2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,第六章,钢结构的制作、安装与防护,2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,内容提要,6.1 钢结构制作的主要工序 6.2 钢结构防腐蚀,6.3 钢结构的防火 6.4 钢结构安装,6.5 钢结构验收,2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,第六章 钢结构制作安装与防护,6.1 钢结构制作的主要工序,2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,6.1钢结构制作的主要工序1,-钢结构构件制造金属结构制造厂；,-钢结构制作主要工序生产准备、零件加工、装配和油漆装运等；,-金属结构制造厂由钢材仓库、准备车间、放样间、零件加工间、半成品仓库、装配车间和油漆装运车间等组成；,引言,2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,钢结构大流水作业生产的一般工艺流程,6.1钢结构制作的主要工序2,2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,6.1钢结构制作的主要工序3,-钢结构应依照相应施工图进行制作安装；并应符合现行钢结构工程施工质量验收规范（GB50205-2001)规定。,-施工图应按设计单位提供的设计图及技术要求编制；,-制作和安装单位在施工前，应按设计文件和施工图要求编制工艺流程和安装的施工方案；,6.1.1 一般要求,-在制作安装过程中，应严格按工序检验合格后，方能进入下道工序；,2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,6.1钢结构制作的主要工序4,-钢材应附有质量保证书，并符合设计文件要求；,-钢材表面锈蚀、麻点或刻痕的深度不得大于该钢材厚度负偏差值的一半，断口处如有分层缺陷，应会同有关部门研究处理；,-连接材料和涂料应附有质量保证书，并符合设计文件要求和国家标准的规定；,-严禁使用药皮脱落或焊芯生锈的焊条，受潮结块或已熔烧过的焊剂及锈蚀、碰伤或混批的高强度螺栓。,2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,6.1钢结构制作的主要工序5,-钢材矫正,6.1.2 钢结构制作的主要工序,-矫正的主要形式有矫直、矫平及矫形矫直。矫正是利用钢材的塑性、热胀冷缩的特性，以外力或内应力作用迫使钢材反变形，消除钢材的弯曲、翘曲、凹凸不平等缺陷。,-矫正按加工工序分有原材料矫正、成型矫正、焊后矫正等。矫正可采用机械矫正、火焰矫正、手工矫正等。根据矫正时的温度分有冷矫正、热矫正。,2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,6.1钢结构制作的主要工序6,-放样,-放样是钢结构制作工艺中的第一道工序，其工作的准确与否将直接影响到整个产品的质量，至关重要。为了提高放样和号料的精度和效率，有条件时，应采用计算机辅助设计。,-放样工作包括如下内容：核对图纸的安装尺寸和孔距；以1:1的大样放出节点；核对各部分的尺寸；制作样板和样杆作为下料、弯制、铣、刨、制孔等加工的依据。,2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,6.1钢结构制作的主要工序7,-号料,-号料（也称划线），即利用样板、样杆或根据图纸，在板料及型钢上画出孔的位置和零件形状的加工界线。号料的一般工作内容包括：检查核对材料；在材料上划出切割、铣、刨、弯曲、钻孔等加工位置，打冲孔，标注出零件的编号等。,-号料一般先根据料单检查清点样板和样杆、点清号料数量、准备号料的工具、检查号料的钢材规格和质量，然后依据先大后小的原则依次号料，并注明接头处的字母、焊缝代号。号料完毕，应在样板、样杆上注明并记下实际数量。,2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,6.1钢结构制作的主要工序8,-切割,-切割的目的就是将放样和号料的零件形状从原材料上进行下料分离。钢材的切割可以通过切削、冲剪、摩擦机械力和热切割来实现。常用的切割方法有：机械剪切、气割和等离子切割三种方法。,-在钢结构制孔中包括铆钉孔、普通螺栓连接孔、高强度螺栓孔、地脚螺栓孔等，制孔方法通常有冲孔和钻孔两种。,-制孔,-钻孔是钢结构制造中普遍采用的方法，能用于几乎任何规格的钢板、型钢的孔加工。,2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,6.1钢结构制作的主要工序9,-钻孔的加工方法分为划线钻孔、钻模钻孔和数控钻孔。,a）钻模； b）钻套,-当钻孔批量大、孔距精度要求较高时，应采用钻模钻孔。钻模有通用型、组合式和专用钻模，图示是一种节点板的钻模示意图。,-划线钻孔在钻孔前先在构件上划出孔的中心和直径，并在孔中心打样冲眼，作为钻孔时钻头定心用；在孔的圆周上（90位置）打四只冲眼，作钻孔后检查用。划线工具一般用划针和钢尺。,2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,6.1钢结构制作的主要工序10,-冲孔是在冲孔机（冲床）上进行，一般适用于非圆孔。也可用于较薄的钢板和型钢上冲孔，单孔径一般不小于钢材的厚度，此外，还可用于不重要的节点板、垫板和角钢拉撑等小件加工。冲孔生产效率较高，但由于孔的周围产生冷作硬化，孔壁质量较差，有孔口下塌、孔的下方增大的倾向，所以，一般用于对质量要求不高的孔以及预制孔（非成品孔），在钢结构主构件中较少直接采用。,-数控钻孔是近年来发展的新技术，它无需在工件上划线，打样冲眼。加工过程自动化，高速数控定位、钻头行程数字控制。钻孔效率高、精度高，它是今后钢结构加工的发展方向。,2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,6.1钢结构制作的主要工序11,-边缘加工,-在钢结构加工中一般需要边缘加工，除图纸要求外，在梁翼缘板、支座支承面、焊接坡口及尺寸要求严格的加劲板、隔板、腹板和有孔眼的节点板等部位应进行边缘加工。常用的边缘加工方法主要有：铲边、刨边、铣边、碳弧气刨、气割和坡口机加工等。,-在钢结构制作中，弯制成型的加工主要是卷板（滚圆）、弯曲（煨弯）、折边和模具压制等几种加工方法。弯制成型的加工工序是由热加工或冷加工来完成的。,-冷弯和热弯,2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,6.1钢结构制作的主要工序12,-把钢材加热到一定温度后进行的加工方法，通称热加工。热加工常用的有两种加热方法，一种是利用乙炔火焰进行局部加热；这种方法简便，但是加热面积较小。另一种是放在工业炉内加热，其加热面积很大。,-钢材在常温下进行加工制作，通称冷加工。冷加工绝大多数是利用机械设备和专用工具进行的。应注意低温时不宜进行冷加工。低温中的钢材，其韧性和延伸性均相应减小，极限强度和脆性相应增加，若此时进行冷加工受力，易使钢材产生裂纹。,-与热加工相比，冷加工具有如下优点： 使用的设备简单，操作方便； 节约材料和燃料； 钢材的机械性能改变较小，材料的减薄量甚少。,2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,6.1钢结构制作的主要工序13,-在常温状态下进行滚圆钢板的方法有：机械滚圆、胎模压制和手工制作三种加工方法。机械滚圆是在卷板机（又叫滚板机、轧圆机）上进行的。,a）对称式三辊卷板机； b）不对称式三辊卷板机； c）四辊卷板机 滚圆机原理,-弯曲按加热程度分为冷弯和热弯。冷弯是在常温下进行弯制加工，此法适用于一般薄板、型钢等的加工；热弯是将钢材加热至9501100，在模具上进行弯制加工，它适用于厚板及较复杂形状构件、型钢等的加工。,2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,6.1钢结构制作的主要工序14,-弯曲加工设备有型钢滚圆机、液压弯管机及压力机床等,-装配是把加工好的零件按照施工图纸拼装成构件，并点焊固定成形准备焊接。在构件最后装配前，必须再次检查各组装构件的外形尺寸、孔位、垂直度、平整度，弯曲构件的曲率等，符合要求后应将零件上的铁锈、毛刺和油污等消除干净。,-装配,-焊接,-焊缝连接是现代钢结构最主要的连接方式，它适用任何形状的结构，连接构造简单，省钢省工，能实现自动化操作，焊接质量受材料、操作影响较大。因此，建筑钢结构焊接时应考虑以下问题：,2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,6.1钢结构制作的主要工序15,焊接方法的选择应考虑焊接构件的材质和厚度、接头的形式和焊接设备； 焊接工艺及作业程序； 焊接质量检验。,- 焊缝连接常用的有三种形式：电弧焊、电阻焊及气焊。电弧焊是工程中应用最普遍的焊接形式。,-首先进行焊前准备工作，焊前准备包括坡口制备、预焊部位清理、焊条烘干、预热、预变形及高强度钢切割表面探伤等。,-焊接施工包括以下几个步骤：,1引弧与熄弧 引弧有碰击法和划擦法两种。碰击法是将焊条垂直于工件进行碰击，然后迅速保持一定距离；划擦法是将焊条端头轻轻划过工件，然后保持一定距离。施工中，严禁在焊缝区以外的母材上打火引弧。在坡口内引弧的局部面积应熔焊一次，不得留下弧坑。,2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,6.1钢结构制作的主要工序16,3完工后的处理 焊接结束后的焊缝及两侧，应彻底清除飞溅物、焊渣和焊瘤等。无特殊要求时，应根据焊接接头的残余应力、组织状态、熔敷金属含氢量和力学性能决定是否需要焊后热处理。,2运条方法 电弧点燃之后，就进入正常的焊接过程。焊接过程中焊条同时有三个方向的运动：沿其中心线向下送进；沿焊缝方向移动；横向摆动。由于焊条被电弧熔化逐渐变短，为保持一定的弧长，就必须使焊条沿其中心线向下送进，否则会发生断弧。焊条沿焊缝方向移动速度的快慢要根据焊条直径、焊接电流、工件厚度和接缝装配情况及所在位置而定。移动速度太快，焊缝熔深太小，易造成未透焊：移动速度太慢，焊缝过高，工件过热，会引起变形增加或烧穿。为了获得一定宽度的焊缝，焊条必须横向摆动。在做横向摆动时，焊缝的宽度一般是焊条直径的1.5倍左右。以上三个方向的动作密切配合，根据不同的接缝位置、接头形式、焊条直径和性能、焊接电流、工件厚度等情况，采用合适的运条方式（表6-4），就可以在各种焊接位置得到优质的焊缝。,2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,6.1钢结构制作的主要工序17,-铣端、钻安装孔及总检查,-对于需要靠端面承压传力的构件的传力端应进行铣端,-钻安装孔一般在构件焊好之后进行，以保证它有较高的精确度，为便于安装时的调整，安装孔径可比螺杆直径大12mm。,-制安装孔有两种方法：一是在构件的相应零件上先冲成或钻成比设计孔径小3mm的孔，待各构件出厂前进行整个结构的预总装时，再扩钻到设计孔径；二是利用钻模再各构件上钻安装孔，这样就可免去预总装工序，比较简便。,-最后进行总检查，进行油漆，装运上车，发运到安装工地。,2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,6.1钢结构制作的主要工序18,-为了保证钢结构质量，金属制造厂、建设、设计等单位应按照各自的要求工作，设计单位必须考虑制作、运输和安装等条件对设计的要求；,-构件型式、截面组合及连接形式都要有利于构件的制造和安装，在保证结构安全和使用的前提下，减少制作工作量，减少构件类型和避免热加工；,-尽可能减少节点和构件的类型；,6.1.3 钢结构制作对设计的要求,-在划分结构和运输单元时，要考虑便于安装，符合工厂和工地安装起吊和当地交通运输条件；,2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,6.1钢结构制作的主要工序19,-尽量减少焊缝的总长度，除非必要，不宜增加焊脚的尺寸；,-在同一运输单元中，最好用一种直径的螺栓，在整个结构中也不宜多于23种直径；,-尽量采用工厂制作，减少工地焊接，避免焊缝应力集中，避免仰焊或凹弧焊；,-尽量减轻结构自重，利于节约钢材，提高抗震性能。,2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,第六章 钢结构制作安装与防护,6.2 钢结构防腐蚀,2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,6.2钢结构防腐蚀1,-化学腐蚀,6.2.1 锈蚀的类型及机理,-电化学腐蚀,6.2.2 防腐的方法,-制成合金钢,-金属镀层保护,-非金属涂层保护,-阴极保护,2019/11/2,昆明理工大学 建工学院 土木系,6.2钢