要点10 构件变形的防治措施
（1）原因分析。
1）设计选材不合理。
2）加工用的设备精度和刚度不符合要求。
3）号料、剪切、拼装、吊装和运输等工艺不当。
4）焊接过程的不均匀受热和冷却。
5）焊缝金属熔化时的热胀，凝固时的收缩。
6）焊接材料产生塑性变形后发生再结晶，引起金属组织不均匀的改变。
7）焊件厚度相差较大，重量、刚性不等同，使用的焊条、焊丝材料的强度与被焊母材的强度不等，引起不均匀的收缩，同时造成较大的应力，导致焊接构件变形。
8）焊接时采用不合理的焊接程序和焊接参数。
（2）防治措施。
1）制造钢结构时，应结合材料实际的供应品种、加工技术水平及设备条件等确定加工工艺，以减少构件的应力及其变形。
①对称零件的尺寸或孔径尽量统一，以便于加工，并有利于拼装时的互换。
②零件和构件连接时应避免以不等截面和厚度相接。
③尽量减少钢材品种，减少构件种类编号，以防止结构应力及变形。
④构件焊接平面的端头不应出现锐角形状，以避免焊接区热量集中。
⑤合理地布置焊缝，避免焊缝之间的距离靠得太近。当材料的长度尺寸大于零件长度尺寸时，尽量减少或不作拼接焊缝。焊缝布置应对称于构件的重心或轴线，以减少焊接应力集中和焊接变形。
⑥钢结构节点处，各杆件端头不宜靠得太近，一般错开距离不得小于20mm，以避免焊接时热量集中，应力增加，从而增加变形的幅度。
2）现场制造钢结构用的加工设备应保证施工质量要求。
①电焊机的选用应保证焊接电流、电压的稳定及负荷用量，并能适应各种结构和各种位置焊缝的焊接要求。
②钢结构制造用的放样平台、拼装平台应具有标准的水平面。
③平台的支撑刚度应保证构件在自重压力下不失稳、不下沉，以保证拼装构件的水平度。
3）为减小和防止钢结构在各道工序施工时的变形，应在号料、拼装、吊装等系列工艺中采取如下措施。
①从号料到剪切，对钢材及剪切后的零件应作认真检查，对于变形的钢材及剪切后的零件应矫正合格，防止以后各道工序积累变形。
②拼装时应选择合理的装配顺序。一般是先将整体构件适当地分成几个部件，分别进行小单元部件的拼装，然后将这些拼装和焊接完的部件予以矫正，再拼成大整体单元。这样可防止某些不对称或收缩大的构件焊缝自由收缩，同时这类构件可进行自我矫正，而不影响整体结构的变形。
③钢结构在吊装或运输中防止构件变形的具体措施如下。
a.拼装后的构件在吊装前应严格检查构件是否与拼装模具脱离。构件如与平台或模具误焊固定或挡铁夹紧时，起吊时将发生失误性超负荷，导致构件变形，甚至发生吊装事故。
b.吊装时，应将吊件安排、调整到吊装设备的合理起吊半径或旋转半径处，避免构件吊起直立过程时产生过大弯矩而变形。
c.对吊装刚性较差、易变形的构件，应事先进行加固，然后吊装，以防止构件吊装失稳变形。
d.吊装构件时应正确选择吊点。吊点的位置见表6-1。
表6-1 吊点的位置
构件的运输设备的长度应符合构件的尺寸需要，以保证构件水平放置承力均匀，不致因运输设备长度不足，使构件悬空而产生自重弯曲变形；同时构件与运输设备接触面间应用防滑木等垫块按长度受力等距垫平。
4）防止构件焊接变形的主要措施：消除构件在焊接过程中的应力，使构件在焊接受热和冷却收缩过程能均匀缓慢地进行，可防止焊接构件由于内部发生晶粒组织的转变所引起的体积变化，避免产生过大的应力引起构件变形。
具体措施如下。
①焊条的材质、性能应与母材相符，均应符合设计要求。焊材的选用原则是：焊条与焊接母材应等强，或焊条的强度略高于被焊母材的强度。这样可防止焊缝金属与母材金属的强度不等，使焊后构件产生过大的应力，造成变形。
②拼装支撑的平面应保证其水平度，并应符合支撑的强度要求，不使构件因自重失稳下坠，造成拼装构件焊接处的弯曲变形。
③焊接过程中应采用正确的焊接工艺，防止在焊缝及热影响区产生过大的受热面积，使焊后造成较大的焊接应力，导致构件变形。
④焊接时还应采取表6-2中的方法来防止变形。
表6-2 焊接时防止变形的方法
图6-8 防止构件变形的焊接方法
a）工字钢焊接 b）逐步退焊法 c）分段逐步退焊法 d）对称焊法 e）跳焊法
图6-9 焊前预置防变形的反变形
a）预制反变形 b）增加间隙并凸起反变形 c）倾斜角反变形