论文部分内容阅读
摘要:波纹腹板H型钢作为一种新型的建筑型材,因其经济合理、造型美观及抗震性能好等优点,越来越受到工程界的关注,笔者通过介绍烟台潮水机场波纹腹板H型钢的应用,希望对以后的类似工程能有所借鉴。
关键词:波纹腹板H型钢;烟台潮水机场;工程应用
一、工程概况
烟台潮水国际机场是一座在建的国际机场,新机场选址位于山东省烟台市蓬莱市潮水镇附近,距烟台市中心约43 公里,规划项目总投资40 亿元,于2009 年开工,预计于2015 年建成通航。建成后将与山东省的青岛流亭国际机场、济南遥墙国际机场一起构成山东省的三大干线机场。
二、波纹腹板H型钢特点
波纹腹板H型钢由波纹腹板和上下翼缘板组成,上翼缘板与下翼缘板平行或者呈一定的角度,波纹腹板垂直于上翼缘板与下翼缘板,与上下翼缘板之间采用单面角焊缝或者是双面角焊缝,具体根据波纹腹板的厚度和焊接工艺决定,目前其波纹腹板的波纹为通过严格试验确定的波形(可以是梯形、正弦曲线、矩形、折线等形状)。
实验证明,波纹腹板H型钢腹板基本不承受轴向力,其主要优势在于它的抗剪切屈曲能力,与传统的平腹板相比,波形钢板的抗剪能力有很大的提高,因此,波纹腹板H型钢可通过减薄传统H型钢的腹板厚度,其腹板的波形相当于增加了连续的加劲肋而达到增强H型钢的整体刚度,通过增加截面高度而增加其抗剪能力,从而达到节省建筑材料。
同时,波纹腹板突破了传统平腹板H型钢高厚比的限制,克服了平腹板容易局部失稳变形的问题,在同等强度下可以大大降低用钢量,减轻自重。
因此,波纹腹板H型钢作为一种新型构件形式与传统的H型钢相比具有节省建筑材料、减轻了上部结构的自重、自重降低, 抗震性能好、造型美观等特点。
三、波纹腹板H型钢的制作
1.波紋腹板H型钢节点的处理
2.波纹腹板H型钢加工工艺流程
3.波纹腹板H型钢加工难点
本工程屋盖钢结构主要采用波纹腹板H型梁,腹板厚度5~14mm,高度为800~3500mm,材质Q345C,其跨度较大,截面高度较高,如何保证波纹腹板H型梁的腹板的加工制作精度及焊接质量要求是本工程的重难点。
根据冷作工艺学以及多年来生产实践经验,对波纹腹板H型钢腹板的成型采用冷成型,成型工艺主要为模压法和冲压法(也称折弯法),模压法又分为普通模压法和无牵制模压法,对于本工程波纹腹板H型钢腹板厚度为5~14mm,拟采用无牵制模压法,以有效控制波纹腹板成型精度,在专用组装胎架上组装,构件组装后,经专职检验人员验收后,用陶瓷加热板进行预热,达到预热温度后采用双数焊工进行翼缘和腹板间焊缝的焊接,焊后进行后热处理,控制5/8t时间,24小时后进行探伤检验。构件焊接后,采用振动时效消应工艺对节点进行消应力处理。
四、波纹腹板H型钢的发展
烟台潮水国际机场使用的波纹腹板H型焊接钢梁波纹为通过严格实验确定的波纹,达到抗剪全截面有效,突破了传统平腹板H型钢腹板高厚比的限制,克服了平腹板容易局部失稳变形的问题,是一种高效的新型建筑型材。该型材的运用为屋盖整体用钢量的节省起到了决定性的作用。
其实,波纹腹板的应用在日常生活中能随处可见,如波形的集装箱、瓦楞状的纸箱等。早在上世纪八十年代,欧美及日本等国家便开始在工程当中使用波纹腹板钢构件。我国对波纹腹板钢构件的发展相对较晚,近年来,虽然有更多人开始关注波纹腹板,但较多的应用于桥梁工程,房屋、工业厂房等结构确较少用到。随着国内钢结构技术的日趋成熟,节省建材、使构件更加轻型化成为工程师们追求的新的研究方向,波纹腹板H型钢作为一种高效的新型型材会越来越多的被使用到各工程中。
工业厂房
五、结束语
近几年,波纹腹板H型钢已得到国家建筑协会的高度重视和认可,在通过各项严格的试验及审核后,于2010年9月25日颁布波纹腹板H型钢相关规程,开启了我国绿色建筑的新天地。
但是,波纹腹板H型钢作为一种新型的钢构件,无论设计还是施工还有很多不成熟的地方,国内可参照的工程实例也并不多,为了更好的推广此类构件的应用,工程师们除了更多的参考国外资料外,笔者也希望能通过国内的一些成功案例介绍,供以后工程的参考。
参考文献
钢结构设计规范GB50017-2003
波纹腹板钢结构技术规程CECS 291-2011
钢结构制作安装施工规程YB9254-95
钢结构制作工艺规程 DG/TJ08-216-2007
多、高层民用建筑钢结构节点构造详图03SG519-1
多、高层民用建筑钢结构节点构造详图01(04)SG519
建筑结构用钢板GB/T 19879-2005
张哲,李国强,孙飞飞.波纹腹板H型钢研究综述.建筑钢结构进展, 2008年12月,第10卷第6期:41~46.
关键词:波纹腹板H型钢;烟台潮水机场;工程应用
一、工程概况
烟台潮水国际机场是一座在建的国际机场,新机场选址位于山东省烟台市蓬莱市潮水镇附近,距烟台市中心约43 公里,规划项目总投资40 亿元,于2009 年开工,预计于2015 年建成通航。建成后将与山东省的青岛流亭国际机场、济南遥墙国际机场一起构成山东省的三大干线机场。
二、波纹腹板H型钢特点
波纹腹板H型钢由波纹腹板和上下翼缘板组成,上翼缘板与下翼缘板平行或者呈一定的角度,波纹腹板垂直于上翼缘板与下翼缘板,与上下翼缘板之间采用单面角焊缝或者是双面角焊缝,具体根据波纹腹板的厚度和焊接工艺决定,目前其波纹腹板的波纹为通过严格试验确定的波形(可以是梯形、正弦曲线、矩形、折线等形状)。
实验证明,波纹腹板H型钢腹板基本不承受轴向力,其主要优势在于它的抗剪切屈曲能力,与传统的平腹板相比,波形钢板的抗剪能力有很大的提高,因此,波纹腹板H型钢可通过减薄传统H型钢的腹板厚度,其腹板的波形相当于增加了连续的加劲肋而达到增强H型钢的整体刚度,通过增加截面高度而增加其抗剪能力,从而达到节省建筑材料。
同时,波纹腹板突破了传统平腹板H型钢高厚比的限制,克服了平腹板容易局部失稳变形的问题,在同等强度下可以大大降低用钢量,减轻自重。
因此,波纹腹板H型钢作为一种新型构件形式与传统的H型钢相比具有节省建筑材料、减轻了上部结构的自重、自重降低, 抗震性能好、造型美观等特点。
三、波纹腹板H型钢的制作
1.波紋腹板H型钢节点的处理
2.波纹腹板H型钢加工工艺流程
3.波纹腹板H型钢加工难点
本工程屋盖钢结构主要采用波纹腹板H型梁,腹板厚度5~14mm,高度为800~3500mm,材质Q345C,其跨度较大,截面高度较高,如何保证波纹腹板H型梁的腹板的加工制作精度及焊接质量要求是本工程的重难点。
根据冷作工艺学以及多年来生产实践经验,对波纹腹板H型钢腹板的成型采用冷成型,成型工艺主要为模压法和冲压法(也称折弯法),模压法又分为普通模压法和无牵制模压法,对于本工程波纹腹板H型钢腹板厚度为5~14mm,拟采用无牵制模压法,以有效控制波纹腹板成型精度,在专用组装胎架上组装,构件组装后,经专职检验人员验收后,用陶瓷加热板进行预热,达到预热温度后采用双数焊工进行翼缘和腹板间焊缝的焊接,焊后进行后热处理,控制5/8t时间,24小时后进行探伤检验。构件焊接后,采用振动时效消应工艺对节点进行消应力处理。
四、波纹腹板H型钢的发展
烟台潮水国际机场使用的波纹腹板H型焊接钢梁波纹为通过严格实验确定的波纹,达到抗剪全截面有效,突破了传统平腹板H型钢腹板高厚比的限制,克服了平腹板容易局部失稳变形的问题,是一种高效的新型建筑型材。该型材的运用为屋盖整体用钢量的节省起到了决定性的作用。
其实,波纹腹板的应用在日常生活中能随处可见,如波形的集装箱、瓦楞状的纸箱等。早在上世纪八十年代,欧美及日本等国家便开始在工程当中使用波纹腹板钢构件。我国对波纹腹板钢构件的发展相对较晚,近年来,虽然有更多人开始关注波纹腹板,但较多的应用于桥梁工程,房屋、工业厂房等结构确较少用到。随着国内钢结构技术的日趋成熟,节省建材、使构件更加轻型化成为工程师们追求的新的研究方向,波纹腹板H型钢作为一种高效的新型型材会越来越多的被使用到各工程中。
工业厂房
五、结束语
近几年,波纹腹板H型钢已得到国家建筑协会的高度重视和认可,在通过各项严格的试验及审核后,于2010年9月25日颁布波纹腹板H型钢相关规程,开启了我国绿色建筑的新天地。
但是,波纹腹板H型钢作为一种新型的钢构件,无论设计还是施工还有很多不成熟的地方,国内可参照的工程实例也并不多,为了更好的推广此类构件的应用,工程师们除了更多的参考国外资料外,笔者也希望能通过国内的一些成功案例介绍,供以后工程的参考。
参考文献
钢结构设计规范GB50017-2003
波纹腹板钢结构技术规程CECS 291-2011
钢结构制作安装施工规程YB9254-95
钢结构制作工艺规程 DG/TJ08-216-2007
多、高层民用建筑钢结构节点构造详图03SG519-1
多、高层民用建筑钢结构节点构造详图01(04)SG519
建筑结构用钢板GB/T 19879-2005
张哲,李国强,孙飞飞.波纹腹板H型钢研究综述.建筑钢结构进展, 2008年12月,第10卷第6期:41~46.