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1、第九章第九章 钢结构的制作、防护与安装钢结构的制作、防护与安装第一节第一节 钢结构的制作钢结构的制作一、概述一、概述1.1.钢结构制作的特点钢结构制作的特点 (1)(1)工厂化生产工厂化生产 在工厂制作，现场安装。工厂具有刚度大、平整度高的工在工厂制作，现场安装。工厂具有刚度大、平整度高的工作平台，精度较高的工装夹具及高效能的设备，易于保证质量，作平台，精度较高的工装夹具及高效能的设备，易于保证质量，提高效率。提高效率。(2)(2)产品制作精度要求高产品制作精度要求高 制作有严格的工艺标准，每道工序的工人都必须按图纸和制作有严格的工艺标准，每道工序的工人都必须按图纸和工艺标准生产，确保产品满足
2、制作精度要求。工艺标准生产，确保产品满足制作精度要求。一、概述一、概述1.1.钢结构制作的特点钢结构制作的特点 (3)(3)工厂化生产工厂化生产 可实现机械化、自动化，劳动生产率大为提高。因为钢结可实现机械化、自动化，劳动生产率大为提高。因为钢结构加工基本不占施工现场的时间和空间，采用钢结构也可大大构加工基本不占施工现场的时间和空间，采用钢结构也可大大缩短工期，提高施工效率。缩短工期，提高施工效率。2.2.钢结构制作的依据钢结构制作的依据设计图纸和相关的国家规范、规程和标准设计图纸和相关的国家规范、规程和标准3.3.钢结构制作的工艺流程钢结构制作的工艺流程 根据设计图纸、国家有关标准和制作工期
3、等要求，编制工根据设计图纸、国家有关标准和制作工期等要求，编制工厂制作计划书。工人则根据工艺图、卡生产。制作工序根据工厂制作计划书。工人则根据工艺图、卡生产。制作工序根据工厂的设备情况和构件的制造要求而有所不同，有特殊加工要求厂的设备情况和构件的制造要求而有所不同，有特殊加工要求的构件，应在制造前制定专门的加工工序。的构件，应在制造前制定专门的加工工序。一、概述一、概述3.3.钢结构制作的工艺流程钢结构制作的工艺流程二、原材料准备二、原材料准备1.1.材料检验材料检验 根据设计文件和规范要求检验主体材料及辅助材料的力学根据设计文件和规范要求检验主体材料及辅助材料的力学指标、化学成分、工艺性能、
4、几何尺寸及外形。指标、化学成分、工艺性能、几何尺寸及外形。、对比规范审查质保单；对比规范审查质保单；、看样看样、有疑问时抽样复检。有疑问时抽样复检。材质检验材质检验对比规范抽样检查对比规范抽样检查外形检验外形检验螺栓、电焊条、焊剂、焊丝等螺栓、电焊条、焊剂、焊丝等辅助材料检验辅助材料检验 发现质量保证书上数据不清不全、材质标记模糊、表面质发现质量保证书上数据不清不全、材质标记模糊、表面质量、外观尺寸不符合有关标准的要求时，应按国家标准的规定量、外观尺寸不符合有关标准的要求时，应按国家标准的规定进行复验鉴定，合格后方准予使用。进行复验鉴定，合格后方准予使用。二、原材料准备二、原材料准备2.2.堆
5、放堆放 检验合格的钢材应按品种、牌号、规格分类堆放，其底部检验合格的钢材应按品种、牌号、规格分类堆放，其底部应垫上道木或石块，防止底部进水造成钢材锈蚀。钢材堆放不应垫上道木或石块，防止底部进水造成钢材锈蚀。钢材堆放不得造成地基下陷和钢材永久变形。得造成地基下陷和钢材永久变形。三、钢结构的制作三、钢结构的制作1.1.放样和号料放样和号料 将下料尺寸按足尺画到样板上可以采用手工或者计算机进将下料尺寸按足尺画到样板上可以采用手工或者计算机进行操作。行操作。计算机计算机绘图车间，数控切割机绘图车间，数控切割机号料号料备料备料材料矫正材料矫正通过外力和加热作用，迫使已发生变形的钢材通过外力和加热作用，迫
6、使已发生变形的钢材反变形，以使材料平直反变形，以使材料平直。号料号料以样板为依据，在原材料上划出实样，并打上以样板为依据，在原材料上划出实样，并打上各种加工记号。各种加工记号。2.2.切割切割 将号料后的钢板、型钢按要求的形状和尺寸下料。常用将号料后的钢板、型钢按要求的形状和尺寸下料。常用的切割方法有机械切割、气割、等离子切割等。的切割方法有机械切割、气割、等离子切割等。三、钢结构的制作三、钢结构的制作数控多头直线型火焰切割机数控多头直线型火焰切割机数控曲线型切割机数控曲线型切割机数控多维钢管相贯线及坡口切割机数控多维钢管相贯线及坡口切割机自动钢板切割机自动钢板切割机自动锯切机自动锯切机3.3
7、.成形加工成形加工 分热成形和冷成形两大类。按成形目的分为弯曲、卷板、分热成形和冷成形两大类。按成形目的分为弯曲、卷板、折边和模压四种方法。折边和模压四种方法。(1)(1)热加工热加工 把钢材加热到一定温度后再进行加工。适用于在常温下不把钢材加热到一定温度后再进行加工。适用于在常温下不能做的工件。热加工加热温度一般在能做的工件。热加工加热温度一般在10001000o oC C11001100o oC C，终止温度，终止温度不得低于不得低于700700o oC C。加热温度在。加热温度在200200o oC C300300o oC C时钢材产生蓝脆，严时钢材产生蓝脆，严禁锤打和弯曲。禁锤打和弯曲
8、。(2)(2)冷加工冷加工 钢材在常温下进行的加工。有使材料变硬变脆的趋势，可钢材在常温下进行的加工。有使材料变硬变脆的趋势，可通过热处理使钢材恢复正常状态或刨削掉硬化较严重的边缘部通过热处理使钢材恢复正常状态或刨削掉硬化较严重的边缘部分。碳素分。碳素(低合金低合金)结构钢的环境温度低于结构钢的环境温度低于-16-16o oC(-12C(-12o oC)C)时不得进时不得进行冷矫正和弯曲加工行冷矫正和弯曲加工,低于低于-20-20o oC(-15C(-15o oC)C)时不得进行剪切和冲孔。时不得进行剪切和冲孔。三、钢结构的制作三、钢结构的制作3.3.成形加工成形加工 (3)(3)卷板加工卷板
9、加工 使平钢板的外层纤维伸长，内层纤维缩短而产生弯曲变形使平钢板的外层纤维伸长，内层纤维缩短而产生弯曲变形的方法。卷板主要用于焊接圆管柱、管道、气包等。的方法。卷板主要用于焊接圆管柱、管道、气包等。卷管机卷管机三、钢结构的制作三、钢结构的制作3.3.成形加工成形加工 (4)(4)弯曲加工弯曲加工 分为压弯、滚弯和拉弯。分为压弯、滚弯和拉弯。压弯是采用压力机进行加工，压弯是采用压力机进行加工，一般适用于一般适用于V V形件和形件和U U形件等的加工。滚弯为采用滚圆机进行加形件等的加工。滚弯为采用滚圆机进行加工，一般适用于滚制圆筒形和弧形构件。拉弯是采用转臂拉弯工，一般适用于滚制圆筒形和弧形构件。
10、拉弯是采用转臂拉弯机和转盘拉弯机进行加工，主要适用于将长板拉制成弧形构件。机和转盘拉弯机进行加工，主要适用于将长板拉制成弧形构件。三、钢结构的制作三、钢结构的制作3.3.成形加工成形加工 (4)(4)弯曲加工弯曲加工 弯管机弯管机三、钢结构的制作三、钢结构的制作3.3.成形加工成形加工 (5)(5)边缘加工边缘加工 消除边缘硬化、将钢板边刨成坡口（焊缝）、为了装配的消除边缘硬化、将钢板边刨成坡口（焊缝）、为了装配的准确性及保证压应力的传递，而将钢板边刨直或铣平，均为边准确性及保证压应力的传递，而将钢板边刨直或铣平，均为边缘加工。常用铲边、刨边、铣边和碳弧气刨边等多种方法。缘加工。常用铲边、刨边
11、、铣边和碳弧气刨边等多种方法。三、钢结构的制作三、钢结构的制作3.3.成形加工成形加工 (5)(5)边缘加工边缘加工 三、钢结构的制作三、钢结构的制作3.3.成形加工成形加工 (5)(5)边缘加工边缘加工 端面铣床端面铣床三、钢结构的制作三、钢结构的制作4.4.制孔制孔 制孔分为钻孔和冲孔两类制孔分为钻孔和冲孔两类三、钢结构的制作三、钢结构的制作4.4.制孔制孔 钻孔钻孔三、钢结构的制作三、钢结构的制作5.5.矫正矫正分为机械矫正、火焰矫正、手工矫正分为机械矫正、火焰矫正、手工矫正和高频热点矫正等和高频热点矫正等火焰矫正加热温火焰矫正加热温度宜控制在度宜控制在600600o oC C80080
12、0o oC C。三、钢结构的制作三、钢结构的制作6.6.组装组装在组装过程中，要遵在组装过程中，要遵照施工图的要求，把照施工图的要求，把已加工完成的各零件已加工完成的各零件或半成品构件组合装或半成品构件组合装配成为独立的成品构配成为独立的成品构件。分为部件组装、件。分为部件组装、组装、预总装。组装、预总装。H H型钢生产型钢生产流水线流水线三、钢结构的制作三、钢结构的制作6.6.组装组装徐浦大桥钢架总体试装徐浦大桥钢架总体试装三、钢结构的制作三、钢结构的制作6.6.组装组装打打 磨磨三、钢结构的制作三、钢结构的制作6.6.组装组装箱形柱生产流水线箱形柱生产流水线三、钢结构的制作三、钢结构的制作
13、7.7.焊接焊接钢结构常用的焊接方法有手工电弧焊、埋弧钢结构常用的焊接方法有手工电弧焊、埋弧焊、焊、CO2CO2气体保护焊、电渣焊、电阻焊等气体保护焊、电渣焊、电阻焊等埋弧自埋弧自动焊机动焊机三、钢结构的制作三、钢结构的制作7.7.焊接焊接二氧化碳气体保护焊二氧化碳气体保护焊三、钢结构的制作三、钢结构的制作第二节第二节 钢结构的防护钢结构的防护 钢结构的防护通常包括钢结构的防护通常包括防腐防腐和和防火防火两个方面。两个方面。一、钢结构的防腐一、钢结构的防腐1 1、改变钢材的组织结构，在冶炼过程中加入铜、镍、铬、锡等、改变钢材的组织结构，在冶炼过程中加入铜、镍、铬、锡等金属元素，以提高钢材的抗腐
14、蚀能力，使其成为具有抗腐蚀能金属元素，以提高钢材的抗腐蚀能力，使其成为具有抗腐蚀能力的耐候钢。力的耐候钢。2 2、在钢材表面覆盖各种保护层，把钢材与大气中的腐蚀介质、在钢材表面覆盖各种保护层，把钢材与大气中的腐蚀介质隔离，使钢材不被腐蚀介质腐蚀。隔离，使钢材不被腐蚀介质腐蚀。除锈是钢结构防腐蚀的基本工序，一般用大型抛丸机进行除锈是钢结构防腐蚀的基本工序，一般用大型抛丸机进行机械化除锈，效率高而除锈彻底。少量钢结构用喷砂或钢丝刷机械化除锈，效率高而除锈彻底。少量钢结构用喷砂或钢丝刷除锈，前者粉尘污染较大，后者工效低且除锈不易彻底。除锈，前者粉尘污染较大，后者工效低且除锈不易彻底。一、钢结构的防腐
15、一、钢结构的防腐3.3.钢结构防腐蚀的常用方法钢结构防腐蚀的常用方法(1)(1)钢材本身抗腐蚀钢材本身抗腐蚀采用耐候钢采用耐候钢(2)(2)长效防腐蚀长效防腐蚀 用热浸锌、热喷铝（锌）复合涂层进行钢材表面处理，使用热浸锌、热喷铝（锌）复合涂层进行钢材表面处理，使钢结构在露天条件下的防腐蚀年限达到钢结构在露天条件下的防腐蚀年限达到20203030年，甚至更长。年，甚至更长。(3)(3)长效防腐蚀长效防腐蚀 在钢材表面喷（涂）油漆或其它防腐蚀涂料，一般用于室在钢材表面喷（涂）油漆或其它防腐蚀涂料，一般用于室内钢结构的防腐蚀。内钢结构的防腐蚀。(4)(4)阴极保护法阴极保护法一般用于水下或地下钢结构
16、一般用于水下或地下钢结构一、钢结构的防腐一、钢结构的防腐3.3.钢结构防腐蚀的常用方法钢结构防腐蚀的常用方法 现场焊接之前应将焊缝附近的防腐蚀层清除。对于现场焊接之前应将焊缝附近的防腐蚀层清除。对于油漆等涂料，只要重新涂覆即可。对于长效防腐蚀涂层油漆等涂料，只要重新涂覆即可。对于长效防腐蚀涂层，如热浸锌或热喷铝，则现场很难恢复，因而只能用效，如热浸锌或热喷铝，则现场很难恢复，因而只能用效果相近的涂料作补救处理，对此设计应有明确的规定。果相近的涂料作补救处理，对此设计应有明确的规定。一、钢结构的防腐一、钢结构的防腐3.3.钢结构防腐蚀的常用方法钢结构防腐蚀的常用方法喷喷丸丸一、钢结构的防腐一、钢结构的防腐3.3.钢结构防腐蚀的常用方法钢结构防腐蚀的常用方法钢结构一钢结构一般用喷漆般用喷漆和刷漆防和刷漆防腐蚀。在腐蚀。在工厂喷刷工厂喷刷底漆，安底漆，安装完毕后装完毕后在工地刷在工地刷面漆。面漆。二、钢结构的防火二、钢结构的防火 重要建筑物的钢结构，可以采用耐火钢建造，若采用普通重要建筑物的钢结构，可以采用耐火钢建造，若采用普通结构钢制作，在火灾高温作用下将很快失效倒塌。需要进行耐结构钢制作
