钢构件变形的矫正
钢构件变形的火焰矫正方法
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略谈钢结构焊接变形的火焰矫正方法
略谈钢结构焊接变形的火焰矫正方法【摘要】焊接在钢结构制作、安装中是关键的工序，直接影响钢结构产品的质量。
因此，钢结构焊接的质量需要大大提高，以减少产品质量的不合格率。
根据本人多年实践工作经验，结合一些相关专业知识，简略介绍阐述钢结构焊接变形的种类，结合新钢的实例，分析焊接变形的火焰矫正方法。
【关键词】钢结构；焊接变形；火焰矫正近年来，随着我国经济的快速增长和钢铁冶炼技术的不断进步以及钢结构形式的不断改进，钢结构在各行业中得到了广泛的应用。
但是钢结构在制作、安装过程中通常会出现焊接变形，如果焊接变形不及时矫正，就不仅影响钢结构的制作、安装质量，还会降低工程的安全可靠性，甚至会直接导致钢结构产品的报废。
钢结构构件的焊接变形有哪些？并简单介绍钢结构焊接变形采用的火焰矫正方法。
一、钢结构焊接变形钢结构构件焊接的残余变形，主要分为六种：纵向收缩变形、横向收缩变形、弯曲变形、角变形、波浪边形、扭曲变形等这几种变形在钢结构制作、安装过程中一般不单独出现，而是同时出现，互相影响。
如果产生的变形超过基数设计允许变形范围，就必须设法进行校正，使其达到符合产品质量要求。
实践证明，大多数变形的构件是可以矫正的，而矫正的方法都是设法造成新的变形来达到抵消已经发生的变形。
二、钢结构焊接变形的火焰矫正目前矫正变形的的方法有两类——机械矫正（冷矫正）和火焰矫正。
而火焰矫正在实际当中应用的比较多，由于火焰矫正的方法钢结构制造和安装工艺中具有灵活多便、简单易行、成本低廉和行之有效的优点，所以得到了广泛的应用。
1、火焰矫正原理金属受热后要膨胀，冷却时会收缩，火焰矫正就是利用这个规律，来控制焊接过程中形成的热应力。
在焊前和焊后，选择适当的部位加热，使其膨胀相应力，来抵消或减小焊缝应力，从而防止裂纹的产生。
这个加热的部位就叫“减应区”。
这种方法很巧妙地解决了缩小焊缝区域和焊件上那些阻碍焊缝区域自由变形的部位之间的温度差的问题。
加热焊后减应区产生了一种压迫焊缝的力量，从而抵消了焊缝区域自由收缩时形成的剩余拉伸应力。
钢结构框架的刚度设计与变形控制
钢结构框架的刚度设计与变形控制钢结构框架在现代建筑中被广泛应用，其强度高、稳定性好的特点使其成为许多大跨度建筑物的首选结构形式。
然而，在实际应用过程中，钢结构框架的刚度和变形控制是需要重点考虑的问题。
本文将探讨钢结构框架的刚度设计与变形控制的相关技术和方法。
1. 刚度设计的基本原理刚度是指物体抵抗外力产生形变的能力。
钢结构框架的刚度设计需要满足建筑物使用要求和安全标准。
一般来说，刚度设计主要考虑以下几个方面：1.1 材料选择钢结构框架的刚度主要受材料的弹性模量和截面尺寸的影响。
在刚度设计中，一般选择高强度的钢材料，并通过合理的截面设计来增加刚度。
1.2 结构整体刚度结构整体刚度与构件连接方式、构件形状和布置方式等有关。
设计时需根据结构特点选择合适的连接方式，并合理设计构件形状和布置方式，以提高整体刚度。
1.3 支撑设计支撑是钢结构框架保持刚度和稳定的重要因素。
在设计过程中，需要合理设置支撑点，以增加框架的整体稳定性和刚度。
2. 变形控制的方法钢结构框架的变形控制是实现安全和舒适使用的关键。
变形控制一般从以下几个方面考虑：2.1 设计刚度与变形限值的匹配在设计过程中，需要根据建筑物的使用要求和安全标准，合理确定刚度和变形限值的匹配关系。
通过合理的刚度设计，控制结构变形在允许范围内。
2.2 弹性阶段预设变形在建筑物使用过程中，往往会受到气温、荷载变化等因素的影响而引起结构变形。
通过在设计过程中预设一定的弹性变形，使结构在变形后能够恢复到设计的位置，避免过大变形引起的安全隐患。
2.3 非弹性阶段变形控制由于一些特殊荷载作用或材料本身的不均匀性，钢结构框架很容易在非弹性阶段产生较大的变形。
通过合理的剪切墙设置、加强抗剪和抗扭刚度等措施，可以有效控制结构在非弹性阶段的变形。
3. 钢结构框架的刚度设计与变形控制案例分析以下通过一个具体案例来进一步说明钢结构框架的刚度设计与变形控制。
案例：某体育馆在某体育馆的钢结构设计中，设计师考虑到场馆的使用要求和安全标准，采取了以下刚度设计与变形控制措施：3.1 材料选择选用高强度的钢材料，以提高结构的整体刚度。
钢结构件的火焰矫正典型实例
钢结构件的火焰矫正典型实例一、框架钢结构变形的矫正1. 简单框架钢结构变形的矫正简单框架结构是由很少型钢焊接而成的，在焊接点易引起型钢的角变形。
图1 是四个25 # 槽钢焊接而成的简单框架结构，焊后两端伸出部分向内水平( x - x)角度变形，槽钢窄面B 的变形。
对角度变形( 通常称为死弯) 的矫正，应在拐点处集中加热，并利用硬性物质支撑( 防止受热后的反方向膨胀) ，加热区要红透。
本例为半圆点矫正。
如变形量较大，可采用三角形法。
图2 是图1 的槽钢产生的垂直( y - y) 角度变形( 槽钢的立面H 的变形) ，同上原则，采用在拐点集中加热的方法。
由于是立面弯曲，刚性大，一般用三角形法矫正，先矫正①②两处，再矫正③处。
2. 楼梯结构变形的矫正楼梯结构与简单框架结构相似，但因结点较多，每点应采用小的焊接规范，中部比较近似弯曲变形，两头有角度变形。
图3 是楼梯上下( y - y) 方向的变形。
图3a 是平直的楼梯。
图3b 是一边槽钢的弯曲变形;图3c 是两边槽钢同步的弯曲变形; 图3d 是两边槽钢不同步的弯曲变形。
上述三种变形，都采用大面上圆点加热，小面上( 翼缘) 带状加热的矫正方法。
每加热一处可使弯曲量f下降6 ～7mm，因此一般按此确定加热点的位置和数量，且先从变形量大的位置开始加热。
焊接设备在长安汽车生产线上的应用及分析（2）--------------------------------------------------------------------------------2007.12.19 来源:《焊接界》关键词:焊接设备,汽车焊接阅读：67次◆固定式螺母凸焊机、螺柱焊机固定式螺母凸焊机——目前公司主要使用南京小原设备，此设备的电极嘴采用陶瓷因而非常容易损坏，经公司技术人员及供应商共同进行改良改善，将电极嘴材质改成铜材后，目前此类焊机的整体性能非常稳定。
螺柱焊机——主要有手动和自动两种，均采用德国EMHART进口设备，目前公司此设备焊接使用的螺柱均采用国内制造产品，由于螺柱的精度（一致性）相对进口产品较差，螺柱经常造成自动螺柱焊机卡螺柱而停机，主要原因是自动螺柱焊机螺柱输送时因螺柱尺寸超差而造成输送系统被卡住；手动螺柱焊机相对自动螺柱焊机受螺柱精度影响较小，因而整体故障率低。
钢结构加工变形矫正
一、机械矫正机械矫正就是通过一定的矫正机械设备对矫正件进行矫正。
机械矫正一般适用于批量较大、形状比较一致，有一定规格的钢材及构件。
机械矫正由于利用机械动力产生外力大，因而能矫正其他矫正方法所不能达到所要求技术标准范围的刚性大的矫正件。
机械矫正生产率高、质量好，且能降低工人的体力消耗，因此是矫正工作走向机械化、自动化的有效途径。
机械矫正一般在专用机械上矫正，但由于各企业规模、设备、产品品种等因素不相同，机械矫正也有在通用机械设备或自制设备或自制矫正设备上矫正的。
（一）专用矫正机械专用矫正机械种类很多，一般用于原材料或切割后钢材的矫正。
为提高钢结构加工的质量、加快钢结构制作的进度，对不符合质量要求的变形材料，应在号料前就进行矫正。
1、钢板矫正平机（轧平机）1）钢板矫平机桥平钢板原理钢板矫平机矫平钢板是使钢板在轴辊中反复弯曲，从而使钢板内的短纤维拉长，使钢板的应力超过其弹性极限时发生永久变形来达到使钢板平整的一种矫正方法。
小件板材的矫平可把同一厚度的小件板材放在比其厚一些的整张大钢板上，利用轴辊对小件板材的压力反复碾展，使小件板格短纤维伸展而被矫正。
2）钢板矫正机类型钢板矫正机根据轴辊布置形式有以下几种：（1）上下列辊平行矫平机：此矫平机上下列轴辊平行，并呈交叉排列。
上面一列轴辊分二种：外面二根为导向辊，对钢板不起弯曲作用，仅是引导钢板进入中刘轴辊中，一般比中间轴辊细；中间几根为矫正辊，对钢板进行弯曲，由于其受力大直径也较粗。
此二种轴辊都能作上下各自的调节，以利不同厚度的钢板矫平时能调节上下两列轴辊的距离。
下面一列轴辊由电动机带动旋转，位置一般固定。
用矫平机矫平钢板，一般要使矫正辊与下辊要调整到略小于被矫钢板厚度，使钢板受轴辊的磨擦力带动而进入上下辊之间强行进行反复弯曲。
当钢板弯曲应力超过材料屈服极限时，纤维产生塑性变形而伸长，使钢板趋于平整。
有些矫平机的导向辊能单独驱动，其主要作用是使钢板能较快地进入上下轴之间，以利钢板矫平。
钢构件垂直度变形检测作业指导书
文件制修订记录
1编制依据
《钢结构工程施工质量验收规范》（GB 50205-2001）。
2适用范围
本方法适用于钢结构中构件垂直度变形的检测，并规定了钢构件垂直度变形检测的检测方法。
3作业程序
执行程序形成的记录
3.2 根据检测方案的技术要求准备仪器设备。
3.3 进行现场检测做好相关数据的记录填写完成表JSJL-02-07-2017-A《垂直度变形检测记录》。
3.4分析检测数据，编制检测报告。
4检测方法
4.1 一般规定
4.1.1垂直度指的是在规定的高度范围内，构件表面偏离重力线的程度，使用全站仪测量垂直度的方法为投点法，观测时，应在柱底观测点位置安置水平读数尺等量测仪器，在每测站安置全站仪投影时，应按正倒镜法测出每对上下观测点标志间的水平位移分量，再按矢量加法求得水平位移值（倾斜量）和位移方向（倾斜方向）。
4.1.2在用全站仪对钢柱进行测量的过程中有以下几点注意事项：
a．在用全站仪对柱进行测量时，全站仪与被测柱所在轴线的夹角应小于10°。
b．单节柱的垂直度应在H/1000的允许范围之内，H表示柱长度，当H≥10m时，应
在10mm的范围内。
c．在用全站仪进行垂直度测量时，视线要从柱顶中心线向柱底中心线测量，在水平读数尺上读出其具体偏差。
4.1.3各钢构件允许偏差
5
检测记录应按规定格式填写，具体要求执行《记录管理程序》（ZZHXJC-CX-21-2017）。
6 记录表格
1) 表JSJL-02-07-2017 垂直度变形检测记录。
钢结构调差方式
钢结构调差方式
钢结构调差方式是指对钢结构在施工和使用过程中产生的偏差进行调整和修正，以确保结构的稳定和安全性。
常见的钢结构调差方式包括以下几种：
1. 引导调整：通过减少或增加一定的外部荷载或变形，来引导钢结构偏差在一定范围内调整。
2. 变化结构支撑位置：调整结构的支撑位置，改变结构的力学性能，以达到调整的目的。
3. 调整施工工艺：采取合理的施工工艺，通过拉拉杆、千斤顶、调整卡等手段对结构进行微调，使其达到设计要求。
4. 补强增加支撑：对于有较大偏差的部位，可以增加补强材料或支撑，提高结构的整体刚度和稳定性。
5. 局部切割调整：对于少数局部偏差较大的部位，可以通过局部切割和重新连接的方式进行调整。
6. 调整连接件：对于连接件松动或失效的情况，可以进行检修、更换或加固，以确保连接的稳定性。
钢结构调差方式的选择应根据具体情况进行，结构调整应符合相关设计规范和标准，最终保证结构的安全与稳定。
钢结构构件变形的矫正-火焰矫正法
钢结构构件变形的矫正－火焰矫正法广东省六建集团有限公司钢结构工程分公司张健良[摘要] 着重论述火焰矫正法的工作原理和其不同的加热方式所适用的不同变形矫正，以及控制矫正效果的主要因素。
[关键词] 钢结构构件变形火焰矫正法加热钢结构工程的施工一般都可以分成两个主要施工步骤：首先是结构各类部件的预制加工，然后是钢构件的现场拼接安装。
钢构件的预制加工工作是钢结构施工过程中重要的基础部分，此项工作完成的质量对下一步的现场安装施工起着决定性的影响。
但是钢结构加工过程中构件的变形是经常出现的，其起因主要包括钢结构材料本身的变形、焊接过程中产生的变形以及构件移动堆放碰撞而产生的变形等。
针对不同的变形，可以有不同的矫正方法：如人工矫正、机械矫正、火焰矫正和混合矫正等方法。
在实际施工中如能合理地采用这些方法，将对提高工作效率、保证钢结构加工质量有着重要的作用。
本人自参加工作以来，一直从事钢结构方面的项目，经过多年的实践，发觉火焰矫正法是各矫正方法中操作要求最高、工艺最复杂的方法，也是施工中所采用的主要矫正手段。
对于加工中焊接成型的工字钢、角钢的变形以及薄板、中板由于焊接收缩而产生的凸凹变形的矫正，都是采用了火焰矫正法，火焰矫正变形一般只用于低碳钢。
其基本操作过程是先在钢构件变形处用火焰加热升温，之后通过缓慢冷却或采用大锤敲打矫正变形。
按火焰加热方式的不同，可分成三种形式：点状加热、线状加热和三角加热，分别使用于矫正各类不同形式的变形。
其矫正原理如下：根据金属热胀冷缩的物理性能，当钢材受热时将会在1.2×10－5℃的线膨胀率向各个方向伸长，当冷却到原来温度时，除收缩到未加热时的长度外，钢材还将会继续按 1.48×10－6℃的收缩率继续收缩一部分于是导致收缩后的长度比加热前有所缩短。
因而通过对变形的凸面处适当位置进行火焰加热升温，利用冷却时产生的内部强大的冷缩应力，促使材料的内部纤维受拉生塑性收缩，从而矫正变形。
钢结构梁柱拼接与变形控制
钢结构梁柱拼接与变形控制钢结构梁柱是建筑领域中常用的结构形式之一，它具有高强度、高刚度和轻质化等优点，在大跨度建筑和高层建筑中得到广泛应用。
然而，在梁柱的拼接和使用过程中，由于外力作用和材料特性等因素，常常会出现一定程度的变形。
本文将重点探讨钢结构梁柱的拼接方式及变形控制方法。
一、钢结构梁柱的拼接方式1. 焊接拼接：焊接是常见的钢结构梁柱拼接方式。
通过焊接可以实现梁柱的连接，提高整体刚度和强度。
常用的焊接方法包括电弧焊接、气体保护焊接和激光焊接等。
焊接拼接的优点是连接牢固、刚性好，但也存在焊缝应力集中和变形较大的问题。
2. 螺栓连接：螺栓连接是另一种常用的梁柱拼接方式。
通过螺栓将梁柱连接在一起，形成整体结构。
螺栓连接具有安装方便、拆卸方便的优点，可以有效减小焊接变形。
同时，螺栓连接还可以实现梁柱的调整和拆卸，方便后期维护和改造。
二、钢结构梁柱的变形控制方法1. 设计优化：在钢结构梁柱的设计过程中，可以通过减小截面尺寸、增加材料厚度等方式来控制变形。
同时，合理设置支撑和剪力墙等结构元素，可以有效减小整体变形。
2. 刚度加强：钢结构梁柱的刚度对变形控制非常重要。
可以通过增加梁柱的截面尺寸、加强梁柱连接处的刚性节点等方式来提高整体刚度。
此外，还可以采用加筋板、加强筋等加固措施来增加梁柱的刚度。
3. 支撑和约束：在钢结构梁柱的安装和使用过程中，设置支撑和约束是一种常用的变形控制方法。
通过设置临时支撑和约束，可以有效限制梁柱的变形，保持结构的稳定性。
4. 预应力控制：预应力技术是一种较为先进的变形控制方法。
通过施加一定的预应力，可以使梁柱在荷载作用下产生一定的压应力，从而减小变形。
预应力技术需要精确计算预应力的大小和施加位置，以确保其效果。
三、结语钢结构梁柱的拼接与变形控制是钢结构工程中的重要问题。
通过合理选择拼接方式、设计优化、刚度加强和支撑约束等措施，可以有效控制梁柱的变形，提高结构的稳定性和安全性。
大型钢构件变形的火焰矫正技术
大型钢构件变形的火焰矫正技术中国国际专家交流网黄夫宽摘要：叙述了火焰矫正技术的基本原理及应用技术，介绍了钢构变形矫正的工程实例。
关键词：火焰矫正技术钢构件变形加热区1、概述在工程施工中，往往会遇到的钢构件因焊接或贮存、搬运不当而造成变形的问题，当变形超出技术要求所允许的范围，则应进行矫正。
矫正变形的方法有机械矫正法火焰加热矫正法两种。
机械矫正法是利用外力使构件产生与焊接变形方向相反的塑性变形，抵消原来的变形。
火焰加热矫正法使利用火焰加热结构较长的部位，使构件产生热压缩塑性变形，抵消原来的变形。
火焰矫正的效果，关键在于正确的选择加热位置、范围、加热温度，以及加热后的冷却速度。
火焰热量不同，矫正能力便不同，热量越大，矫正能力越强。
火焰热量的选择，取决于加热的温度。
低碳钢及低合金材料的加热温度一般为600-800度，可使用常用的气焊焊炬加热。
火焰矫正的加热方式有点状、线状和面状（通常为三角形）加热3种。
（1）点状加热：这种加热方式特别使用于消除薄板结构变形。
厚板加热点直径d要大些，一般d≥15mm。
变量越大，点与点之间的距离（中至中）a应越小，一般a=50-100mm。
为提高矫正速度及避免冷却后加热点产生突起小泡，可在加热完每点后，立即用木锤锤打加热点周围区域。
（2）线状加热：火焰沿直线方向移动，或同时在宽度方向作横向摆动，称为线状加热。
这两种加热方式通常用于消除底板与肋板角焊缝产生的角变形，也可用于弯曲板件。
（3）三角形加热：三角形加热区的底边位于被矫正构件的边缘，顶端朝天，利用三角形加热区的均匀收缩矫正构件变形。
这种加热方式对于消除框架结构或工字钢梁等的弯曲变形点是十分有效的。
2、火焰矫正钢结构变形技术应用实例我矿汽车衡秤线主梁由两根55号工字钢组成，工字钢材质为Q235低碳结构钢，长度为14m。
在安装时发现，由于贮厚、运输过程不慎，工字钢产生弯曲变形。
由于现场条件差，没有压力机等大型设备，无法采用机械矫正法进行矫正，因此采用火焰矫正法矫正主梁变形。
钢构件焊接变形与火焰矫正
钢构件焊接变形与火焰矫正钢结构焊接产生的变形是在钢结构制作的常见问题，有些是无法避免的。
钢结构连接普遍采用焊接，且对于一些重要焊缝一般都采用全熔透焊接。
金属焊接时在局部加热、熔化过程中，加热区的金属与周边的母材温度相差很大，产生焊接过程中的瞬时应力。
冷却至原始温度后，焊缝及近缝区域就产生了焊接残余应力，在焊接应力的作用下焊接件结构发生多种形式的变形。
如果焊接后变形不予以矫正，则不仅影响钢结构的制作质量，外形尺寸、美观，影响结构在整体安装的尺寸偏差，更影响钢结构的工程安全可靠性。
一、焊接变形的矫正方法为了达到设计、规范要求，发生了焊接变形的焊接结构构件必须矫正，从另外一个角度来解释，这种矫正实质上都是设法造成新的变形来补偿或抵消已发生的变形。
在施工生产中，最常用的焊后残余变形的矫正方法可以分为机械矫正、火焰矫正和综合矫正。
1、机械矫正法：机械矫正一般用千斤顶、螺旋加力器、辊压矫正机或在大型压力机上完成。
2、火焰矫正法：即利用不均匀的加热使结构获得反向的变形来补偿或抵消原来的焊接变形。
火焰矫正是一门专业技术，对火焰掌握的方法和温度控制的不合理，相反的还会造成构件的更大变形。
因此对火焰矫正一定要有丰富的实践经验，下面对钢结构焊接的种类、矫正的方法作一个粗略的分析。
加热矫正法的加热方法可分为点状加热、线状加热、三角形加热。
以下为火焰加热矫正时的加热温度（材质为低碳钢Q235级），加热温度又分为低温矫正、中温矫正、高温矫正的三种矫正温度。
在矫正的过程中，一般以目测的方式来判断构件的变形程度、大小、方向，来选择何种的温度矫正方法。
矫正方法加热温度钢材颜色冷却方式低温矫正500～600度目测钢材表面加热的颜色为深褐红色用水冷却中温矫正600～700度目测钢材表面加热的颜色为暗樱红色自然冷却和水高温矫正700～800度目测钢材表面加热的颜色为淡樱红色自然冷却注意：火焰矫正时加热的温度不宜超高（900度为上限值，钢材表面的颜色为亮樱红色），超出限值会引起金属内结构晶粒粗大材质变脆，影响材质的冲击韧性。
钢结构件的火焰矫正典型实例——第二讲 柱类工件变形的矫正(上)
在原加热线边缘做补充加热，补充加热线的宽度略小于
ｆ ２ ｍｍ ＝８ ｍｍ ／ ０ Ｔ ５ ￣ ９ ０Ｃ － ５ ｂ ０ ＝８ ｍｍ ＝８ ０ ０ ＂
原加热线。 对 厂 矫正 的小半 圆加热 点 ，烤在槽 钢小 面上 ，要 ２
图 １ 刺梁 １
对工件的上 下弯曲，可用 同样方法矫正。
， － ＂ Ｕ Ｕ ， Ｕ Ｕ ：Ｕ Ｕ ＂ － ＇ ￣ ． ３
弋 正 柱部 底矫
柱体矫正：ｆ ＝３ ｍｍ ｆ２ ５ ｌ ０ ＝１ｍｍ ｄ ０． ｍｍ ６ Ｂ ＝４ ｍ ＝５－ ０ － ６ １ ｂ Ｏ ｍ 柱底部矫正： ６ ： ２ ０ ：８ｏ ２ ￣３ ｍｍ ｏ ℃
９０ ｏ ℃
由两支槽钢扣在一起的工件 ， 其刚性较差，不宜使用大
的加热区 ，否则会产生反 向变形 ，或没有矫正效果 。
相结合的加热 区。对托架部位 的变形 ， 用的矫正方法 采 见图 １ ，加热区烤 在焊有托架位置的两侧 ， ５ 而不是正对 托架 ，以提高矫正能力。
厂 的变形是由于单侧托架焊接引起的变形，采用圆 。 点的加热形式。圆点烤在工件的中心线上， 托架两侧各
一
２ 偏刺梁变形的矫正 ．
偏刺粱为上下和左右不 对称结构 （ 图 １） 见 ２ ，焊 接 时必然 产生两个方向变形 。
侧密集焊接 ：１ｔ ０ｒ ｉ ｍ钢板，所以必然会产生严重变
形。矫正先采 用 线 带在 拱 面加 热 ，矫正 后 如不 完 全平
直，再用圆点加热的方法做补充矫正。
ｌ ／ 。 ｌ
一
加热区的三角形烤在柱体两侧，位置对称，面积、
温度一致 。
个加热点 ；ｆ 的变形是型钢双拼焊接引起 的，矫正 的 ２
圆点小于 厂 的圆点，圆点烤在槽钢大面两侧的同一水 。
浅谈钢结构工程施工中钢梁变形控制和矫正
浅谈钢结构工程施工中钢梁变形控制和矫正结合实例工程青龙坞流云展演大厅施工中主钢梁过大变形问题，具体从设计、下料、施工等各个环节对其问题进行了探讨，并提出相应的防变形和矫正技术措施，希望对今后类似项目的设计具有一定的指导意义。
标签：钢结构施工方案；钢梁变形；分析原因；加固方案近几年来，随着科学技术的迅速发展，钢结构由于较混凝土结构具有自重轻、施工周期短、整体刚度好、强度高等良好的性能，在工业及民用建筑中的实际应用越来越广泛。
然而钢结构带来的许多实际问题也随之产生，同时对钢结构施工单位技术人员也是一种挑战。
1、工程概况浙江省杭州市桐庐县流云项目---青龙坞展演大厅为钢结构框架结构，屋面分为多块区域且高度不一，斜屋面与平屋面交替连接，柱顶平均高度为6m，柱距宽度平均为10m，跨度为20m。
设计时钢屋架均采用普通焊接工字钢梁与钢柱刚接，局部按照平面井字型排布，工字钢梁之间均刚性连接。
设计中按最不利受力工况计算，最长钢梁长度为15米，跨中扰度为27m（包含上人屋面荷载）。
而设计人员在考察施工现场时发现，施工单位人员仅在安装完工字钢梁和次梁之后，跨中扰度变形就已经达到30mm，如果再加载上人屋面荷载，钢梁变形将大大超过设计要求，所以设计人员，马上对其变形过大问题进行原因分析和矫正控制，使其达到安装范围误差内，方可进行下一部工序。
2、原因分析钢结构施工中造成大跨度钢梁扰度过大的原因很多，设计人员通过对施工现场的实际调查，发现导致钢梁变形异常原因如下：2.1施工过程中未做好设置临时支撑等设施的搭建临时支柱不仅仅是大跨度钢结构施工过程中的有效应用的主要设施，也是实现基于结构承载力为主的相应的受力性能的有效分析，进而将结构的受力状态及相应的临时支承点问题进行分析，从而实现基于构件完整性与安全性的有效分析。
在钢结构未形成空间整体受力体系时，结构在其平面外的稳定性很差，若没有设置临时支撑设施，将会导致结构平面外的整体倾覆和变形；或者平面内由于钢梁跨度过大，平面内也会出现过大变形。
钢结构加工变形热处理件矫正
钢结构加工变形热处理件矫正
热处理件在产生应力（热应力、组织应力以及组织不均匀而引起应力）后，当应力超过钢的屈服强度时会产生几何形状变形，矫正热处理件变形一般可用冷矫正、热点矫正和热矫正等方法。
热点矫正可用火焰矫正及高频热点矫正。
冷矫正是指在常温下对变形件的一定部位施加某种形式的外力作用，使其变形得到矫正。
其常用工艺方法有：冷压法、冷态正击法和冷态反击法。
一般可矫正硬度HRC≤50的碳钢及合金钢等。
冷压法就是对变形件凸出的最高点施加压力，使凹面在拉应力作用下产生塑性变形（被拉长）从而使变形件得到矫正。
此法适用于硬度HRC≤（35-40）的碳钢及合金钢。
正击法实质同冷压法，所不同的是冷压法用压力来矫正，正击法所使用的工具是锤，利用锤击力来矫正变形。
反击法用锤击变形件凹处，利用锤击凹处从而使钢材产生小面积塑性变形（扩展延伸）达到凹处趋于平直的目的。
热矫正利用钢在一定高温下塑性变形能力较常温时为佳，对于淬火，回火件其加热温度一般不应高于回火温度对于淬火件，例高铬钢、高速钢在淬火过程中当冷却到MS附近，奥氏体尚未完全发生马氏体转变时具有较好的塑性，趁热进行矫正。
钢结构变形矫正的原理
钢结构变形矫正的原理钢结构变形矫正是指通过一系列的调整和处理技术，使变形的钢结构恢复到设计要求的几何形状和初始位置。
原理主要包括塑性变形原理、受力原理和材料原理。
1. 塑性变形原理：钢结构变形矫正的关键在于利用材料的塑性变形特性。
钢材具有良好的塑性，可以通过施加外力使原本发生的弹性变形，转变为塑性变形，从而实现结构的矫正。
在矫正过程中，通过施加适当的载荷并结合适当的工艺方法，使原本变形的钢材发生塑性变形，从而调整其受力状态，恢复结构的几何形状和位置。
2. 受力原理：钢结构变形矫正是基于受力原理进行的。
结构的变形是由于外力作用引起的，而变形后的结构会重新分布受力，使得原本承受荷载的构件产生变形，从而导致整体结构的变形。
变形矫正是通过调整结构承载方式和提供适当的支撑，使受力分布重新合理，从而减少变形和恢复结构的初始状态。
3. 材料原理：钢结构变形矫正的原理还与钢材的力学性质有关。
在变形矫正中，需要对钢材的变形性状进行分析和计算，以确定应力、应变和弯曲变形等参数，从而制定矫正方案。
根据钢材的抗弯强度、屈服点和塑性应变等特性，科学地选择施加的外力和工艺方法，使钢材发生塑性变形，并保证变形的控制在安全范围内。
具体的变形矫正过程如下：1. 检测变形：首先需要对钢结构的变形情况进行检测，通过测量变形的位移、偏差、倾角等参数，分析结构的变形情况和原因，确定矫正的目标。
2. 制定矫正方案：根据实际情况制定矫正方案，包括确定施加的外力大小和方向、确定工艺方法和操作过程，并计算预期的变形矫正效果。
3. 施加外力：根据矫正方案，通过施加适当的外力，包括压力、拉力、弯曲力等，使钢材发生塑性变形。
在施加外力之前，需要进行合理的加固和支撑，以确保结构的稳定性和安全性。
4. 控制变形：在施加外力的过程中，需要不断进行观测和测量，掌握变形的情况，及时调整施力方式和力的大小，以达到控制变形的目的。
5. 验收和加固：变形矫正完成后，需要进行验收，检测变形的恢复情况和结构的安全状况。
钢结构局部缺陷和损伤的修缮
1 钢结构局部缺陷和损伤的修缮1.1 一般规定1.1.1 钢结构构件或连接的局部缺陷和损伤的修复与处理应符合本章规定。
1.1.2 对可能导致钢结构整体承载力不足的缺陷和损伤，应采取加固措施进行处理。
1.1.3 对下列缺陷和损伤，宜采取拆换措施：1 高强度螺栓连接出现延迟断裂现象；2 承受动力荷载的摩擦型高强度螺栓连接出现滑移现象；3 钢结构节点板弯折损伤伴有裂纹；4 承受动力荷载的钢构件出现疲劳裂纹。
1.1.4 经可靠性鉴定确认可以修复的钢结构局部缺陷和损伤，应根据其类型及产生原因进行专项修复设计。
1.1.5 钢结构的缺陷和损伤的修复，应按设计规定卸除或部分卸除作用于结构上的活荷载，并采取可靠的安全措施。
1.2 连接修缮1.2.1 钢结构焊缝的修复应符合下列规定：1 焊缝实际尺寸不足时，应根据验算结果在原有焊缝上堆焊辅助焊缝；2 焊缝出现裂纹时，宜采用碳弧气刨或风铲刨掉原焊缝后重焊，并应作防腐蚀处理；3 焊缝出现气孔、夹渣、咬边时，对常温下承受静载或间接动载的结构，若无裂纹或其他异常现象，可不作处理；4 焊缝内部的夹渣、气孔等超过现行国家标准《钢结构焊接规范》GB50661规定的外观质量要求时，应采用碳弧气刨或风铲将有缺陷的焊缝清除，然后以同型号焊条补焊，补焊长度不宜小于40mm。
1.2.2 由螺栓漏拧或终拧扭矩不足造成摩擦型高强度螺栓连接的滑移，可采用补拧并在盖板周边加焊进行修复。
1.2.3 铆钉连接的修复应符合下列规定：1 对松动或漏铆的铆钉应更换或补铆；更换铆钉时，宜采用气割割掉铆钉头且不应烧伤主体金属；不得采用焊补、加热再铆合方法处理有缺陷的铆钉。
修复时，可采用高强度螺栓代替铆钉，其直径换算按等强度确定。
2 当采用高强度螺栓替换铆钉修复时，若铆钉孔缺陷不妨碍螺栓顺利就位时，可不处理铆钉孔；当孔壁倾斜度超过5°，且螺栓不能与连接板表面紧贴时，应扩钻铆钉孔或采用楔形垫圈。
1.3 变形修缮1.3.1 钢结构构件的变形可采用热加工方法矫正。
U型槽钢构件火焰矫正
表１ ３ 工艺过程 ０ ０ ℃～ ６ ｏ ０ ℃ ３ ． １ Ｕ 型 构 件 的扭 曲 变 形 由于 低 温 矫 正 ５
中 温 矫正 ６ ０ Ｏ ℃一 ７ ０ ０ ｏ Ｃ 高 温 矫 正 ７ ０ ０ ℃一 ８ ０ ０ ｏ Ｃ
符 合质 量 安 全 的要 求 ， 当焊 接 钢 结 构 产 生 的 变形 超 过 了技 变 形 时 需 要 施加 一 定 的外 力 。 即 先
实践证明 ， 多数构件 的变形都 是可以进行矫 正的。其 ７ ０ ０ ￣ Ｃ ， 速度 变慢 ， 并且 要求底板 和两 翼板 同时加热 ， 加热 原理 是 ： 为 了抵 消 已经 发 生 的 变 形 ， 需 要 设 法 制 造 新 的 变 后 立即拧 紧螺栓 ， 若这样 加热仍 有扭 曲 ， 则 需要加 热两端
中 图分类号 ： Ｔ Ｇ ４ ５ ７
文献标 识码 ： Ａ
文章编号 ： １ ０ ０ ６ — ４ ３ １ １ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ４ — ０ ０ ４ ７ — ０ ２
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钢构件变形的矫正－火焰矫正法
广东省六建集团有限公司钢结构工程分公司张健良
[摘要] 着重论述火焰矫正法的工作原理和其不同的加热方式所适用的不同变形矫正，以及控制矫正效果的主要因素。
[关键词] 钢结构构件变形火焰矫正法加热
钢结构工程的施工一般都可以分成两个主要施工步骤：首先是结构各类部件的预制加工，然后是钢构件的现场拼接安装。
钢构件的预制加工工作是钢结构施工过程中重要的基础部分，此项工作完成的质量对下一步的现场安装施工起着决定性的影响。
但是钢结构加工过程中构件的变形是经常出现的，其起因主要包括钢结构材料本身的变形、焊接过程中产生的变形以及构件移动堆放碰撞而产生的变形等。
针对不同的变形，可以有不同的矫正方法：如人工矫正、机械矫正、火焰矫正和混合矫正等方法。
在实际施工中如能合理地采用这些方法，将对提高工作效率、保证钢结构加工质量有着重要的作用。
本人自参加工作以来，一直从事钢结构方面的项目，经过多年的实践，发觉火焰矫正法是各矫正方法中操作要求最高、工艺最复杂的方法，也是施工中所采用的主要矫正手段。
对于加工中焊接成型的工字钢、角钢的变形以及薄板、中板由于焊接收缩而产生的凸凹变形的矫正，都是采用了火焰矫正法，火焰矫正变形一般只用于低碳钢。
其基本操作过程是先在钢构件变形处用火焰加热升温，之后通过缓慢冷却或采用大锤敲打矫正变形。
按火焰加热方式的不同，可分成三种形式：点状加热、线状加热和三角加热，分别使用于矫正各类不同形式的变形。
其矫正原理如下：根据金属热胀冷缩的物理性能，当钢材受热时将会在1.2×10－5℃的线膨胀率向各个方向伸长，当冷却到原来温度时，除收缩到未加热时的长度外，钢材还将会继续按1.48×10－6℃的收缩率继续收缩一部分于是导致收缩后的长度比加热前有所缩短。
因而通过对变形的凸面处适当位置进行火焰加热升温，利用冷却时产生的内部强大的冷缩应力，促使材料的内部纤维受拉生塑性收缩，从而矫正变形。
实际工作中本人针对不同的构件变形和不同的变形种类分别选用点加状加热、线状加热和三角加热这三种形式进行矫正工作，取得了良好的效果。
对于钢梁腹板的局部弯曲和凹凸不平变形和一些薄板的变形，采用了点状加热矫正法。
加热点成圆形，大小与需矫正的板料厚度有关，板料厚度越大，点的直径相应也越大，通过按照板厚度的6倍再加上10mm来计算。
加热点的布置如下图：为了达到良好的矫正效果，加
热点应该成梅花状布局，外围点基本上处在同一圆上，这样当冷却收缩变形指向中心点，可保证应力的均匀性，防止产生多余的收缩变形影响矫正效果。
加热点布置时，间距应尽量保持均匀一致，并控制在50～100mm以内。
根据板料变形范围的大小来确定加热点由内向外的
圈数，根据变形的幅度来掌握加热的温度的高低。
对于较厚的钢梁翼缘的角变形和局部弯曲变形采用了线状加热矫正法。
线状加热又分为单线加热和双线加热。
如下图所示：
采用线状矫正法对构件加热后，板料由于上下两面存在着较大的温差，加热带长度方向上产生的收缩量较小，横向收缩量较大，利用加热带的横向收缩而产生的强大拉应力，将由于焊接而造成的翼缘弯曲变形拉平。
矫正施工中，加热带的宽度应根据板材的厚度来选取，一般控制在翼缘厚度的0.5～2倍
之内。
使用线状加热时按规定必须保证红区的深度不能超过板厚的一半，其原因可以这样理解：红热区的温度最高，因而冷却时产生的应力也就越大，当其度未超过钢板厚度δ／2时，收缩应力对钢板的作用效果将有所降低，从而导致矫正效果不好。
对于翼缘较厚的钢梁和变形较大的构件采用双线加热，以求收缩平衡提高质量；对于翼缘较薄的钢梁和一些变形较小的构件则采用单线加热法，以期提高工作效率。
对于个别钢梁和一些型钢材料产生的拱变形和旁弯变形，在实际矫正工作中采用了三角形加热法矫正。
如下图所示：
加热面成等腰三角形，加热面的的高度和底边宽度一般控制在型材高度的1／5－2／3范
围内；加热位置应处于工件凸起的一侧，三角形顶部在工件内侧并指向变形中心，底边在工件外侧边缘处。
通过对工件凸起处加热数处，加热后收缩量从三角形顶点起沿等腰三角形的两边逐渐增大，当冷却时凸起部分产生收缩使得工件得以矫正。
加热面的数量由变形的幅度、板材的厚度来确定，幅度、厚度越大，则所需的加热面越多。
对于钢梁拱变形，需对钢梁拱形上部的翼缘和腹板加热，通过上部翼缘和腹板的收缩将钢梁拉直；对于钢梁旁变形，则
需对钢梁旁弯外侧上下翼缘边处加热，通过上下翼缘外边的收缩将钢梁拉直。
几种火焰加热矫正法虽然在操作方式上有所不同，但其基本原理都是利用加热后的温度应力使板材内部纤维产生与原变形相反的收缩来使构件的变形得到矫正。
为了保证矫正工作的顺利进行，必须要对会影响到矫正效果的各方面因素加以分析了解，并且掌握这些因素同矫正结果的密切关系。
只有这样才能预知钢构件加热后的变形规律，并按此规律完成矫正工作。
控制矫正效果的主要因素有加热的温度、加热的速度、加热区的大小和位置等方面。
1、加热温度对矫正工作的影响
加热后降温产生的收缩应力可按公式σ=1.48×10－6E•Δt来计算(其中E=2.1×105N/m
m2,Δt为温度变化值)。
根据公式可知当加热温度分别为700℃和800℃时，计算可得应力为：
σ700℃=1.48×10－6×2.1×105×700=217.56N/mm2
σ800℃=1.48×10－6×2.1×105×800=248.64N/mm2
由以上结果可知，当加热到700℃时应力为217．56N／mm2，刚好超过了Q235钢材的弹性
极限215 N／mm2，而当加热到800℃时应力为248．64N／mm2，又未超过钢材的塑性极限250N
／mm2，因而在此温度范围内钢材的变形处于弹塑和塑性变形。
所以在矫正过程中加热温度7
00℃和800℃之间，不应超达900℃，并且加热应均匀，不得有过热、过烧现象，同一加热点
的加热，次数不宜超过3次。
这样才能保证既可以达到矫正目的又不会使钢材进入应力硬化状态而导致降低钢材的承载力。
对于厚度较大的板材加热后不能用冷水冷却，因冷水冷导致厚钢材内部温差过大而容易产生裂纹。
2、加热速度对矫正工作的影响
由于钢材具有良好的导热性，因而如果加热的速度较慢则会造成构件受热区范围扩大。
加热的速度一般是通过调整火焰的温度来控制的，温度若不高，钢的加热时间就会延长，使受热区范围扩大，就会导致达不到良好的矫正效果。
因而实际操作中需用高温火焰烤烧加热部位，使热量充分集中而快速的使加热区达到红热状态。
3、加热区的大小、位置对矫正的影响
在进行火焰矫正中，对加热区的范围大小需严格控制。
因为如果加热区过大则会造成冷
缩后变形幅度过大，矫正了原变形后还会产生负变形；过小时又会导致收缩幅度不够而达不到矫正目的，降低工作效率。
实际工作中大多是通过专业操作人员的经验对加热区的大小进行选取的。
但有时为了精确，本人也采用计算的方法行选取。
钢梁加工过程中，由于翼缘与腹板间采用通长焊缝，因而部分钢梁产生的拱形变形超过了规范要求。
对这些钢梁的矫正本人是通过计算来确定加热的宽度的。
举个例子，钢梁如下图所示：仅采用一处加热时所需的加热区宽度计算：
当钢梁矫正平直时其边缘应变量
当烤热区设在量高度的1／2～2／3之间时，变形量应增加一倍左右，则Δ达到1．56mm ，所在加热区宽度
为了使矫正效果均匀，在中央和钢梁四分点处共烧烤三点，两侧点的外伸长度为1／4L ，并且将外侧两点的作用折算成一点，因此每个加热区的宽度应为76mm左右。
由于可见加热
区的布置位置是通过构件变形的范围来确定的，范围大的，如上例中的钢梁，变形在整个梁长度范围内产生，加热区的数量也要增多并且分布在变形的主要控制点上，以使变形得到均匀的调整。
对于一些小范围变形，通过采用一处加热即可达到矫正要求。
综上所述，虽然火焰矫正法在操作要求和工艺上有着独特之处，但是只要我们对其工作原理有了深刻的认识，就可以运用自如，简单地说就是通过利用高于钢材弹性强度的外力作用于钢材变形处，使构件变形的凸面处内部长纤维受压塑性缩短，使凹面内处部短纤维受拉塑性伸长，形成与原变形方向相反的新塑性变形，来达到矫正的目的。