• 钢结构工程中各类结构钢管的优缺点

    发布日期:2019-08-24

    在我国,钢结构工程的发展历史比较悠久,早在公元一世纪五六十年代,就成功的建造了一些铁链桥,近代又建造了一些拱桥、跨度较大的铁链桥和一些铁塔。近来,在我国各地也出现了少量的工业建筑钢结构和铁路、公路桥梁结构。近年来,国内一线城市相继建起了很多高层钢结构建筑,同时,各地还大规模的兴建了单层或二、三层的轻钢结构建筑。建筑钢结构出现了规模大、技术新的局面,充分展现了钢结构建筑以高技派的手法带来现代生活的新气息。伴随着我国经济和科学技术的迅猛发展,新材料、新工艺、新设备不断涌现,大量新型建筑层出不穷,钢结构建筑将会快、的发展,特别是在民用建筑中的应用将会加广泛,我国钢结构建筑与发达的差距将会逐渐减小。因此,加强直缝焊管在钢结构中的应用方面的具有重要的意义。
      一、钢管的分类
      目前钢管可按轧制工艺、是否有缝以及截面形状等方法进行分类。按轧制工艺分类,钢管可分为热轧钢管和冷轧钢管;按钢管是否有缝分类,钢管分为无缝钢管和焊接钢管,其中常用焊接钢管按焊缝种类又可分为高频焊管、直缝埋弧焊管、螺旋埋弧焊管等3种;按截面形状分类,钢管可分为圆管和异型管。
      二、各类钢管的优缺点
      1、无缝钢管
      无缝钢管的壁厚可以较厚,径厚比较小。但管径受到限制,其应用也受到限制,而且生产成本,特别是大口径无缝钢管的生产成本相对较高。
      2、高频焊钢管
      高频焊管管形好,壁厚均匀,焊接产生的内外毛刺通过相应刀具刮平,在线通过无损检测严格控制焊缝质量,自动化程度很高,生产成本低廉。但壁厚相对较薄,管径相对较小,壁厚一般不超过12mm,管径一般不超过610mm,钢结构中特别适合制作管析架结构。
      3、直缝埋弧焊管
      直缝埋弧焊管采用双面埋弧焊焊接工艺,在静态条件下焊接,焊缝质量高,焊缝短,产生缺陷的几率很小。钢管通过全长扩径,管形好,尺寸,钢管壁厚范围和管径范围宽,管径范围可达406~1829mm,壁厚范围可达6.0~60mm,自动化程度较高,与无缝钢管相比,生产成本较低,适合建筑、桥梁、堤坝、海洋平台等钢结构承载用立柱、超大跨度建筑结构以及要求抗风抗震的电杆塔桅结构。
      4、螺旋埋弧焊管
      螺旋埋弧焊管焊缝呈螺旋线分布,焊缝长,尤其是处于动态条件下焊接时,焊缝还来不及冷却就离开了成型点,易产生焊接热裂纹。裂纹的方向和焊缝平行,和钢管轴线成夹角,一般在30~70°之间。这个角度刚好与剪切破坏角度相一致,因此其抗弯、抗拉、抗压和抗扭性能远不如直缝埋弧焊管,同时由于焊接位置限制,产生的马鞍形和鱼脊形焊缝影响美观。另外,施工过程中,螺旋焊母管节点处的相贯线焊缝割裂了螺旋缝,产生较大的焊接应力,因而大大削弱构件的性能,因此应加强螺旋焊管焊缝的无损检测力度,确保焊接质量,否则在重要的钢结构场合不宜使用螺旋埋弧焊管。
      钢管结构作为新型的结构形式,直缝钢管管形优异,壁厚均匀,性能优良,价格低廉,具有广阔的应用前景。为钢结构行业和制管企业的发展带来新的机遇,但在目前的推广应用中仍然有诸多的不利因素,需要用户、设计单位、行业协会与生产厂家多方共同推动:
      (1)需要进一步完善节点,加强高强钢节点力度,为高强钢的广泛使用开辟道路。
      (2)需要尽快完善结构钢管标准体系,尽快制定结构用直缝埋弧焊钢管的标准。
      (3)螺旋焊管本身存在的质量隐患,加强其焊接质量检验,否则在重要的钢管结构场合中应谨慎采用。
      (4)采用级别高的低合金高强钢或高钢级管线钢的可行性,以降低工程造价。