美国大跨度建筑钢结构制造关键技术（论文）.pdf

·247 · 美国大跨度建筑钢结构制造关键技术 罗海生 1， 戴 伟 2 （1. 上海振华重工（集团）股份有限公司，200125，上海；2. 南通振华重型装备制造有限公司，226017，江苏南通） 摘　要： 我国建筑钢结构与美国建筑钢结构焊接规范和制造规范有很大的区别，为了使承接的项目满足 美国规范和项目合同要求，针对美国抗震设防区域的大跨度建筑钢结构制造的关键技术进行了深入研究，以 期为相关工程提供可借鉴经验。 关键词：BIM；英制；抗震；加工；焊接规范 AWS D1.8；拼装； 中图分类号：TU 74 文献标志码：A 文章编号：1000-4726(2023)02-0247-02 key MAnuf Acturing technology for steel structure of AMericAn long-sp An Building LUO Hai-sheng 1, Dai Wei 2 （1.Shanghai Zhenhua Heavy Industries Co., Ltd., 200125, Shanghai, China; 2.Nantong Zhenhua Heavy Equipment Manufacturing Co., Ltd., 226000, Nantong, Jiangsu, China ） Abstract: There is a big difference in welding codes and manufacturing codes between the building steel structures in China and those in United State. In order to make the undertaken project meet the requirements of American codes and project contracts, the key manufacturing technology for steel structures of long-span buildings in American anti-seismic fortification areas has been deeply studied so as to provide a reference for relative engineering projects. keywords: BIM; imperial; anti-seismic; processing; welding code AWS D1.8; assembly 美国华盛顿某大楼坐落于美国华盛顿州西雅图市 中心，整体约 1.95万t钢结构，整栋建筑分为地下 2 层和地上 14层，为上海振华重工首次承建美国标准 的大跨度公共民用建筑钢结构，合同范围包括钢结构 图纸深化设计、材料采购、构件制作、检验、涂装、 打包、运输。主要材料以美标轧制型材为主，轧制 型材约占 70 %，钢板厚度最大 196 mm。遵循美国标 准规范，其中焊接规范为 AWS D1.1和AWS D1.8， 原材料检验规范为 ASTM A6，设计执行规范为 AISC 360 钢结构建筑设计规范、AISC 341 钢结构建筑抗震 规定。 1 Tekla 软件深化设计和 BIM技术的运用 该建筑综合性较强，结构复杂，周期短，钢结构 深化设计涉及建筑、装饰、外墙、消防、暖通和电气 等多个专业，且地下两层构件与混凝土作业面有大量 联系，包括栓钉、接驳器、预埋件等均与钢结构制作 存在交叉界面。构件有 1.4万根，钢板厚度多达 80种， 型材种类多达 300多种，节点设计图纸多达 50多页， 节点种类繁多，形式复杂，平面布置上梁顶标高错层 较多，非标节点多，虽然很多节点无法通过软件自带 节点完成建模，但可通过编制参数化外挂插件或人工 手动完成。 为避免后续现场吊装问题，前期在深化设计过程 中需要熟悉了解美国标准节点要求、结合施工经验在 深化设计过程中预先考虑现场安装需要注意到的问 题。安装图纸要尽可能地从服务现场的角度出发，满 足美国当地的施工习惯。此建筑项目中构件开孔多， 特别是桁架杆系连接处存在大面积孔群构造，对开孔 尺寸精度要求高，增加了对模型精度控制的要求以及 要求图纸英制表达，下发到车间的图纸要求公制表 达，必须依托 Tekla软件完成公英制精度控制。图 1 为 Tekla BIM 模型。 图1 Tekla BIM 模型 2 关键制造工艺技术研究 前期策划越全面对项目越有利，而工艺也是其中 的关键。工艺技术先行，充分考虑工艺流程优化、车 间布局、设备策划、图纸审核、物资材料到货和移 收稿日期：2022–10–10 作者简介：罗海生（ 1977—），男，四川绵阳人，高级工程师， e–mail: luohaisheng@ZPMC.com. *1? ? _ Architecture Technology 1\54 思1\ 2 O 2023 ?1 8 Vol.54 No.2 Jan. 2023 ·248 · 库、风险识别等方面，并贯穿项目始终，为生产、物 资、质量提供一切有利的信息。（1）优化工艺流程、引进先进的制造设备。类 似结构传统制造方法需要近 14道工序，工序间需要 多次吊装转运，设备人工成本高、效率低，根据建筑 钢结构制作特点，细分制作流程，并对流程进行优化， 通过引入运用型钢生产线设备，流程优化改进后省去 多余工序（图 2）。 原 工 艺 流 程 优 化 后 工 艺 流 程 钢板 出库 型材 出库 散件 打包 数控 切割 人工 划线 钢印 标识 手写 信息 锯床 断料 划线 钻孔 筋板 钻孔 坡口 制备 筋板 装配 吊装 转运 锁口 加工 钢板 出库 型材 出库 型钢生产线划线、打 标、钻孔、断料锁口加 工、坡口一次性完成 筋板 钻孔 筋板 装配 散件 打包 数控打 标切割 图2 工艺流程 （2）H 型钢智能生产线，划线、钻孔、下料一 站式作业。建筑钢结构的构件以热轧 H型钢为主， 在装焊前必须完成材料排版、切割下料