用電器使用完畢后不僅要將其本身開關(guān)關(guān)閉,同時還應(yīng)將電源插頭拔下,嚴(yán)禁使用大功率電器。(三)采用主動型監(jiān)控和探測報警系統(tǒng)。彩鋼板芯材在火災(zāi)發(fā)生時, 先分解釋放出可燃氣體, 氣體在不同密封程度板間縫隙滲透程度也有所不同。對準(zhǔn)確探測火情的報警系統(tǒng)要嚴(yán)格管理,進一步完善和加強火災(zāi)探測系統(tǒng)。增設(shè)發(fā)熱、發(fā)光、發(fā)聲以及煙塵、可燃體、特殊氣味的測敏儀并與消防中心機聯(lián)接。在技術(shù)條件允許的情況下,應(yīng)該在重點部位增設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)。(四) 配備有效的滅火器材設(shè)施。從大量的試驗及案例可以看出, 對于彩鋼板火災(zāi)的撲救, 無論是噴淋系統(tǒng)還是滅火器, 直接滅火都很難實現(xiàn)對火災(zāi)的控制。噴淋系統(tǒng)也會增加輕鋼建筑的自重負(fù)荷, 在災(zāi)害中甚至?xí)蔀榻Y(jié)構(gòu)迅速坍塌等不利因素。但彩鋼板火災(zāi)如果在初期階段不能夠熄滅, 將會造成嚴(yán)重的后果。初期階段有效的滅火方式是對板材金屬面切割后, 切斷火災(zāi)蔓延途徑, 或者使全部燃燒暴露在可視空間內(nèi), 然后用滅火器、消火栓等進行撲救。在大量采用彩鋼板材料的建筑內(nèi), 適當(dāng)配備電動切割機、無齒鋸、板斧、撬棍等工具對初期火災(zāi)撲救是非常必要和有效的。 網(wǎng)架 鋼結(jié)構(gòu)框架 鋼結(jié)構(gòu)墊片加工 鋼結(jié)構(gòu)加工 管桁架 管桁架 鋼結(jié)構(gòu)加工 門式鋼架 鋼結(jié)構(gòu)加工 彩鋼板