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1、 钢钢结结构构工工程程 施施工工 构件 制作 连接 方法 安装 方法 切割 下料 放样 号料 边缘 加工 卷边 成型 折边 构件 矫正 防腐 涂饰 手工电弧焊 埋弧自动焊 半 自 动 焊 气体保护焊 焊接连接 普 通 螺 栓 高强度螺栓 螺栓连接 分件安装法(单层房屋)综合安装法(多层及高层建筑)钢板带 钢 板 工字钢 槽钢及角钢 圆钢管 王积静王积静 中国石油大学(华东)土木工程系中国石油大学(华东)土木工程系 2018.11 制作前的准备工作制作前的准备工作 1 1.设计图纸的审查设计图纸的审查 钢结构的制作、加工必须以施工详图为依据,施工详图则必须根据设计图来绘制,施工图完成后,必须进行
2、必要的审查。(1)审查的目的:图纸的设计深度能否满足施工要求,如构件之间有无矛盾、尺寸是否全面等;其次是对结构的工艺性进行审查,如工艺是否合理、是否满足设计要求等。(2)图纸审查主要包括以下内容:设计文件是否齐全;几何尺寸是否标注齐全;尺寸是否正确;连接形式是否合理;节点是否清楚;加工符号、焊缝符号是否齐全;标注方法是否符合规定;标题栏内构件的数量是否符合工程的总数量;本单位能否满足图纸上的技术要求等。质量证明文件质量证明文件:钢材进场应有随货同行的质量合格证明文件,进口钢材应有国家商检部门的复验报告;外观检查:外观检查:钢材端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷;钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷
3、时,其深度不得大于该钢材厚度允许偏差值的1/2,且锈蚀等级应在C级及C级以上。允许偏差抽查:允许偏差抽查:钢板抽查厚度,型钢抽查规格尺寸,每一品种、规格各抽查5处。抽样复验:抽样复验:国外进口钢材、钢材混批、板厚40mm且有Z向性能要求的厚板、结构安全等级为一级大跨度结构中主要受力构件采用的钢材、设计有复验要求的钢材、对质量有疑义的钢材应进行抽样复验。2.2.钢材的进场验收钢材的进场验收 3 3.材料复验及工艺试验材料复验及工艺试验 4 4.编制工艺规程编制工艺规程 钢结构工程采用的钢材及焊接材料等应符合设计文件的要求,并应具有钢厂和焊材厂出具的产品质量证明书或检验报告,其化学成份、力学性能以
4、及其他质量指标应符合国家现行标准的要求。钢结构工程施工前。制作单位应按施工图纸等技术文件要求编制出完整、正确的施工制作工艺,以用于指导、控制施工过程。5 5.其他工艺准备其他工艺准备 除上述准备工作外,还有工号划分、编制工艺流程表、工艺卡和流水卡、套料与材料拼接、确定加工余量、工艺装备、加工工具准备等工艺准备工作。6 6.生产场地布置生产场地布置(3)保证成品能顺利转运。(4)合理的供电、供气、照明线路布置。(2)根据生产需要安排合理操作面积及间距,以保证操作安全并要保证材料和零件的堆放场地。(1)根据工艺顺序安排生产场地,以减少零件转运量,避免逆工序安排生产场地(即倒流水)。构件制作工艺构件
5、制作工艺 钢结构构件制作一般在工厂进行,通常包括以下七个工艺过程:钢结构构件制作一般在工厂进行,通常包括以下七个工艺过程:切割切割 下料下料 放样放样 号料号料 边缘边缘 加工加工 卷边卷边 成型成型 折边折边 构件构件 矫正矫正 防腐防腐 涂饰涂饰 普通钢结构构件普通钢结构构件 箱型柱 吊车梁 钢管柱 格构式管柱 工字形梁柱 节点 轻钢结构的构件轻钢结构的构件 H 型钢 C 型钢 Z 型钢 彩色压型钢板 蜂窝梁 预埋锚栓 自然通风器 1.放样与号料放样与号料 放样 根据产品施工详图或零、部件图样要求的形状和尺寸,按1:1的比例把产品或零、部件的实体画在放样台或平板上,求取实长并制成样板的过程
6、。对复杂的壳体零、部件,还需作图展开。有条件时应采用计算机辅助设计。根据样板在钢材上画出构件的实样实样,并打上各种加工记号,为钢材的切割下料作准备。号料 2.2.切割下料切割下料 切割是将放样和号料的零件形状从原材料上进行下料分离。常用的切割方法有:气割、机械剪切和等离子切割三种方法。直线气割机 气割下料 CNC电脑切割生产线 气割气割是利用氧气与可燃气体混合产生的预热火焰加热金属表面达到燃烧温度并使金属发生剧烈的氧化,放出大量的热促使下层金属也自行燃烧,同时通以高压氧气射流,将氧化物吹除而形成一条狭小而整齐的割缝。气割法有手动气割、半自动气割和自动气割。手动气割割缝宽度为4mm,自动气割割缝
7、宽度为3mm。机械剪切下料机械剪切下料通过冲剪、切削、磨擦等机械来实现。冲剪切割:当钢板厚度12mm时,采用剪板机、联合冲剪机切割钢材,速度快、效率高,但切口略粗糙。切削切割:采用弓锯床、带锯机等切削钢材,精度较好。磨擦切割:采用磨擦锯床、砂轮切割机等切割钢材,速度快、但切口不够光洁、噪声大。液压联合冲剪机 锯 床 等离子切割下料等离子切割下料利用高温高速的等离子焰流将切口处金属及其氧化物熔化并吹掉来完成切割,能切割任何金属,特别是熔点较高的不锈钢及有色金属铝、铜等。等离子切割机 数控等离子切割机 3.构件加工构件加工 构件加工主要有以下几个方面:边缘加工、弯卷成型、构件矫正、折边和制孔等。边
8、缘加工边缘加工对于尺寸精度要求高的腹板、翼缘板、加劲板、支座支撑面和有技术要求的焊接坡口,需要对剪切或气割过的钢板边缘进行加工。边缘加工方法有:铲边、刨边、铣边和碳弧气刨边。钢板铣边机 端面铣 滚剪倒角(坡口)机 弯卷成型弯卷成型 钢板卷曲 型钢弯曲 钢管弯曲 钢板卷曲 钢板卷曲是通过旋转辊轴对板料进行连续三点弯曲所形成的。钢板卷曲包括预弯、对中和卷曲三个过程。预弯:钢板在卷板机上卷曲时,两端边缘总有卷不到的部份,即剩余直边。通过预弯消除剩余直边。对中:为防止钢板在卷板机上卷曲时发生歪扭,应将钢板对中,使钢板的纵向中心线与滚筒轴线保持严 格的平行。卷曲:对中后,利用调节辊筒的位置使钢板发生初步
9、的弯曲,然后来回滚动而卷曲。型材弯曲机 全自动弯管机 型钢弯曲:型钢弯曲时断面会发生畸变,弯曲半径越小,则畸变越大。应控制型钢的最小弯曲半径。构件的曲率半径较大,宜采用冷弯;构件的曲率半径较小,宜采用热弯。钢管弯曲:在自由状态下弯曲时截面会变形,外侧管壁会减薄,内侧管壁会增厚。弯制方法:管中加入填充物(砂)或穿入芯棒进行弯曲;或用滚轮和滑槽在管外进行弯曲。弯曲半径:管径的3.5倍(热弯)到4倍(冷弯)。构件矫正构件矫正 钢材在存放、运输、吊运和加工成型过程中会变形,必须对不符合技术标准的钢材、构件进行矫正。钢结构的矫正,是通过外力或加热作用迫使钢材反变形,使钢材或构件达到技术标准要求的平直或几
10、何形状。矫正的方法:火焰矫正(亦称热矫正)、机械矫正和手工矫正(亦称冷矫正)。板材矫正机 H型钢翼缘矫正机 钢管矫直机 火焰矫正火焰矫正利用火焰对钢材进行局部加热,被加热处理的金属由于膨胀受阻而产生压缩塑性变形,使较长的金属纤维冷却后缩短而完成的。影响矫正效果的因素:火焰加热位置、加热的形式、加热的温度。火焰矫正加热的温度:对于低碳钢和普通低合金钢为600800。机械矫正机械矫正是通过专用矫正机使用权弯曲的钢材在外力作用下产生过量的塑性变形,以达到平直的目的。拉伸机矫正:用于薄板扭曲、型钢扭曲、钢管、带钢、线材等的矫正。压力机矫正:用于板材、钢管和型钢的矫正。多辊矫正机:用于型材、板材等的矫正
11、。锤击法钢板焊接应力变形校正 手工矫正 通常采用锤击方法进行,操作简单灵活。由于矫正力小、劳动强度大、效率低而用于矫正尺寸较小的钢材,或矫正设备不便于使用时采用。折边折边把构件的边缘压弯成倾角或一定形状的操作过程称为折边。折边可提高构件的强度和刚度。弯曲折边利用折边机进行。制孔制孔包括铆钉孔、螺栓孔,可钻可冲。钻孔用钻孔机进行,能用于钢板、型钢的孔加工;冲孔用冲孔机进行,一般只能在较薄的钢板、型钢上冲孔,且孔径一般钢材的厚度。施工现场的制孔可用电钻、风钻等加工。液压板料折弯机 数控三维钻孔机 4.除锈、防腐与涂饰除锈、防腐与涂饰 钢结构的防腐与涂饰包括普通涂料涂装和防火涂料涂装。涂装前,钢材表面应除锈。钢材除锈钢材除锈方法有:喷砂、抛丸、酸洗以及钢丝刷人工除锈、现场砂轮打磨等。抛丸除锈是最理想的除锈方式。喷砂除锈 抛丸机除锈 防腐与涂饰防腐与涂饰 施涂的方法有刷涂法(油性基料的涂料)和喷涂法(快干性和挥发性强的涂料)普通涂料的涂装遍数、涂层厚度应符合设计要求,钢材表面不应误涂、漏涂,涂层应均匀,无明显皱皮、流坠、针眼、气泡及脱皮和返锈等。防火涂料的涂层厚度应符合耐火极限的设计要求。刷涂法 喷涂法 防火喷涂 保温喷涂
限制150内