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1、土木工程施工土木工程施工5.3 钢结构工程钢结构工程1 构件的制作构件的制作2 2 钢结构安装钢结构安装第五章第五章 结构安装工程结构安装工程土木工程施工土木工程施工概概 述述 钢结构是指以钢铁为基材，经机械加工组装而成的结构。建筑钢结构是指以钢铁为基材，经机械加工组装而成的结构。建筑钢结构仅限于钢结构仅限于工业厂房、高层建筑、塔桅结构、桥梁工业厂房、高层建筑、塔桅结构、桥梁等。等。 钢结构具有钢结构具有强度高、结构轻、施工周期短强度高、结构轻、施工周期短和和精度高精度高等特点，在等特点，在建筑、桥梁等土木工程中被广泛采用。建筑、桥梁等土木工程中被广泛采用。单层厂房钢结构体系单层厂房钢结构体系
2、 “鸟巢鸟巢”的钢结构造型的钢结构造型概述概述土木工程施工土木工程施工 用作钢结构用作钢结构的钢材有钢板、的钢材有钢板、钢带、型钢钢带、型钢( (工工字钢、槽钢、角字钢、槽钢、角钢钢) )、钢管和钢、钢管和钢铸件等。铸件等。钢钢 带带 工字钢工字钢钢钢 板板 槽钢及角钢槽钢及角钢 钢钢 管管概述概述土木工程施工土木工程施工1 构件制作构件制作 钢结构构件制作一般在工厂进行，包括钢结构构件制作一般在工厂进行，包括放样、号料、放样、号料、切割下料、边缘加工、弯卷成型、折边、矫正切割下料、边缘加工、弯卷成型、折边、矫正和和防腐与涂防腐与涂饰饰等工艺过程。等工艺过程。1 1 构件制作构件制作箱型柱箱型
3、柱 吊车梁吊车梁钢管柱钢管柱 钢桁架钢桁架 格构式管柱格构式管柱 土木工程施工土木工程施工H型钢型钢C型钢型钢Z型钢型钢蜂窝梁蜂窝梁钢楼承板钢楼承板彩色压型钢板彩色压型钢板自然通风器自然通风器预埋锚栓预埋锚栓1 1 构件制作构件制作轻钢结构的构件轻钢结构的构件土木工程施工土木工程施工1.1 放样与号料放样与号料 根据产品施工详图或零、部件图样要求的形状和尺寸，根据产品施工详图或零、部件图样要求的形状和尺寸，按按1:11:1的比例的比例把产品或零、部件的实体把产品或零、部件的实体画在放样台或平板上，画在放样台或平板上，求取实长并制成样板求取实长并制成样板的过程。的过程。1.1.1 放样放样 对复
4、杂的壳体零、部件，还需作图展开。有条件时应采对复杂的壳体零、部件，还需作图展开。有条件时应采用计算机辅助设计。用计算机辅助设计。1 1 构件制作构件制作1.1.2 号料号料 根据样板在根据样板在钢材上画出构钢材上画出构件的实样，件的实样，并并打上各种加工记号打上各种加工记号，为钢材的切割下料作准备为钢材的切割下料作准备。工人在号料工人在号料土木工程施工土木工程施工1.2 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切割是将放样和号料的零件形状从原材料上进行下料分下料分离离。常用的切割方法有：常用的切割方法有：气割、机械剪切气割、机械剪切和和等离子切割等离子切割三种三种方法。方法
5、。1.2.1 气割下料气割下料 利用氧气与可燃气体混合产生的预热火焰利用氧气与可燃气体混合产生的预热火焰加热金属表面加热金属表面达达到燃烧温度并使金属发生剧烈的氧化，放出大量到燃烧温度并使金属发生剧烈的氧化，放出大量的热促使的热促使下层金属也自行燃烧，同时通以下层金属也自行燃烧，同时通以高压氧气射流高压氧气射流，将氧化物吹将氧化物吹除而形成一条狭小而整齐的割缝除而形成一条狭小而整齐的割缝。 气割法有气割法有手动气割手动气割、半自动气割半自动气割和和自动气割自动气割。手动气割。手动气割 割缝宽度为割缝宽度为4mm4mm，自动气割割缝宽度为，自动气割割缝宽度为3mm3mm。1 1 构件制作构件制作
6、土木工程施工土木工程施工 气割法设备灵活、费用低廉、精度高，能气割法设备灵活、费用低廉、精度高，能切割切割各种厚度各种厚度的钢材，尤其是的钢材，尤其是带曲线带曲线的零件或的零件或厚钢板，是目前使用厚钢板，是目前使用最广泛最广泛的切割方法。的切割方法。气割下料气割下料 CNC电脑切割生产线电脑切割生产线直线气割机直线气割机1 1 构件制作构件制作土木工程施工土木工程施工1.2.2 机械剪切下料机械剪切下料 通过冲剪、切削、磨擦等机械通过冲剪、切削、磨擦等机械来实现。来实现。 冲剪切割：冲剪切割：当钢板厚度当钢板厚度12cm12cm时，采用剪板机、联合冲剪时，采用剪板机、联合冲剪机切割钢材，速度快
7、、效率高，但机切割钢材，速度快、效率高，但切口略粗糙。切口略粗糙。 切削切割：切削切割：采用弓锯床、采用弓锯床、带锯机等切削钢材，精度较好。带锯机等切削钢材，精度较好。 磨擦切割：磨擦切割：采用磨擦锯采用磨擦锯床、砂轮切割机等切割钢材，速度床、砂轮切割机等切割钢材，速度快、但切口不够光洁、噪声大。快、但切口不够光洁、噪声大。液压联合冲剪机液压联合冲剪机 锯锯 床床1 1 构件制作构件制作土木工程施工土木工程施工 利用高温高速的利用高温高速的等离子焰流等离子焰流将切口处金属及其氧化物将切口处金属及其氧化物熔熔化并吹掉来完成切割化并吹掉来完成切割，能切割任何金属，特别是熔点较高的，能切割任何金属，
8、特别是熔点较高的不锈钢及有色金属铝、铜等。不锈钢及有色金属铝、铜等。1.2.3 等离子切割下料等离子切割下料等离子切割机等离子切割机 数控等离子切割机数控等离子切割机 1 1 构件制作构件制作土木工程施工土木工程施工1.3 构件加工构件加工 对于尺寸精度要求高的腹板、翼缘板、加劲板、支座支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。边缘进行加工。1.3.1 边缘加工边缘加工 边缘加工方法有：边缘加工方法有：铲边、刨边、铣边铲边、刨边、铣边和和碳弧气刨边碳弧气刨边。钢板铣边机
9、钢板铣边机 端面铣端面铣 滚剪倒角滚剪倒角( (坡口坡口) )机机1 1 构件制作构件制作土木工程施工土木工程施工1.3.2 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钢材在存放、运输、吊运和加工成型过程中会变形, ,必须对不必须对不符合技术标准的钢材、构件进行矫正。符合技术标准的钢材、构件进行矫正。钢结构的矫正，是钢结构的矫正，是通过外力通过外力或加热作用迫使钢材反变形，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使钢材或构件达到技术标准要求的平平直或几何形状直或几何形状。 矫正的方法：矫正的方法：火焰矫正火焰矫正( (亦称热矫正亦称热矫正) )、机械矫正机械
10、矫正和和手工矫正手工矫正( (亦称冷矫正亦称冷矫正) ) 。板材矫正机板材矫正机 H型钢翼缘矫正机型钢翼缘矫正机 钢管矫直机钢管矫直机1 1 构件制作构件制作土木工程施工土木工程施工 利用火焰对钢材进行利用火焰对钢材进行局部加热局部加热，被加热处理的金属由于，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。短而完成的。 火焰矫正火焰矫正 影响矫正效果的因素：影响矫正效果的因素：火火焰加热位置、加热的形式焰加热位置、加热的形式、加加热的温度热的温度。 火焰火焰矫正矫正加热的温度加热的温度：对：对于低碳钢和普通
11、低合金钢为于低碳钢和普通低合金钢为6008000C。火焰矫正火焰矫正1 1 构件制作构件制作土木工程施工土木工程施工 是通过是通过专用专用矫正机矫正机使用权弯曲的钢材在外力作用下产生过量的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。塑性变形，以达到平直的目的。 机械矫正机械矫正 拉伸机拉伸机矫正：矫正：用于薄板扭曲、型钢扭曲、钢管、带钢、线材等用于薄板扭曲、型钢扭曲、钢管、带钢、线材等的矫正。的矫正。 压力机压力机矫正：矫正：用于板材、钢管和型钢的矫正。用于板材、钢管和型钢的矫正。 多辊多辊矫正矫正机机：用于型材、板材等的矫正。用于型材、板材等的矫正。液压矫正机液压矫正机
12、 多辊矫正机矫正板材多辊矫正机矫正板材1 1 构件制作构件制作土木工程施工土木工程施工 采用采用锤击锤击的的方法进行，操作简方法进行，操作简单灵活。由于矫正单灵活。由于矫正力小、劳动强度大、力小、劳动强度大、效率低而用于矫正效率低而用于矫正尺寸较小的钢材，尺寸较小的钢材，或矫正设备不便于或矫正设备不便于使用时采用。使用时采用。 手工矫正手工矫正锤击法锤击法-钢板焊接应力变形校正钢板焊接应力变形校正1 1 构件制作构件制作土木工程施工土木工程施工1.3.3 弯卷成型弯卷成型 钢板卷曲是通过钢板卷曲是通过旋转辊轴旋转辊轴对板料进行连续三点弯曲所形成的。钢对板料进行连续三点弯曲所形成的。钢板卷曲包括
13、板卷曲包括预弯、对中预弯、对中和和卷曲卷曲三个过程。三个过程。 钢板卷曲钢板卷曲 预弯：预弯：钢板在卷板机上卷曲时，两端边缘总有卷不到的部份，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。通过预弯即剩余直边。通过预弯消除剩余直边消除剩余直边。 对中：对中：为防止钢板在卷板机上卷曲时发生歪扭，应将钢板对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。中，使钢板的纵向中心线与滚筒轴线保持严格的平行。 卷曲：卷曲：对中后，对中后，利用调节辊筒的位置使钢板利用调节辊筒的位置使钢板发生初步的弯曲，然后来回发生初步的弯曲，然后来回滚动而卷曲。滚动
14、而卷曲。钢板卷曲钢板卷曲1 1 构件制作构件制作土木工程施工土木工程施工 型钢弯曲：型钢弯曲：型钢弯曲时断面会发生畸型钢弯曲时断面会发生畸变，弯曲半径越小，则畸变越大。应控制型钢变，弯曲半径越小，则畸变越大。应控制型钢的最小弯曲半径。的最小弯曲半径。 构件的曲率半径较大，宜采用构件的曲率半径较大，宜采用冷弯冷弯； 构件的曲率半径较小，宜采用构件的曲率半径较小，宜采用热弯热弯。 型材弯曲型材弯曲 钢管弯曲：钢管弯曲：在自由状态下弯曲时截面会变形，外侧管壁会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。减薄，内侧管壁会增厚。 弯制方法：弯制方法：管中加入填充物管中加入填充物( (砂
15、砂) )或穿入芯棒进行弯曲；或用或穿入芯棒进行弯曲；或用滚轮和滑槽在管外进行弯曲。滚轮和滑槽在管外进行弯曲。 弯曲半径：弯曲半径：管径的管径的 3.5 3.5倍倍( (热弯热弯) )到到4 4倍倍( (冷弯冷弯) )。型材弯曲机型材弯曲机全自动弯管机全自动弯管机1 1 构件制作构件制作土木工程施工土木工程施工 把构件的边缘压弯成倾角或一定形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。状的操作过程称为折边。折边可提高构折边可提高构件的强度和刚度。件的强度和刚度。 弯曲折边利用弯曲折边利用折边机折边机进行。进行。 折边折边 包括铆钉孔、螺栓孔，可钻可冲。包括铆钉孔、螺栓孔，可钻可冲。钻孔钻
16、孔用钻孔机进行，能用于钢板、型钢用钻孔机进行，能用于钢板、型钢的孔加工；的孔加工；冲孔冲孔用冲孔机用冲孔机进行，一般只进行，一般只能在较薄的能在较薄的钢板、型钢上冲孔，且孔径钢板、型钢上冲孔，且孔径一般一般 钢材的厚度。施工现场的制孔可钢材的厚度。施工现场的制孔可用电钻、风钻等加工。用电钻、风钻等加工。 制孔制孔液压板料折弯机液压板料折弯机数控三维钻孔机数控三维钻孔机1 1 构件制作构件制作土木工程施工土木工程施工1.4.1 钢材的除锈钢材的除锈 钢结构的防腐与涂饰包括钢结构的防腐与涂饰包括普通涂料涂装普通涂料涂装和和防火涂料涂装防火涂料涂装。涂装前，钢材表面应涂装前，钢材表面应除锈除锈。1.4 除锈、除锈、防腐与涂饰防腐与涂饰 钢材除锈方法有：钢材除锈方法有：喷砂、抛丸喷砂、抛丸、酸洗以及钢丝刷人工除锈酸洗以及钢丝刷人工除锈、现场砂轮打磨现场砂轮打磨等等。抛丸除锈抛丸除锈是最理想的除锈方式。是最理想的除锈方式。喷砂除锈喷砂除锈抛丸机除锈抛丸机除锈1 1 构件制作构件制作用压缩空气喷用压缩空气喷射砂粒除锈射砂粒除锈 对其进行表面对其进行表面清理、强化、清理、强化、光饰、去毛刺光饰、去毛
