如何计算轻钢钢柱（H型）工程量？

(1)、钢柱（等截面）：翼缘板＝（钢柱顶标高－柱底板板底标高－柱脚板厚度－顶部节点板厚度）翼缘板宽度翼缘板的理论重量腹板＝（钢柱顶标高－柱底板板底标高－柱脚板厚度－顶部节点板厚度）（此腹板截面高度－两块翼缘板厚度）腹板的理论重量(2)、钢柱（变截面）：翼缘板计算方法和等截面柱翼缘板的计算方法相同腹板＝（钢柱顶标高－柱底板板底标高－柱脚板厚度－顶部节点板厚度）（腹板最大截面高度与最小截面高度的平均值－两块翼缘板厚度）腹板的理论重量(3)、钢柱（等截面）钢柱实际高度该型号的理论重量〔理论重量计算方法：翼缘板宽翼缘板的理论重量2+（腹板截面高度－两块翼缘板厚度）腹板的理论重量〕（钢板理论重量＝785t）备注：1、在计算钢柱工程量时按照图纸节点详图把相关的节点板工程量计算出来（如节点板形状为不规则或多边形钢板以其最小外接矩形面积该规格的理论重量计算），把工程量并入钢柱中。2、工程有吊车梁，在钢柱上焊牛腿（H型钢），其计算方法同钢梁的计算方法，工程量并入钢柱工程量。3、总重：相同钢柱单重根数榀数（参照钢架布置图）

4、主梁腹板下料

　根据计算结果将各数据分配到三节主梁上，各节的尺寸选择为：中间一节上拱20mm，长度为13310mm；两端节上拱25mm，长度分别为6695mm实际下料时，主梁腹板中间一节采用两块板拼制而成。拼接成形主梁腹板用粉线或钢丝线以两端头点为基准绷紧，测量中间矢高，用钢盘尺测主梁腹板长、宽及对角尺寸，对接焊缝按Ⅰ类缝要求进行焊接和超声波探伤。由于两端头腹板高度分别为1632mm、2812mm，下料时不能一张整板上切割成型（若切成整板浪费太大），因此将其以如图2所示方式进行拼焊而成，该腹板拼装质量难以检测，在生产过程中采用放地样的方式进行组拼、焊接、检验，对接焊缝按Ⅰ类缝要求进行焊接。

　5、组装质量控制来源：考试大

　为控制主梁制作整体质量，主梁采用三节整装、整焊、整体矫形的方法予以制作。装配时主梁上翼板预留45mm的上拱（倒装），平铺在钢轨平台上，用水平仪调整各点的高程，翼板横向倾斜度小于20mm，调整好后加支承板点焊将其固定在钢轨平台上。按预留收缩量进行平均分配工艺，对各筋板进行放样定位。

　装配时，先装主梁各筋板，根据筋板放样尺寸从中间开始将各筋板点焊在主梁翼板上，点焊不能全部点死以方便筋板整体的直线度、垂直度的调整。为便于主梁腹板的装配，考虑主梁腹板长而软，先将主梁腹板吊装到翼板上，外侧加焊可调节的斜支撑进行固定。主梁腹板与翼板固定后，调整各筋板及主梁直线度、垂直度。因主梁两端较高，垂直度控制难度大，主梁整体控制没有基准等，故将主梁两端的最外侧端板纵、横向垂直度调整好，并与边梁腹板点焊定位，加支承固定不准其向任何方向摆动。在已调好的两端板侧面，在主梁腹板距下翼板15m处，距主梁腹板100mm处设置一根绷直的钢琴线，用以调整主梁侧面直线度。绷好钢琴线后，调整最中间一块筋板的垂直度和直线度，以此为基准向两端对各筋板进行调整并与腹板点焊。

　主梁整体对装完毕，按工艺要求对垂直度、旁弯、长、宽、高等关键控制项目进行检测，并复测腹板上拱度。如图3，主梁腹板与翼板焊缝工艺设计有2mm的间隙，在腹板对装过程中严格控制装配间隙。三节主梁节间搭接拉板进行联接。

　6、焊接质量控制

　61 焊接方法

　主梁所有筋板的焊角均为5mm贴角焊，如果采用手工电弧焊焊接变形较大，对主梁焊后成形质量影响较大，因此采用CO2气体保护焊。主梁腹板与翼板组合焊缝为Ⅱ类缝，为保证焊接质量采用45°坡口、2mm钝边、2mm装配间隙焊缝（装配坡口见图3）。此焊缝长，可用埋弧自动焊进行焊接，但采用埋弧自动焊时，主梁必须整体移动，整体刚性不强，易产生焊接变形；也可采用CO2气体保护焊焊接，CO2焊焊接对焊位要求不高，线能量集中，变形小；综合确定组合焊缝焊接采用CO2气体保护焊。

　62 焊接材料

　箱型主梁母材材质为16Mn，其化学成份和机械性能如表1、表2，焊材选用原则要求焊缝焊材的选用强度应等于或稍大于母材。查规范知H08Mn2SiA焊丝有较好的工艺性能、力学性能及抗热裂纹能力，主适用于焊接低碳钢、屈服极限σs≤500Mpa的低合金钢，应用最为广泛，市场上货量较大，价格较低，购买容易的特点，因此选用H08Mn2SiA焊丝。

　63 焊接规范参数

　焊接设备采用松下350 CO2焊机，焊接规范参数如表3

　64 焊接顺序

　采用分段倒退对称施焊，从中间向两端焊接，先焊上部开口处长筋板与腹板的焊缝，每400mm一段。长筋板焊完后，用CO2气体保护焊对短筋板采用从上往下的方法进行对称焊接（实验证明CO2从上往下焊接速度快，且焊接变形比手弧焊小1/2左右，焊接金属熔合质量符合要求）。立焊全部焊完后，同样采用CO2气体保护焊从中间向两侧对称焊接筋板与主梁翼板的平焊。筋板所有焊缝焊接完成，焊主梁腹板内侧封底焊缝，此焊缝焊接参数与筋板焊接参数一样，只是要求从中间向两端延伸，左右两条焊缝对称交叉焊，并且两条焊缝的运条方向应一致（防止扭曲）。为了保证主梁四条最长也是最关键的主梁腹板与翼板外侧坡口焊缝的对称性和保持变形的一致性，方便矫形，暂时不焊外侧坡口焊缝。

　焊接完毕对主梁腹板垂直度、弯曲度、扭曲、翼板倾斜度等关键控制项目进行检测。经检验除波浪变形以外，其余各项指标未发生较大变化。主梁腹板靠近上翼板侧局部不平度合格，主梁腹板在靠未盖下翼板侧波浪变形10mm以上超标，考虑到主梁腹板板厚只有6mm，若用火焰矫形，矫正困难，成本较高，而且有可能产生"鼓包"和新的波浪变形，所以对变形较大部位采用拉力器等机械矫正方法进行矫正。对于小的波浪变形，通过主梁下翼板盖上后，用楔子板处理至盖板设计尺寸。盖下翼板时仍以原有的钢琴线调整整个主梁的侧弯，下翼板同样留20mm的间隙。下翼板装好后，在自由状态下测量整根主梁的垂直度和旁弯，根据实测值调整焊接顺序。焊接时由于焊接坡口较小，焊角较小，四条纵缝分一层焊接，焊接工艺参数同表，焊接由四名焊工从中间向两端延伸，对称施焊，四条焊缝对应位置处焊缝运条方向一致，防止焊后扭曲。

　7、结论

　主梁焊完放置一天时间后，将所有主梁与轨道平台的拉筋拆除，测量主梁整体尺寸，其中上拱度为33（最后吊装就位后由于自重产生了一定下挠，实测只有24mm），侧弯为7～12mm、长度主控尺寸25000实测-2～4mm，翼板倾斜度为2mm，高度为1631～1635，垂直度为2～3mm不用矫形就达到了预期效果。

钢梁截面的大小都须经计算确定，并满足强度、整体稳定和刚度三个主要要求。前两个保证钢梁在使用中的安全，后者保证不会产生过大的变形以利正常使用。组合梁的截面尺寸除满足上述三项要求外，还必须满足各组成件的局部稳定要求。热轧型钢截面的厚度较大，局部稳定一般可以得到保证。 钢梁的抗剪能力，也可按材料力学中的有关公式计算。为了简化，通常假定剪力完全由腹板的计算截面平均承受。型钢的腹板较厚，抗剪强度一般都能满足设计要求。当梁的抗弯强度按塑性阶段设计时，剪力的存在会加速塑性铰的形成；因此，对最大弯矩截面上的剪应力，应有比较严格的限制。

钢梁上承受固定集中荷载处(包括梁的支座处)，当荷载作用在翼缘上时，该处翼缘与腹板交界部位的腹板水平截面，应具有足够的抗竖向局部压力的能力。承受竖向局部压力的腹板水平截面的面积，为该竖向压力在所验算水平截面上的假定分布长度与腹板厚度的乘积，并假定竖向压应力在该水平截面上为均匀分布。若计算截面的抗竖向局部承压能力不足，可放大支承竖向荷载垫板的长度，或在该处设置腹板的加劲肋。 当梁的腹板和翼缘厚度不足时，可能在全梁因强度破坏或丧失整体稳定之前，受压翼缘或腹板就已形成波状凹凸而失去其原来的平面形态的现象称局部屈曲或丧失局部稳定(图2)。局部屈曲将改变截面形状而恶化梁的工作状态，有可能促使梁提前丧失承载能力。为此，对受压翼缘板的宽厚比应有限制。对于腹板，当高厚比较大时，则须用横向加劲肋或纵、横向加劲肋予以加强，把整块腹板分成若干小区格。

钢梁加劲肋焊在腹板两侧用以防止腹板丧失局部稳定的条形钢板。

①中间加劲肋。有横向和纵向两种。横向加劲肋主要用于增强腹板抵抗因受剪而局部屈曲的能力，间距由腹板高厚比和板中应力的大小经计算确定。纵向加劲肋主要用以增强腹板抵抗因弯曲压应力而屈曲的能力，设在腹板的受压区,位于离腹板受压边缘为腹板高度的1/4～1/5处，可沿梁的全长设置,也可只在弯曲压应力较大的区间内局部设置。加劲肋的截面应有足够的刚度。

② 支承加劲肋。设置于梁的支座处和固定集中荷载处，除有中间横向加劲肋的作用外，主要用以传递梁所受的集中力，改善腹板在竖向压力下的工作性能。设计时将支承加劲肋及其两侧的部分腹板看作一个轴心压杆，验算此压杆在支座集中反力或集中荷载作用下在腹板平面外的稳定性。此外，为了传递所受集中力，加劲肋的端部还应有足够的承压面积刨平抵紧于翼缘板上。 腹板区格局部屈曲后将会产生平面外位移，但与此同时，由于该区格四周与翼缘板和加劲肋分别牢固相连，腹板内随即产生薄膜张力来阻止平面外位移的增大，使腹板屈曲后还可继续承受荷载的状态称腹板屈曲后强度。研究利用它，可节省钢材，具有一定经济意义；但一般只适用于受静力荷载的钢梁。

式中  ——所计算腹板区格内，由平均弯矩产生的腹板计算高度边缘的弯曲压应力；

        ——所计算腹板区格内，由平均剪力产生的腹板平均剪应力，应按计算，为腹板高度；

        ——腹板计算高度边缘的局部压应力，应按以下公式，但取式中的；