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鋼結(jié)構(gòu)工程施工員培訓中建三局一公司鋼結(jié)構(gòu)事業(yè)部目錄第一章概論第二章鋼結(jié)構(gòu)材料第三章鋼結(jié)構(gòu)施工詳圖第四章鋼結(jié)構(gòu)連接第五章鋼結(jié)構(gòu)制作第六章鋼結(jié)構(gòu)安裝第七章鋼結(jié)構(gòu)涂裝第一章概論一、我國鋼結(jié)構(gòu)的概況1962年北京工人體育館采用雙層輻射式懸索結(jié)構(gòu),其直徑為94m。1975年上海體育館采用三向網(wǎng)架,跨度110m。1977年北京環(huán)境氣象塔,高達325m。1978年以后鋼結(jié)構(gòu)隨著經(jīng)濟建設的突飛猛進也有了前所未有的發(fā)展。1996年我國鋼產(chǎn)量世界第一。三、鋼結(jié)構(gòu)特點材料性好、可靠性高。工業(yè)化程度高、工期短。強度高、重量輕。耐熱性好。抗震性能好。密封性好。材質(zhì)均勻。一、鋼結(jié)構(gòu)荷載1、屋面荷載(永久荷載:如屋架等自重,操作平臺等)2、可變荷載(風荷載,屋面雪荷載,起重機荷載)3、地震作用4、其他作用(當房屋的低地基為軟土時,基礎可能會產(chǎn)生差異沉降,則應計算排架的溫度應力)風荷載的計算:計算公式:
:基本風壓(KN/m2),按荷載規(guī)范取值:高度z處的風振系數(shù):風荷載體型系數(shù):風荷載高度變化系數(shù)二、鋼結(jié)構(gòu)組成鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中應用廣泛。由于使用功能及結(jié)構(gòu)組成的方式不同,鋼結(jié)構(gòu)形式各異,種類繁多,但其都是由鋼板和型鋼經(jīng)過加工、組合連接制成,然后將其按一定的方式通過焊接或螺栓連接組成結(jié)構(gòu)以滿足使用要求。第三節(jié):鋼結(jié)構(gòu)設計方法1、承重結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)
承重結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)的含義:承重結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件能滿足設計規(guī)定的某一功能要求的臨界狀態(tài)。(1)整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部份作為剛體失去平衡(如滑移或傾覆等);(2)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或連接因其應力超過材料強度而破壞(包括疲勞破壞),或因過度的塑性變形而不適于繼續(xù)承載;(3)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C動體系而喪失承載能力;(4)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件因達到臨界荷載而喪失穩(wěn)定(如壓屈等)。
2.正常使用極限狀態(tài)當結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達到正常使用的某項規(guī)定限值狀態(tài)是,該結(jié)構(gòu)或構(gòu)件即達到正常使用極限狀態(tài)。
所以,當結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)外觀的變形或者影響正常使用的局部破壞、振動或者其他特定狀態(tài)時,即就認為超過了正常使用極限狀態(tài)。
二、分項系數(shù)設計表達式分項系數(shù)的極限狀態(tài)設計表達式為::結(jié)構(gòu)重要性系數(shù),與結(jié)構(gòu)安全等級對應,一級1.1,二級1.0,三級0.9;:永久荷載標準值在鋼結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中產(chǎn)生的變形值;:永久荷載分項系數(shù),一般采用1.2,當永久荷載效應對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能:力有利時采用1.0;:其他第i個可變荷載標準值的作用效應;:第一個和第i個可變系數(shù)的分項系數(shù),一般情況向可采用1.5三、鋼結(jié)構(gòu)設計基本構(gòu)造1.一般規(guī)定(1)鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)造應便于制作、運輸、安裝、維護并使結(jié)構(gòu)受力簡單,減少應力集中,避免材料三向受力。以受風載為主的空腹結(jié)構(gòu),應盡量減少受風面積。(2)在鋼結(jié)構(gòu)的受力構(gòu)件及其連接中,不宜采用,厚度小于4mm的鋼板、壁厚小于3mm的鋼管;截面小于∟45×4或∟56×36×4的角鋼(對焊接結(jié)構(gòu)),或截面小于∟50×5的角鋼(對螺栓或鉚釘連接的結(jié)構(gòu))。(3)焊接結(jié)構(gòu)是否需要采用焊前預熱或焊后熱處理等特殊措施,應根據(jù)材質(zhì)焊件厚度、焊接工藝、施焊時氣溫一級結(jié)構(gòu)的重要性能要求等綜合因素來確定,并在設計文件中加以說明。(4)結(jié)構(gòu)應根據(jù)其形式。組成合荷載的不同情況,設置可靠的支撐系統(tǒng)在建筑物第一個溫度區(qū)段或分區(qū)建設的區(qū)段中,應分別設置獨立的空間穩(wěn)定的支撐系統(tǒng)。(5)單層房屋和露天結(jié)構(gòu)的溫度區(qū)段長度(伸縮縫的間距),當不應超過限制,一般情況可不考慮應力和溫度的影響。2.受壓板件的寬厚比限制。3.受壓構(gòu)件的容許長細比。4.手拉構(gòu)件的容許長細比。5.焊縫連接的構(gòu)造要求(1)焊縫金屬應與主體金屬適應。當不同強度時可與低強度適應(2)再設計中不得任意加大焊縫,避免立體交叉和在拼接處集中大量焊縫(3)鋼板的拼接當采用對接焊縫時??v橫兩方向的對接焊縫,應采用十字或T形交叉(4)對接焊縫的坡口形式根據(jù)施工條件按規(guī)定要求選用(5)在對接焊縫的拼接處,但焊縫的寬度不同或厚度在一側(cè)相差4mm以上時,應分別在寬度方向或厚度方向從一側(cè)或兩側(cè)做出不大于1:2.5的斜角。等等第二章第一節(jié)、鋼結(jié)構(gòu)基礎知識一、鋼材機械性能1.強度和塑性鋼材的工作特性可以分為彈性階段、彈塑性階段、屈服階段、應變階段及頸縮階段。2.冷彎試驗性能冷彎實驗性能又稱彎曲試驗,可以檢驗鋼材能否適應構(gòu)件加工制作過程中的冷作工藝,也可以暴露出鋼材的內(nèi)部缺陷。3.韌性鋼材抵抗沖擊或振動荷載的能力,其衡量指標為沖擊韌性值,鋼材中非金屬夾雜物、脫氧不良等都將影響七沖擊韌性。4.焊接性能鋼材的焊接性能是指在一定的焊接工藝條件下,獲得良好性能的焊接接頭,焊接過程中,焊縫及焊縫附近金屬不產(chǎn)生裂紋或冷卻收縮裂紋,在使用過程中,焊接處的沖擊韌性和熱影響區(qū)塑性良好,不低于母材的力學試驗。二、鋼材性能影響因素1.化學成分各種化學成份對鋼材性質(zhì)的影響1.碳:鋼中含碳量增加,屈服點和抗拉強度升高,但塑性和沖擊性降低,當碳量超過0.23%時,鋼的焊接性能變壞,因此用于焊接的低合金結(jié)構(gòu)鋼,含碳量一般不超過0.20%。碳量高還會降低鋼的耐大氣腐蝕能力,在露天料場的高碳鋼就易銹蝕;2.硅:加入少量能提高鋼的強度、硬度彈性,能使鋼脫氧有較好的耐熱性、耐酸性。在碳素鋼含量中不超過%0.5,超過限值則成為合金鋼元素。含量超過1%,則使鋼的塑性和沖擊韌性下降,冷脆性增大,可焊性、抗腐蝕性變差?;瘜W成份對鋼材性能的影響2.溫度鋼材的機械性能受溫度的影響,隨著溫度的升高,鋼材強度及彈性模量降低,在200℃內(nèi)其性能變化范圍不大,但超過200℃,兩者急劇下降,到600℃時,強度很低不能繼續(xù)承載。
當溫度下降時,鋼材的強度略有提高而塑形和沖擊韌性有所下降,變脆。當溫度下降到某一數(shù)值時,鋼材的沖擊韌性突然急劇下降,試件斷口發(fā)生脆性破壞,稱為低溫冷脆現(xiàn)象。鋼材由韌性狀態(tài)向脆性狀態(tài)轉(zhuǎn)變的溫度叫冷脆轉(zhuǎn)變溫度或叫冷脆臨界溫度。
冷脆轉(zhuǎn)變溫度與鋼材的韌性密切相關(guān),韌性越好的鋼材其冷脆轉(zhuǎn)變溫度越低。鋼材在整個使用過程中,為避免鋼材發(fā)生冷脆斷裂,應使可能出現(xiàn)的最低溫度,應高于鋼材的冷脆轉(zhuǎn)變溫度。3.鋼材制造過程1.冶煉冶煉過程主要是控制鋼材的化學成分。2.澆注鋼材根據(jù)脫氧程度不同,分為沸騰鋼、半沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼及特殊鎮(zhèn)靜鋼。3.軋制軋制式將鋼錠熱軋成鋼板和型鋼。它不僅改變鋼的形狀和尺寸,而且改善了鋼材的內(nèi)部組織,從而改善了鋼材的力學性能。4.應力集中的影響實際鋼結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件,不可避免地存在著孔洞、缺口、凹槽、厚度變化、內(nèi)部缺陷等。這類構(gòu)件由于截面的突然改變,致使應力線曲折、密集,故在孔洞邊緣或缺口尖端出,將局部出現(xiàn)應力高峰,其余部分則應力較低,這種現(xiàn)象稱為應力集中。應力集中導致鋼材塑形降低、脆性增加、使結(jié)構(gòu)發(fā)生脆性破壞的危險性增大。5.鋼材硬化的影響1.時效硬化在純鐵體中常留有一些數(shù)量極少的碳和氮的固溶物質(zhì),隨著時間的增加,其逐漸從純鐵體重析出,并形成自由的碳化物和氮化物微粒,散步在晶粒的滑移面上,騎著障礙滑移的強化作用,約束純鐵體發(fā)展塑形變形,稱為時效現(xiàn)象。2.冷作硬化金屬材料在常溫或再結(jié)晶溫度以下的加工產(chǎn)生強烈的塑性變形,使晶格扭曲、畸變,晶粒產(chǎn)生剪切、滑移,晶粒被拉長,這些都會使表面層金屬的硬度增加,減少表面層金屬變形的塑性,稱為冷作硬化。6.殘余應力的影響殘余應力是鋼材在熱軋、焊接時的加熱和冷卻過程中產(chǎn)生的,先冷卻的部分常形成壓應力,而后冷卻的部分則形成拉應力。鋼材的殘余應力與外荷載無關(guān),是自相平衡的,對構(gòu)件強度極限狀態(tài)承載力沒有影響,但能降低構(gòu)件的剛度很穩(wěn)定性。三、鋼材類別及應用1.鋼材分類按冶煉方法:轉(zhuǎn)爐鋼、平爐鋼、電爐鋼。按澆注前的脫氧程度:沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼。按鋼的質(zhì)量分類:普通鋼、優(yōu)質(zhì)鋼、高級優(yōu)質(zhì)鋼。按鋼的用途:結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊鋼、專業(yè)鋼。按制造加工形式:鑄鋼、鍛鋼、熱軋鋼、冷軋鋼、冷拔鋼。詳細見教材:p34~36。2.鋼材選用原則
結(jié)構(gòu)的重要性:根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的重要程度和安全等級選擇相應的鋼材等級。荷載特性:根據(jù)荷載的性質(zhì)不同選用適當?shù)匿摬?,包括靜力或動力、經(jīng)常作用還是偶然作用,滿載還是不滿載等情況同時提出必要的質(zhì)量保證項目。連接方式:焊接連接時要求所用的鋼材的碳、硫、磷及其他有害元素的含量應較低,塑性和韌性指標要高,焊接性要好。對非焊接連接的結(jié)構(gòu)可適當降低。鋼材厚度:厚度大的鋼材性能較差,應采用質(zhì)量好的鋼材。結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境溫度:對低溫工作下的機構(gòu),尤其焊接結(jié)構(gòu),應選用有良好抗低溫脆斷性能的鎮(zhèn)靜鋼。四、鋼材技術(shù)指標1.普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)指標⑴普通碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學成分、力學及工藝性能(詳細見教材p36~37。)⑵碳素結(jié)構(gòu)鋼的特性Q195鋼:雖然強度不高,但其塑性、韌性、加工性能與焊接性能較好。主要用于軋制薄板和盤條。Q215鋼:用途與Q195鋼基本相同,由于其強度稍高,還大量用作管坯、螺栓等。Q235鋼:既有較高的強度,又有較好的塑性和韌性,焊接性能也好,在建筑工程中應用最廣泛,大量用于制作鋼結(jié)構(gòu)用鋼、鋼筋和鋼板。Q275鋼:強度、硬度較高,耐磨性較好,但塑性沖擊韌性和焊接性能差。主要用于機械零件和工具等。2.焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼技術(shù)指標焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼的力學指標。焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼的化學成份。3.優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼技術(shù)指標優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的化學成份允許偏差。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的力學性能。(詳細見教材p38~41)。五、鋼材的品種和規(guī)格1.鋼板和鋼帶規(guī)格:⑴根據(jù)鋼板的薄厚程度,鋼板大致可分為薄鋼板(厚度不大于4mm)和厚鋼板(厚度大于4mm)兩種。在實際工作中,常將厚度介于4~20mm的鋼板稱為中板;將厚度介于20~60mm的鋼板稱為厚板;將厚度大于60mm的鋼板稱為特厚板,也統(tǒng)稱為中厚鋼板。⑵鋼帶也可以分為兩種,當寬度大于或等于600mm時,為寬鋼帶;當寬度小于600mm時,則稱為窄鋼帶。(詳細見教材p41~43)鋼板和鋼帶的區(qū)別
主要體現(xiàn)在其成品形狀上。鋼板是平板狀、矩形的可直接軋制成由寬鋼帶剪切而成的鋼板。一般情況下,鋼板是指一種寬厚比和表面積都很大的扁平鋼材。鋼帶是指長度很長,可成卷供應的鋼板。2.型鋼材質(zhì)普通型鋼和優(yōu)質(zhì)型鋼生產(chǎn)方法熱軋型鋼、冷彎型鋼、冷拉型鋼、擠壓型鋼和焊接型鋼截面形狀圓、方剛、扁鋼、六角鋼、等邊角鋼、不等邊角鋼、工字鋼、槽鋼和異性型鋼等。槽鋼:普通槽鋼和輕型槽鋼角鋼:⑴等邊角鋼截面尺寸、截面面積。理論重量及截面特性。⑵不等邊角鋼截面尺寸、截面面積、理論重量及截面特性。(詳細見教材p45~53)工字鋼:熱軋工字鋼由于寬度方向的慣性矩和回轉(zhuǎn)半徑比高度方向的曉得多,因此在應用上有一定的局限性,一般宜用于單向受彎構(gòu)件。⑸冷彎型鋼和壓型鋼板建筑中使用的冷彎型鋼常用厚度為1.5~5mm薄鋼板或鋼帶經(jīng)冷軋(彎)、模壓而成,也稱冷彎薄壁型鋼。壓型鋼板是冷彎型鋼的另一種形式,它是用厚度為0.4~2mm的鋼板、鍍鋅鋼板、彩色涂層鋼板經(jīng)冷軋(壓)的各種類型的波形板。以上兩者分別使用于輕鋼結(jié)構(gòu)的承重構(gòu)件和屋面、墻面構(gòu)件。3.鋼管鋼管按照截面形狀的不同分為圓管和異性管兩種。⑴無縫鋼管⑵電焊鋼管⑶冷彎薄壁方鋼管鋼管外徑和薄壁的允許偏差。(以上詳細見教材p55~59)4.鋼絲按斷面形狀分類,主要有方形、圓形、矩形、三角形、橢圓形及梯形等。六、鋼材的材質(zhì)實驗1.鋼材材質(zhì)檢驗項目
1.國外進口鋼材;2.板厚等于或大于40mm,且設計有z向性能要求的厚板;3.鋼材混批;4.設計有復檢要求的鋼材;5.建筑結(jié)構(gòu)安全等級為一級,大跨度鋼結(jié)構(gòu)中主要受力構(gòu)件所采用的鋼材;6.對質(zhì)量有疑義的鋼材;質(zhì)量復檢第二節(jié)、連接材料一、焊材1.焊條⑴焊條的特點:焊條是供手工電弧焊用的熔化電極,由焊芯和藥皮兩部分組成。焊條藥皮與焊芯的重量比,稱為藥皮重量系數(shù)。焊條直徑是指不包括藥皮的焊芯直徑。⑵焊條的型號⑶焊條藥皮質(zhì)量①焊條藥皮應均勻、緊密地包覆在焊芯周圍,整根焊條藥皮上不應有影響焊接質(zhì)量的裂紋、氣泡、雜質(zhì)及剝落等缺陷。②焊條引弧端藥皮應倒角,焊芯端面應露出,以保證易于引弧。③焊條藥皮應具有足夠的強度,不在正常搬運或使用過程中損壞。⑷手工焊接條(詳細見教材p63~66)⑸焊條質(zhì)量檢驗①焊條檢驗②焊條藥皮外表檢驗③焊條藥皮強度檢驗④焊條受潮檢驗。2.焊絲⑴在鋼結(jié)構(gòu)工程中,常用焊絲有管狀焊絲,有金色焊絲和鑄鐵焊絲等。(其牌號表示詳細見教材p67)。⑵管狀焊絲:是一種新的焊接材料,它是用H08A薄鋼帶通過一系列壓輥,并在某一成形時,加入所要求的粉劑軋制拉波而成,適用于自動、半自動焊接,用氣體,焊劑保護或自保護。(其詳細見教材p68)3.焊劑4.保護氣體氣體保護焊按所用的保護氣體有純CO2氣體和其他惰性氣體混合的混合氣體,最常用的混合氣體是Ar和CO2的混合氣體。5.焊釘和瓷環(huán)(詳細見教材p70~72)二、螺栓1.普通螺栓普通螺栓作為永久性連接螺栓,當設計有要求或?qū)ζ滟|(zhì)量有疑義時,應進行螺栓實物最小拉力載荷復檢。檢查數(shù)量為每一規(guī)格螺栓隨機抽查八個。普通螺栓的材料用Q235,分為A、B和C三級。A、B級螺栓尺寸準確,精度較高,受剪性能較好,但是其制造和安裝過于費工,并且高強度螺栓可代替其用于受剪連接,所以目前已很少采用。C級螺栓一般用圓鋼冷鐓壓制而成。2.高強度螺栓高強度螺栓入庫應按規(guī)格分類存放,防雨、防潮;遇有螺栓、螺母不配套,螺紋損傷時不得使用。(詳細見教材p73~75)第三節(jié)、油漆、防腐及防火涂料一、油漆鋼結(jié)構(gòu)的銹蝕不僅會造成自身的經(jīng)濟損失,還會直接影響生產(chǎn)和安全,損失的價值要比鋼結(jié)構(gòu)本身大得多。所以,做好鋼結(jié)構(gòu)的防銹工作具有重要的意義。油漆防護時利用油漆涂層使被涂物與環(huán)境隔離,從而達到防銹蝕的目的,延長被涂物的使用壽命。二、防腐涂料防腐涂料具有良好的絕緣性、能阻止鐵離子的運動,所以不易產(chǎn)生腐蝕電流,從而起到保護鋼材的作用。三、防火涂料1.防火涂料分類B類:薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火材料,涂層厚度一般為2~7mm,有一定裝飾效果,高溫時膨脹增厚耐火隔熱,耐火極限可達0.5~1.5h,又被稱為鋼結(jié)構(gòu)膨脹防火涂料。H類:厚涂邢鋼結(jié)構(gòu)防火涂料,其涂層厚度一般為8~50mm,粒狀表面,密度較小,熱導率低,耐火極限可達0.5~3.0h,又被稱為鋼結(jié)構(gòu)防火隔熱涂料。2.技術(shù)性能指標⑴用于制造防火涂料的原料應預先檢驗,不得使用石棉材料和苯類溶劑。⑵防火涂料可用噴涂、抹涂、滾涂、刮涂或刷涂等方法中的任何一種或多種方法,方便地施工,并能在通常的自然環(huán)境條件下干燥固化。⑶防火涂料應呈堿性或偏堿性。復層涂料應相互配套。底層涂料應能同普通的防銹漆配和使用。⑷涂層實干厚不應有刺激性氣味。燃燒時一般不產(chǎn)生濃煙和有害人體健康的氣味。第三章鋼結(jié)構(gòu)施工詳圖第一節(jié)施工設計圖紙分類鋼結(jié)構(gòu)設計圖分設計圖和施工詳圖兩個階段,前者由設計單位提供,后者通常由鋼結(jié)構(gòu)制造公司根據(jù)設計圖編制,但當工程建設進度要求或制造廠限于人力不能承接編制工作時,也由設計單位編制。施工設計圖紙分類:(1)設計圖:設計圖是制造廠編制施工詳圖的依據(jù),是根據(jù)工藝,建筑要求及初步設計等,并經(jīng)施工設計方案與計算等工作而編制的較高階段施工設計圖。(2)施工詳圖:施工詳圖又稱加工圖或放樣圖。a設計內(nèi)容:構(gòu)造設計、構(gòu)造及連接計算b繪制內(nèi)容:圖紙目錄、鋼結(jié)構(gòu)設計總說明、結(jié)構(gòu)布置圖、構(gòu)件詳圖、安裝節(jié)點詳圖。第二節(jié)施工詳圖構(gòu)造設計施工詳圖中的構(gòu)造設計,應按設計圖繪出的節(jié)點圖或連接條件及設計規(guī)范的要求進行,節(jié)點設計應滿足以下要求:(1)耗鋼量少,造價低廉,造型美觀,構(gòu)造簡單,安裝方便。(2)受力合理、傳力明確,節(jié)點構(gòu)造與所采用的計算假定盡量符合,保證節(jié)點安全可靠。(3)保證匯交桿件交于一點,不產(chǎn)生附加彎矩。一、節(jié)點板構(gòu)造與計算1、節(jié)點板構(gòu)造節(jié)點板起著桿件或構(gòu)件間保證有可靠傳力的重要作用,其構(gòu)造應符合傳力連接,外形合理,連接布置不應或盡量少產(chǎn)生附加偏心或焊接應力等要求,當連接已經(jīng)計算確定后,一般從不小于1:5比例進行繪圖放樣來確定節(jié)點板尺寸,并調(diào)整為以5mm為尾數(shù)的尺寸。2、節(jié)點板計算(1)桁架節(jié)點板的強度計算:
σ=N/bet≤f
式中be---板件的有效寬度;t---節(jié)點板的厚度。節(jié)點板的構(gòu)造(2)桁架節(jié)點板在斜腹桿壓力作用下的穩(wěn)定性可用下列方法進行計算。1)對有豎腹桿的節(jié)點板,當a?/t≤15√235/fy時,可不計算穩(wěn)定,其中a?為受壓腹桿連接肢端面中點,沿腹桿軸線方向至弦桿的凈距離。2)對無豎腹桿的節(jié)點板,當a/t≤10√235/fy時,節(jié)點板的穩(wěn)定承載力可取為0.8btf,當a/t>10√235/fy時,應按《鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范》(GB50017)進行穩(wěn)定計算,但在任何情況下,a/t都不得大于17.5√235/fy.二、加勁肋構(gòu)造與計算
加勁肋構(gòu)造三、托板構(gòu)造與計算支承托板主要用于支承端板式支座,其上端面應進行刨平加工以提高承壓強度。托板可采用鋼板,也可采用較厚的不等肢角鋼,鋼板厚度宜較所支撐端板厚4—5mm。
托板的承載力有板側(cè)豎向焊縫來保證,必要時也可增加板底端正面焊縫,計算側(cè)面焊縫時宜考慮兩側(cè)不均等受力影響,而將支撐反力乘以增大系數(shù)1.3計算。第三節(jié)施工詳圖繪制方法一、基本規(guī)定1、圖紙幅畫鋼結(jié)構(gòu)詳圖常用的圖幅一般為國家統(tǒng)一規(guī)定的A1,A2或A2延長圖幅。而在同一套圖紙中宜采用統(tǒng)一規(guī)格的幅面。2、畫線及畫法繪制圖紙是應根據(jù)不同用途選用各種線型,圖形中保持相對的粗細關(guān)系。3、比例按比例繪制所有圖形,根據(jù)圖形用途和復雜程度按常用比例選用。一般結(jié)構(gòu)布置的平、立、剖面采用1:100、1:200,構(gòu)件圖用1:50,節(jié)點圖用1:10、1:15,1:20、1:25。4、定位軸線與編號定位軸線及編號圓圈以細實線繪制,圓的直徑為8--10mm。平面及縱橫剖面布置圖的定位軸線及其編號應以設計圖為準,橫為列,豎為行。用大寫字母表示列軸線,數(shù)字表示行軸線。5、字體及計量單位圖紙上書寫的文字、數(shù)字和符號等,均應清晰、端正,排列整齊。文字采用仿宋體,漢字采用國家公布簡化漢字,數(shù)字采用工程數(shù)字,計量單位應采用國家法定計量單位。6、尺寸線的標注施工詳圖的尺寸由尺寸線、尺寸界線和尺寸起止點組成,圖中標注尺寸除標高以m為單位外,其余均以mm為單位。7、符號鋼結(jié)構(gòu)詳圖中常用的符號有剖切符號、折斷省略符號、連接符號、對稱符號及索引符號等。8、定位軸線繪制平、立面布置圖以及構(gòu)件定位軸線時,應標注軸線。詳圖軸線應以設計圖為依據(jù),軸線編號應以圓圈中字母表示柱列線,圓圈中數(shù)字表示柱行線。二、繪制方法1.布置圖的繪制方法(1)繪制結(jié)構(gòu)的平面,立面布置圖,構(gòu)件以粗單線或簡單外形圖表示,并用指引線統(tǒng)一注明標號。(2)構(gòu)件編號一般應標注在表示構(gòu)件的主要平面和剖面圖上。(3)圖細節(jié)不同的構(gòu)件均應單獨編號,例如鋼架—GJ、檁條—LT、鋼屋架—GWJ、支承—ZC等。(4)每一構(gòu)件均應與軸線有定位的關(guān)系尺寸,對槽鋼、C形鋼截面應表示肢背方向。(5)平面布置圖一般用1:100或1:200的比例;圖中剖面宜利用對稱關(guān)系、參照關(guān)系或轉(zhuǎn)折剖面簡化圖形。(6)一般在布置圖中,根據(jù)施工需要,對于安裝時有附加要求的地方、不同材料構(gòu)件連接地方及主要的安裝拼接接頭的地方宜選取節(jié)點進行繪制。(7)圖中剖面宜利用對稱關(guān)系,參照關(guān)系或轉(zhuǎn)折剖面簡化圖形。2.構(gòu)件圖的繪制方法(1)每一構(gòu)件均應按布置圖上的構(gòu)件編號繪制成詳圖,構(gòu)件編號用粗線標注在圖形下方,圖紙內(nèi)容及深度應能滿足制造加工要求。(2)構(gòu)件的圖形應盡量按實際位置繪制。(3)構(gòu)件與構(gòu)件的連接部位應按設計圖提供的內(nèi)力、節(jié)點構(gòu)造進行連接計算。(4)構(gòu)件圖形一般選用合適的比例繪制(1:15、1:20、1:50)。(5)構(gòu)件中每一零件均應編零件號、編號應盡量按主次部位順序編號,相反零件可用相同編號,但材料表中正反欄中注明。(6)圖中尺寸均以mm為單位,標高尺寸除外。(7)對較復雜的零件或交匯尺寸應由放大樣,或繪制展開圖來確定其尺寸。(8)構(gòu)件間以節(jié)點板相連時應在節(jié)點板連接孔中心線時注明斜度及相連的構(gòu)件號。三、標注方法1、常見尺寸標注符號符號符號意義符號符號意義球R半徑為R的球體─鋼板R圓的半徑└不等邊角鋼φ直徑∟等邊角鋼M普通螺紋[槽鋼δ板厚I工字鋼∠角TT型鋼2.型鋼標注方法型鋼的標注方法3.常見螺栓、鉚釘及孔的標注方法四、表示方法1.焊縫基本符號2.焊縫輔助符號3.焊縫符號指引線焊縫符號的指引線一般由帶有箭頭的指引線和兩條基準線及尾部符號組成,基準線中一條為實線、一條為虛線。4.焊縫尺寸符號及數(shù)據(jù)標注第四章鋼結(jié)構(gòu)連接第一節(jié)焊縫連接一、焊接方法二、焊接方式三、焊縫形式四、焊縫連接計算五、焊接節(jié)點構(gòu)造六、焊接應力與變形七、焊接通用工藝及其評定八、焊接檢驗一、焊接方法1.手工電弧焊
手工電弧焊原理是由焊條、焊件、焊鉗、電焊機和導線組成的電路。
其具有設備簡單,使用方便,可用于全方位的焊接的優(yōu)點,但對焊工技能要求高。2.自動或半自動埋弧焊
埋弧焊是電弧焊在顆粒狀的焊劑層下,并在空腔中燃燒的自動焊接方法埋弧焊按自動化程度不同可以分為自動埋弧焊和半自動埋弧焊,其區(qū)別在于自動埋弧焊的電弧移動是由專門機構(gòu)控制完成的,而半自動埋弧焊電弧的移動是依靠手工操縱的。自動埋弧焊原理圖3.氣體保護焊
氣體保護焊是用噴槍噴出CO2氣體作為電弧的保護介質(zhì),使熔化金屬與空氣隔絕,以保持焊接過程穩(wěn)定。
CO2氣體保護電弧焊簡圖4.熔嘴電渣焊
電渣焊是利用電流通過熔渣產(chǎn)生的電阻熱作為熱源,將填充金屬和母材熔化,凝固后形成金屬原子間緊固連接,是用于立焊位置的焊接方法,電渣焊分為熔嘴電渣焊、非熔嘴電渣焊、絲極電渣焊和板極電渣焊。熔嘴電渣焊是利用細直徑冷拔無縫鋼管外涂藥皮制成的管焊條作為焊嘴,焊絲在管內(nèi)送進。焊接時,將管焊條插入被焊鋼板與銅塊形成的縫槽內(nèi),電弧將焊劑熔化成熔渣池,電流使熔渣溫度超過鋼材的熔點,從而熔化焊絲和鋼板的邊緣,構(gòu)成一條堆積焊縫,把被焊鋼板連接成整體。熔嘴電渣焊原理圖5.焊釘焊(栓釘焊)焊釘焊是在栓釘與母材之間通過電流,局部加熱熔化焊釘和局部母材,并同時施加壓力擠出液態(tài)金屬,使焊釘整個截面與母材形成牢固結(jié)合的方法。焊釘焊:(1)電弧焊釘焊;(2)儲能焊釘焊。
焊釘焊是一種新的焊接方法,主要用于焊釘與鋼構(gòu)件的連接,焊釘作為剪力連接件可有效抵抗和傳遞混凝土與鋼構(gòu)件之間由于變形不協(xié)調(diào)產(chǎn)生的剪力。二、焊接方式三、焊縫形式
焊縫形式(1)按空間位置分類:橫、立、平、仰焊縫(2)按結(jié)合形式分類:對接、搭接、角及T字形焊縫(3)按焊縫的斷續(xù)情況:連續(xù)和斷續(xù)焊縫2.對接焊縫
對接焊縫又稱坡口焊縫,因為在施焊時,焊件間須具有適合焊條運轉(zhuǎn)的空間,所以一般均將焊件邊緣開成坡口,焊縫則在兩焊件的坡口面間或一焊件的坡口與另一焊件的表面間。3.角焊縫(1)角焊縫宜沿長度方向布置,分為連續(xù)和斷續(xù)角焊縫兩種形式。(2)斷續(xù)角焊縫之間的凈距不宜過大,以免連接不緊密,導致潮氣侵入引起銹蝕,故一般應不大于15t(對受壓構(gòu)件)或30t(對受拉構(gòu)件),t為較薄焊件厚度。(3)角焊縫的焊腳尺寸K(mm)不得小于1.5√N(N為較厚焊件厚度)。(4)角焊縫的焊腳尺寸不宜大于較薄焊件厚度的1.2倍(鋼管結(jié)構(gòu)除外)。(5)角焊縫的兩焊腳尺寸一般應相等。(6)當板件端部僅有兩側(cè)面角焊縫時為避免構(gòu)件受力不均勻則角焊縫長度L≥B。(7)在直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)中,為了減少應力集中、提高構(gòu)件的抗疲勞強度,角焊縫表面應做成直線型或凹形。四、焊縫連接計算1.對接焊縫截面形式1)不開坡口2)V形縫3)X形縫4)U形縫5)K形縫
不開坡口形縫VX形縫U形縫K形縫2.角焊縫截面形式角焊縫連接的強度計算公式3.組合焊縫截面形式五、焊接節(jié)點構(gòu)造1.角焊縫(1)角焊縫十字接頭,不宜將厚板焊接到較薄板上。當構(gòu)件較薄板≥25mm時宜采用局部開坡口的角焊縫。(2)角焊縫的最小計算長度應為8倍焊接尺寸(hf),且≥40mm。(3)角焊縫的有效面積應為焊縫計算長度與計算厚度(hc)的乘積。(4)斷續(xù)角焊縫焊段的最小長度不應小于最小計算長度。2.焊接接頭角焊縫
(1)傳遞軸向力的部件,其搭接接頭最小搭接長度為較薄件厚度的五倍,且不小于25mm,并應施焊縱向或橫向雙角焊縫。(2)單獨用縱向角焊縫連接型鋼桿件端部時,型鋼桿件的寬度W應不大于200mm;當寬度W大于200mm時,需加橫向角焊或中間塞焊。(3)型鋼桿件搭接接頭采用圍焊時,在轉(zhuǎn)角處應連續(xù)施焊。(4)搭接焊縫沿材料表棱邊的最大焊腳尺寸,當板厚小于或等于6mm時,應為母材厚度,當板厚大于6mm時,應為母材厚度減去1~2mm。(5)用搭接焊縫傳遞荷載的套管接頭可以只焊一條角焊縫,其管材搭接長度L應不小于5(t1+t2),且不得小于25mm。3.塞焊和槽焊(1)塞焊縫和槽焊縫的有效面積應為貼合面上圓孔或槽孔的標稱面積。(2)塞焊焊縫的最小中心間隔應為孔徑的四倍,而槽焊焊縫的縱向最小間距應為槽孔長度的兩倍。(3)塞焊孔的最小直徑不得小于開孔板厚加8mm,最大直徑應為最小直徑值加3mm,或為開孔件厚度的2.25倍,并取兩值中的較大值。(4)塞焊和槽焊的填焊高度,當母材厚度小于或等于16mm時,應等于母材的厚度;當母材厚度大于16mm時,不得小于母材厚度的一半,并不得小于16mm。4.不同厚度及寬度材料的對接5.節(jié)點層狀撕裂的防止
在T形、十字形及角及角接接頭中,當翼緣板厚度等于或大于20mm時,為防止翼緣板產(chǎn)生層狀撕裂宜采用右側(cè)節(jié)點構(gòu)造設計。1)采用較小的焊接坡口角度及間隙并滿足焊透深度要求如圖(a);2)在角接接頭中,采用對接破口或偏向于側(cè)板的坡口如圖“(b);3)采用對接坡口如圖(c);4)在T形或角接接頭中。板厚方向承受焊接拉應力的板材端頭伸出接頭焊縫區(qū)如圖(c);5)在T形、十字形接頭中,采用過渡段以對接接頭取代T形、十字形接頭如圖(e)、(f)。六、焊接應力與變形1.焊接應力與變形的產(chǎn)生鋼結(jié)構(gòu)焊接時,是在局部加熱,熔化,使加熱區(qū)受熱膨脹,但周圍的母材仍處于冷態(tài)或加溫度不高,并對焊接區(qū)受熱母材的膨脹起約束作用,焊接區(qū)受壓應力,而母材受拉應力,隨著電弧前移完成的焊縫和熱影響區(qū)冷卻并收縮,而其周圍的母材起了約束其收縮的作用,冷卻至原始溫度后,整個接頭區(qū)內(nèi)焊縫及近縫區(qū)的拉應力區(qū)與母材的壓應力區(qū)數(shù)值達到平衡,這時的應力狀態(tài)稱為焊接殘余應力,簡稱焊接應力。
在焊接應力作用下,如果焊件的拘束度越小,那么焊件會產(chǎn)生尺寸變化、縮短、彎曲及翹曲等變形稱為焊接變形。2.焊接變形種類
1)橫向收縮:構(gòu)件焊后在垂直于焊縫方向產(chǎn)生收縮。2)角變形:由于焊縫的橫向收縮使焊件平面繞焊縫軸產(chǎn)生角度變化。3)回轉(zhuǎn)變形:由于熱膨脹而引起的板件在平面內(nèi)的角變形。4)壓曲變形:焊后構(gòu)件在長度方向的失穩(wěn)。5)縱向收縮:構(gòu)件焊后在焊縫方向產(chǎn)生收縮。6)縱向彎曲變形:焊后構(gòu)件在穿過焊縫線并與板件垂直的平面內(nèi)的變形。7)扭曲變形:焊后構(gòu)件的角變形沿構(gòu)件縱軸方向數(shù)值不同及構(gòu)件翼緣與腹板的縱向收縮不一樣而綜合形成的變形形態(tài)。8)波浪邊線:薄板焊接后,母材受壓應力區(qū)由于失穩(wěn)而使板面產(chǎn)生翹曲。各種焊接變形示意圖3.焊接應力與變形控制(1)焊接應力的控制措施:1)采取合理的焊接順序;2)減少焊縫尺寸;3)降低焊件剛度,創(chuàng)造自由收縮條件。4)減小焊接拘束度。(2)焊接變形的控制措施:1)采取合理的焊接順序;2)焊前反變形法和剛性夾具固定法;3)一般構(gòu)件采用定位焊固定,大型,厚板構(gòu)件采用剛性固定法;4)減少焊縫數(shù)量、尺寸及合理布置焊縫;5)采用能量密度高的焊接方法;6)對于大型結(jié)構(gòu)宜采取分部組裝焊接、分別矯正變形后再進行總裝焊接或連接的施工方法。七、焊接通用工藝及其評定
(1)焊接材料的保管與烘干;(2)焊接設備與機具;(3)焊接坡口的加工與清潔要求;(4)工件的組裝;(5)定位焊;(6)引弧板和引出板;(7)背面襯板;(8)最小和最大焊縫尺寸;(9)清理焊接區(qū)域;(10)焊接環(huán)境;(11)厚板多層焊。1.焊接通用工藝
2.焊接工藝評定八、焊縫檢驗1.檢查方法1)破壞性檢驗2)非破壞性檢驗焊縫不同質(zhì)量級別的檢查方法2.焊接檢驗工具
鋼結(jié)構(gòu)焊接常用的檢驗工具是焊接檢驗尺。它可以測量型鋼、板材及管道的錯口;測量型鋼、板材及管道的坡口角度;板材及管道的對口間隙;測量焊縫高度;測量角焊縫高度;測量焊縫寬度以及焊接后的平直度等。焊接檢驗尺3.焊縫外觀檢查
焊縫外觀檢查主要是查看焊縫成型是否完好,焊道與焊道過渡是否平滑,焊渣、飛濺物等是否清理干凈。以下是常見的二三級焊縫外觀質(zhì)量標準表4.焊縫無損探傷
一般采用X射線檢測和超聲波探傷。X射線檢驗質(zhì)量標準
超聲波探傷:超聲波是一種人耳不可聽聞的每秒振蕩頻率在20kHz以上的高頻機械波,它是利用由壓電效應原理制成的壓電材料超聲換能器而獲得的。用于建筑鋼結(jié)構(gòu)焊縫超聲波探傷的主要波型是縱波和橫波。
鋼結(jié)構(gòu)超聲波探傷及質(zhì)量分級法5.焊縫破壞性檢驗6.焊縫缺陷的返修的三種情況(1)焊縫外觀缺陷的返修:有氣孔、夾渣、焊瘤、余高過大,焊腳尺寸不足,咬邊,弧坑為填滿等情況要返修。(2)焊縫內(nèi)部缺陷的返修:由無損檢測結(jié)構(gòu)確定缺陷部位。(3)焊縫返修的允許次數(shù):同一部位焊縫返修不宜超過兩次。第二節(jié)普通螺栓連接一、螺栓的排列遵循簡單緊湊、整齊劃一和便于安裝的原則。二、最小荷載試驗檢驗方法:用專用卡具將螺栓實物置于拉力試驗機上進行拉力試驗,為避免試件受橫向荷載,試驗機的夾具應能自動調(diào)正中心,試驗時夾頭張拉的移動速度不應超過25mm/min。三、連接施工1.一般要求(1)一般螺栓連接。(2)對于承受動荷載或重要部位的螺栓連接,應按設計要求放置彈簧墊圈,且必須放置在螺母的一側(cè)。(3)對于設計有要求防松動的螺栓,錨固螺栓應采用有放松裝置的螺母或彈簧墊圈或人工方法采取防松措施。2.螺栓直徑及長度的選擇(1)螺栓直徑按照<<鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范>>(GB50017)確定。(2)螺栓長度。公式:L=δ+m+nh+C式中δ——被連接件的總厚度(mm);m——螺母厚度(mm),一般取0.8D;n——墊圈個數(shù);h——墊圈厚度(mm)C——螺紋外露部分長度(2~3絲扣為宜,≤5mm)(mm)3.螺栓的布置布置應使各個螺栓受力合理,同時要求各螺栓盡可能遠離形心和中心軸,以便充分和均衡地利用各個螺栓的承載力。4.螺栓孔及其加工
按圖樣劃線——打樣沖眼——預鉆小孔——鉆孔成型。5.螺栓的裝配(1)螺栓頭和螺母下面應放置平墊圈,以增大承壓面積。(2)每個螺栓墊圈只能墊一個。(3)有防松動要求的需加防松動裝置。(4)承受動荷載或重要部位需放置彈簧墊圈。(5)工字鋼,槽鋼需加斜墊圈。(6)雙頭螺栓的軸心線必須與工件垂直。(7)裝配雙頭螺栓時,先清洗接觸面,后輕擰緊螺栓。(8)螺母與螺釘裝配時按照要求進行光潔,平整,貼合處加工后裝配。第三節(jié)高強度螺栓連接一、施工作業(yè)條件(1)鋼結(jié)構(gòu)的安裝必須根據(jù)施工圖進行并應符合<<鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范>>(GB50205)的規(guī)定。(2)施工應按設計文件和施工圖的要求進行編制工藝規(guī)程和安裝施工組織設計。(3)根據(jù)工程特點設計施工操作吊籃,并按施工組織設計的要求加工制作和采購。安裝和質(zhì)量檢查的鋼尺均應相同的精度,并定期送計量部門檢定。(4)高強度螺栓的有關(guān)技術(shù)參數(shù)已按有關(guān)規(guī)定進行復驗合格;抗滑移系數(shù)試驗也合格。(5)摩擦面采用噴砂,砂輪打磨、酸洗等方法進行處理,使摩擦系數(shù)符合設計要求。(6)高強度螺栓孔徑尺寸,孔邊毛刺必須徹底去掉。(7)高強度螺栓連接副必須達到技術(shù)要求,檢驗合格。(8)高強度螺栓連接副運送至工地必須進行力學性能檢驗,合格后方能使用。(9)大六角高強螺栓施工前需對高強螺栓的連接副的扭轉(zhuǎn)系數(shù)檢查。(10)對連接副進行變異系數(shù)檢測:×100%二、高強度螺栓孔加工1.一般規(guī)定(1)剪切鉆孔要認真檢查。(2)零部件小單元拼裝時進行底樣拼裝。(3)為防止零件孔位偏差,應認真變形矯正。2.孔的成分(1)在節(jié)點中接板與一根桿件相連接孔劃為一組。(2)接頭處的孔:通用接頭一半個拼接板上的孔為一組;階梯接頭—兩接頭之間孔為一組。(3)在兩相鄰節(jié)點或接頭間的連接孔為一組。(4)受彎構(gòu)件翼緣上,每1m長度內(nèi)孔為一組。3.孔徑的選配4.螺栓孔距見下表:5.螺栓孔位移處理(1)擴孔后孔徑不得大于原設孔徑的2.0mm;(2)補孔時應用與原孔母材相同焊條補焊,每組孔中補焊重新鉆孔的數(shù)量不得超過20%,處理后均作出記錄。三、摩擦面抗滑移系數(shù)試驗1.抗滑移系數(shù)試驗試件的選擇。2.抗滑移系數(shù)試驗方法。3.抗滑移系數(shù)的確定。四、摩擦面的處理1.處理方法按<<鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范>>(GB50017)2.摩擦面抗滑移系數(shù)檢驗按規(guī)范要求達到設計值進行檢驗。3.接觸面間隙處理:接頭緩坡處理和加填板處理。五、連接施工1.一般規(guī)定有七條見規(guī)范(見P146~147)。2.螺栓的計算長度高強度螺栓長度應按下式計算:l=l'+Δl式中l(wèi)'—連接板層總厚度;Δl—附加長度,可按下式計算:Δl=m+nS+3P式中m—高強度螺母公稱厚度;n—墊圈個數(shù),扭剪形為1;大六角頭為2;S—高強度墊圈公稱厚度;P—螺紋螺距。3.高強度螺栓連接副施工嚴格按照相關(guān)規(guī)范檢查合格后方可使用。七、螺栓螺紋防護(1)對高強度螺栓在儲存、運輸和施工過程中應防止受潮生銹、沾污和碰傷。(2)使用前應檢查螺紋有無損傷。(3)為防止螺紋損傷,對高強度螺栓不得做臨時安裝螺栓使用。安裝孔必須符合設計要求。(4)安裝時為防止穿入孔內(nèi)的螺紋損傷,每個節(jié)點用的臨時螺栓和沖釘不得少于安裝孔總數(shù)的1/3,至少應穿兩個臨時螺栓;沖釘穿入數(shù)不宜多于臨時螺栓的30%.(5)為防止安裝緊固后螺栓被銹蝕,損傷,應在伸出螺紋上做相關(guān)防腐措施。六、螺栓緊固與防松1.緊固方法常見(1)扭矩法:Mk=KdP式中Mk——施加于螺母的緊固扭矩(N*m);
K—扭矩系數(shù);d—螺栓公稱直徑(mm);P—預拉力(kN)。(2)轉(zhuǎn)角法:初擰——劃線——終擰——檢查——標記。2.螺栓緊固順序螺栓緊固必須分兩次進行,第一次初擰,預應力達到標準值60%~80%,第二次終擰,預應力緊固到標準值,偏差不大于正負10%。3.大六角螺栓緊固施工所用扭矩扳手使用前必須校正,施工扭矩計算式:Tc=KPcd式中Tc——施工扭矩(N*m);
K——高強度螺栓連接副的扭矩系數(shù)平均值,該值應為0.110~0.150;
Pc——高強度螺栓施工預拉力(kN);
d—高強度螺栓桿直徑(mm八、連接施工安裝檢驗項目1.連接副扭矩系數(shù)復驗
式中T—施擰扭矩(N*m);d—高強度螺栓的公稱直徑(mm);P—螺栓預拉力(kN)。2.連接副預拉力復驗復驗用的螺栓應在施工現(xiàn)場待安裝的螺栓批中隨機抽取,每批應取八套連接副進行復驗。
鋼結(jié)構(gòu)制作第五章
第一節(jié)、常用機具第二節(jié)、制作工藝編制及流程第三節(jié)、放樣與號料第四節(jié)、切割第五節(jié)、鋼材成型第六節(jié)、鋼材矯正第七節(jié)、制孔加工第八節(jié)、管球加工第九節(jié)、組裝加工第十節(jié)、熱處理與預拼裝第十一節(jié)、成品檢驗第一節(jié)常用機具一、常用的切割機具1、半自動切割機2、風動砂輪機半自動切割機風動砂輪機3、電動砂輪機4、龍門剪板機
二、矯正機具三、邊緣加工機具四、組裝工具與典型胎膜第二節(jié)制作工藝編制及流程一、制作工藝編制1、編制依據(jù)(1)設計文件,承包合同中附加的技術(shù)要求及相關(guān)標準(2)工廠設備條件及生產(chǎn)方式(3)原材料的品種及規(guī)格2、編制原則(1)成本與效率(2)符合設計及相關(guān)標準(3)新技術(shù)、工藝、材料應通過研究通過后方可使用二、制作工藝流程見課本圖5-15第三節(jié)放樣與號料一、放樣概念:按施工圖的幾何尺寸,以1:1的比例在樣臺上放出實樣以求出真實形狀和尺寸,然后根據(jù)實樣的形狀和尺寸制成樣板、樣桿,作為下料、制作、裝配等加工的依據(jù)。常用的放樣工具有:劃針、沖子、手錘、粉線、彎尺、直尺、鋼卷尺、大鋼卷尺、剪刀、小型剪板機、折彎機等。二、樣板、樣桿樣板的分類:號孔樣板、覆蓋樣板、卡形樣板、弧形樣板、成型樣板、平面樣板、號料樣板1、制作方法
對不需要展開的平面形零件的號料樣板有畫樣法和過樣發(fā)兩種做法。過樣法又叫移出法,分為不覆蓋過樣和覆蓋過樣。1、按施工設計圖樣的結(jié)構(gòu)連接尺寸畫出實樣;2、把實樣上的型鋼件和板鋼件的中心線或重心線為基準并適當延長;3、把所用樣板材料覆蓋在實樣上面,用直尺或者粉線以實樣的延長線在樣板面上畫出重心線或中心線4、再以樣板上的重心線或中心線為準畫出連接構(gòu)件所需的尺寸,最后將樣板的多余部分減掉,做成過樣樣板覆蓋過樣法的步驟:2、節(jié)點放樣及制作
焊接球節(jié)點和螺栓球節(jié)點有專門的工廠生產(chǎn),一般只需要按規(guī)定要求進行驗收;而焊接鋼板節(jié)點一般都根據(jù)各工程單獨制作。為了防止焊接變形,帶有蓋板的節(jié)點,在焊接定位后可用夾具夾緊(如右圖所示),再全面施焊。三、號料號料是以樣板、樣桿、或圖紙為根據(jù),在原材料上出實樣,并打上各制造廠內(nèi)部約定的加工記號。號料的一般工作內(nèi)容包括:檢查核對材料;在材料上畫出切割、銑、刨、彎曲、鉆孔等加工位置;打沖孔;標注出零件的編號。項目允許偏差零件外形尺寸1.0mm孔距1.0mm號料后允許偏差第四節(jié)切割一、切割方法鋼材的切割下料應根據(jù)鋼材的截面形狀、厚度、及切割邊緣的質(zhì)量要求而采取不同的切割方法。鋼材的切割可以通過沖剪、切削、氣體切割、鋸切、摩擦切割和高溫熱源來實現(xiàn)。
1、機械切割2、氣割
氣割可以切割較大厚度范圍的鋼材,而設備簡單、費用經(jīng)濟、生產(chǎn)效率較高,并能實現(xiàn)空間歌種位置的切割,所以在金屬結(jié)構(gòu)制造與維修中得到廣泛運用。尤其對于本身不變移動的巨大金屬結(jié)構(gòu),運用氣割則更能顯示其優(yōu)越性。氧-乙炔氣割是根據(jù)某種金屬被加熱到一定溫度時在氧氣流中能夠劇烈燃燒氧化的原理,用割炬來進行切割的。第四節(jié)切割一、切割方法鋼材的切割下料應根據(jù)鋼材的截面形狀、厚度、及切割邊緣的質(zhì)量要求而采取不同的切割方法。鋼材的切割可以通過沖剪、切削、氣體切割、鋸切、摩擦切割和高溫熱源來實現(xiàn)。
1、機械切割2、氣割
氣割可以切割較大厚度范圍的鋼材,而設備簡單、費用經(jīng)濟、生產(chǎn)效率較高,并能實現(xiàn)空間歌種位置的切割,所以在金屬結(jié)構(gòu)制造與維修中得到廣泛運用。尤其對于本身不變移動的巨大金屬結(jié)構(gòu),運用氣割則更能顯示其優(yōu)越性。二、切割要求
鋼材切割面應無裂紋、夾渣、分層和大于1mm的缺棱,其切面質(zhì)量應符合下述規(guī)定:
(1)切割平面度u,即切割面上的最高點和最低點,按切割面傾角方向所做兩條平行線的間距≤0.05t(t為切割面厚度)(2)切割面的割紋深度(表面粗糙度)h≤0.2mm。(3)局部缺口深度≤1mm(4)機械剪切面的邊緣缺棱應≤1mm
機械剪切面邊緣缺棱示意圖(5)剪切的垂直度應≤2mm剪切面垂直度示意圖三、剪切下料剪切是一種高效率切割金屬的方法,切口較光潔平整,但也有一定的缺點:(1)零件經(jīng)剪切后會發(fā)生彎曲和扭曲變形,剪切后必須進行矯正。(2)如果刀片間隙不適當,則零件剪切斷面粗糙并帶有毛刺或出現(xiàn)卷邊等不良現(xiàn)象,必須修磨光潔。(3)在剪切過程中,由于切口附近金屬受剪力作用而發(fā)生擠壓、彎曲而變形,由此而使該區(qū)域的鋼材發(fā)生硬化。機械剪切允許偏差項目允許偏差零件寬度、長度±3.0邊緣缺棱1.0型鋼端部垂直度2.0四、氣割下料1、手工氣割手工氣割準備,包括場地準備與檢查切割氧氣流線。檢查切割氧氣流線(風線)的方法是點燃割炬,并將預熱火焰調(diào)整適當,然后打開切割氧閥門,觀察切割氧流線的形狀。切割氧流線應為筆直而清晰的圓柱體,并有適當?shù)拈L度,這樣才能使工件切口表面光滑干凈,寬窄一致。如果流線形狀不規(guī)則,應關(guān)閉所有閥門,用透針或其他工具休整割嘴的內(nèi)表面,使之光滑。項目允許偏差零件的寬度、長度±3.0切割面平面度0.05t且不應大于2.0割紋深度0.3局部切口深度1.0氣割的允許偏差五、沖裁下料
1、沖裁技術(shù)參數(shù)
對成批生產(chǎn)的構(gòu)件或定型產(chǎn)品運用沖裁下料可提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。沖床的技術(shù)參數(shù)對沖裁工作影響很大,在進行沖裁時,要根據(jù)技術(shù)技術(shù)性能進行選擇。??紤]的因素有沖床的噸位與額定功率、沖床的閉合高度、滑塊行程、沖床臺面尺寸。
2.沖裁模具結(jié)構(gòu)
沖裁模具的結(jié)構(gòu)形式多種多樣,但無論何種形式都應考慮(1)凸模和凹模(2)定位裝置(3)卸料裝置(4)導向裝置(5)裝卡、固定裝置3、沖裁模間隙Z=D-d沖裁模具沖裁模具的間隙4、搭邊值的確定為了保證沖裁件質(zhì)量和模具的壽命,沖裁時材料在凸模工作刃口外側(cè)應有足夠的寬度,即搭邊。搭邊值a一般根據(jù)沖裁件的板厚t按以下關(guān)系選取:圓形零件a≥0.7t方形零件a≥0.8t5、沖裁的最小尺寸零件的沖裁加工部分尺寸越小,則所需沖裁邊也越小,但不能過小。采用一般沖模在較軟鋼料上所能沖出的最小尺寸為:方形零件最小邊長=0.9t;矩形零件最小短邊=0.8t;長圓形零件兩直邊最小距離=0.7t。第五節(jié)鋼材成型一、鋼材加工1、鋼材的性能由于鋼材與溫度之間有一定的關(guān)系,鋼材溫度改變,其機械性能也隨之改變。鋼材在常溫中有較高的抗拉強度,但加熱到500度以上時,隨著溫度的增加,鋼材的抗拉強度急劇下降,其塑性、延展性大大增加,鋼的機械性能逐漸降低而變軟。2、鋼材熱加工把鋼材加熱到一定溫度后進行的加工方法通稱鋼材熱加工。(1)利用乙炔火焰進行局部加熱。該方法加熱簡便,但是加熱面積小。(2)放在工業(yè)爐內(nèi)加熱。其雖然沒有第一種方法簡便,但是加熱面積很大,并且可以根據(jù)結(jié)構(gòu)件的大小來砌筑工業(yè)爐。3、鋼材冷加工鋼材在常溫下進行加工制作通稱冷加工,冷加工絕大多數(shù)是利用機械設備和專用工具進行的。
冷加工的類型作用于鋼材單位面積上的外力超過材料的屈服強度而小于其極限強度,不破壞材料的連續(xù)性,但是其產(chǎn)生永久變形。如加工中的輥、壓、折、扎、矯正等;2、作用于鋼材單位面積上的外力超過材料的極限強度,使鋼材產(chǎn)生斷裂。如冷加工中的剪、沖、刨、銑、鉆等
冷加工原理
根據(jù)冷加工的要求使鋼材產(chǎn)生彎曲和斷裂的目的。從微觀角度觀察鋼材產(chǎn)生永久變形時以其內(nèi)部的晶格的滑移形式進行的。當外力作用后,晶格沿著結(jié)合力最差的晶結(jié)部位滑移,使晶粒與晶面產(chǎn)生彎曲或歪曲二、彎曲加工1、彎曲分類序號分類標準類別內(nèi)部說明1按構(gòu)件的加工方法分類壓彎壓彎適用于一般直角彎曲(v形件)、雙直角彎曲(u形件)以及其他適宜彎曲的構(gòu)件滾彎滾彎適用于滾制圓筒形及其他弧形構(gòu)件拉彎拉彎主要用于將長條板材拉制成不同曲率的弧形構(gòu)件2按構(gòu)件的加熱程度分類冷彎冷彎是在常溫下進行彎制加工,適用于一般薄板、型鋼等的加工熱彎熱彎是將剛才加熱至950-1100度,在模具上進行彎制加工三、卷板加工卷板就是卷圓鋼板,也稱滾圓。實際上就是在外力的作用下,使鋼板的外層纖維伸長,內(nèi)層纖維縮短而產(chǎn)生的彎曲變形。當圓筒的半徑較大時,可在常溫下進行卷圓,當半徑較小或鋼板較厚時,應將鋼板加熱后卷圓。
常見的卷板缺陷有1、外形缺陷。卷彎圓柱形筒身時,常見的外形缺陷有過彎、錐形、鼓形、束腰、邊緣歪斜、和棱角等缺陷。2、表面壓傷。鋼板或軸輥表面的氧化皮及粘附的雜志會造成板料表面的壓傷。3、卷裂。板料在彎卷時,由于變形過大,材料的冷作硬化,以及應力集中等原因會使材料的塑性較低而造成裂紋。四、邊緣加工經(jīng)過剪切或氣割過的鋼板邊緣的金屬,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)會發(fā)生硬化和變化,如橋梁或重型起重機梁的構(gòu)件,須將切過的邊緣刨去3-5mm,以保質(zhì)量。為了保證焊縫質(zhì)量和焊透以及裝備的準確性,不僅需要將鋼板邊緣刨成或鏟成坡口,還需將邊緣刨直或銑平。
邊緣加工方法:1、鏟邊。對加工質(zhì)量要求不高,并且邊緣加工量不大的邊緣加工,可采用鏟邊。2、刨邊。刨邊要在刨邊機上進行。需切削的板材固定在作業(yè)臺上,由安裝在移動刀架上的刨刀來切削板材的邊緣。3、銑邊。對于有些構(gòu)件的端部,可采用銑邊(端面加工)的方法代替刨邊,銑邊是為了保持構(gòu)件的精度。4、碳弧氣刨。碳弧氣刨的原理是直流反接,通電后電弧將工件熔化,壓縮空氣即將熔化金屬吹掉,從而達到刨笑或切削金屬的目的。5、氣割機切割坡口。氣割坡口包括手工氣割和用半自動、自動氣割機進行坡口切割。五、折邊加工在鋼結(jié)構(gòu)制作中,把構(gòu)件的邊緣壓彎成傾角或一定形狀的操作稱為折邊。其廣泛運用于薄板的構(gòu)件中,薄板有較長的彎曲線和很小的彎曲半徑,經(jīng)這邊后可以提高結(jié)構(gòu)的強度和剛度。六、模具壓制模具壓制是在壓力設備上利用模具使鋼材成型的一種工藝方法。鋼材及構(gòu)件的成型的好壞與精度,完全取決于模具的形狀尺寸和制造質(zhì)量。
模具的類型可根據(jù)模具加工的形式分為以下三類:1、簡易模。適用于單間或小批量生產(chǎn),對精度要求一般2、連續(xù)模。適用于中批或大批量生產(chǎn),中級精度,加工形狀復雜和特殊形狀的零件。3、復合膜。適用于中批或大批量生產(chǎn),中級或高級精度,零件幾何形狀與尺寸受到模具結(jié)構(gòu)和強度的限制。第六節(jié)鋼材矯正矯正就是通過外力或外加熱作用制造新的變形,抵消已經(jīng)發(fā)生的變形,使材料或構(gòu)件平直或達到一定幾何形狀要求,從而符合技術(shù)標注的一種工藝方法。一、鋼材的矯正條件(1)碳素結(jié)構(gòu)鋼在環(huán)境低于-16℃、低合金結(jié)構(gòu)鋼在環(huán)境溫度低于-12℃時,不應該進行冷矯正和冷彎曲。碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼在加熱矯正時加熱溫度不應超過900℃。低合金結(jié)構(gòu)鋼在加熱矯正后應自然冷卻。(2)當零件采用熱加工形成時,加熱溫度應控制在900-1000℃;碳素結(jié)構(gòu)鋼和低合金結(jié)構(gòu)鋼在溫度分別下降到700℃和800℃之前,應結(jié)束加工;低合金結(jié)構(gòu)鋼應自然冷卻。二、手工矯正型鋼用人力大錘矯正,多數(shù)是在小規(guī)格的各種型鋼上,依點錘擊力進行矯正。因型鋼結(jié)構(gòu)的剛度較薄鋼板強,所以用錘擊矯正型鋼的操作原則就是見凸就打。1、角鋼的矯正
角鋼的矯正首先要矯正角度變形,將其角度矯正后再矯直彎曲變形2、槽鋼的矯正槽鋼大小面方向變形變曲的大錘矯正與角鋼各面彎曲矯正方法相同。翼緣面局部內(nèi)外凸凹變形的手工矯正方法如圖所示3、扁鋼的矯正
矯正扁鋼側(cè)向變形彎曲時,將扁鋼凸面朝上、凹面朝下放置于腳架上,用大錘由凸處最高點依次擊打,即可矯正。4、圓鋼彎曲的矯正
當圓鋼制品件質(zhì)量要求較高時,應將彎曲凸面向上放在平臺上,用摔子錘壓凸處,用大錘擊打即可矯正。三、機械矯正型鋼的機型矯正是在型鋼矯正機上進行的,如圖為H型鋼翼緣矯正機:四、半自動機械矯正1、扳彎器矯正2、手扳壓力機矯正3、千斤頂矯正
用千斤頂矯正時,可視型鋼種類規(guī)格及變形程度選擇適應噸位的千斤頂千斤頂矯正槽鋼五、火焰矯正用氧-乙炔焰或其他氣體的火焰對部件或構(gòu)件的變形部位進行局部加熱,利用金屬熱脹冷縮的屋里性能,鋼材受熱冷卻時產(chǎn)生很大的冷縮應力來矯正變形。六、高頻熱點矯正
高頻熱點是在火焰矯正的基礎上發(fā)展起來的一種新工藝,用它可以矯正任何鋼材的變形,尤其適用于一些尺寸較大、形狀復雜的工件矯正。七、混合矯正
混合矯正系將零部件或構(gòu)件兩端墊以支承件,用壓力壓(或頂)其凸出變形部位使其矯正。常用的機械有撐直機、壓力機等。第七節(jié)制孔加工
在鋼結(jié)構(gòu)工程中,由于螺栓和鉚釘?shù)氖褂?,特別是高強度螺栓的廣泛采用,不僅是制孔的數(shù)量有所增加,而且對加工精度也提出了更高的要求鋼結(jié)構(gòu)制作中,常采用的加工方法有鉆孔、沖孔、擴孔、鉸孔等,施工時也可根據(jù)不同的要求合理選擇。一、鉆孔加工序號方式內(nèi)容說明1風鉆鉆孔用風鉆鉆孔時,將鏈條下端的鉤子鉤在工件上,項鏈上端套在壓桿端部的螺栓鉤子上,并有三人操作,其中一人除了握住手柄外,還要控制開關(guān),一人握住手柄,另一人把住壓扛下壓進鉆2機床鉆孔一般零件上的孔眼可用普通立式鉆床鉆機3電鉆鉆孔重大構(gòu)件上的孔眼,還可用電鉆鉆孔,鉆孔的方法與風鉆鉆孔的方法基本相同,工作時接通電源即可進行鉆孔1、鉆孔加工方法(1)劃線鉆孔。鉆孔前先在構(gòu)件上畫出孔的,在孔的圓周上打四只沖眼,可做鉆孔后檢查用??字行牡臎_眼應大而深,在鉆孔時作為鉆頭定心用。(2)鉆模鉆孔。當批量大,孔距精度要求較高時,應采用鉆模鉆孔。鉆模有通用型、組合式和專用鉆模。風機鉆孔示意圖2、數(shù)控鉆孔
近年來數(shù)控鉆孔的發(fā)展更新了傳統(tǒng)的鉆孔方法,無需再工件上劃線、打樣沖眼,整個加工過程都是自動進行的,高速數(shù)控定位,鉆頭行程數(shù)字控制,鉆孔效率高、精度高。選擇鉆孔設備的注意事項(1)根據(jù)所需的鉆孔的位置和尺寸情況,選擇相適應的鉆孔設備。(2)考慮最大的鉆孔直徑。(3)搖臂長度。二、沖孔加工
沖孔是在沖孔機上進行的,一般只能在較薄的鋼板或型鋼上沖孔。孔徑一般不小于鋼材的厚度,多用于不重要的節(jié)點板、墊板、加強板、角鋼垃撐等小件的孔加工,制孔效率較高。但由于孔的周圍產(chǎn)生冷作硬化,孔壁質(zhì)量差,孔口下榻,在鋼結(jié)構(gòu)中已較少直接采用。1、沖裁力的計算F=Sδf式中F—沖裁力(N)S—落料周長(mm)δ—材料厚度(mm)f—材料的抗拉強度(Mpa)2、退料力、推出力和頂出力的計算
退料力F退=K退F
推出力F推=K推F
頂出力F頂=K頂F三、擴孔加工
擴孔是用麻花鉆或擴孔鉆將工件上的原有的孔進行全部或局部的擴大,主要用于構(gòu)件的拼裝和安裝。四、鉸孔加工鉸孔是用鉸刀對已經(jīng)粗加工的孔進行精加工,提高精度。鉸孔時必須選擇好鉸削用量和冷卻潤滑液。工作材料冷卻液各種鋼材水、肥皂水、機油銅合金、鎂合金、硬橡皮、膠木可不加冷卻液純銅肥皂水、豆油鋁、鋁合金肥皂水、煤油鑄鐵煤油或不加冷卻液第八節(jié)管球加工一、螺栓節(jié)點制作螺栓節(jié)點主要是由鋼球、高強度螺栓、錐頭或封板、套筒、螺釘和鋼管等零件組成,如下圖:1、球材加工準備(1)控制好球材下料尺寸,并應放出適當余量。(2)螺栓球的劃線與加工需經(jīng)銑平面、分角度、鉆孔、攻螺紋、檢查等工序。2、鋼球焊接焊接鋼球的制作方法如下:焊接鋼球宜采用鋼板熱壓成半圓球,球體表面要求光滑,不得有裂紋和褶皺。兩個成形的半圓球?qū)用鏅C械加工為坡口形狀之后,焊接成圓形球體。鋼球焊接、檢測合格后,即為成品。二、焊接空心球節(jié)點制作焊接空心球節(jié)點主要由空心球、鋼管桿件、連接套管等零件組成。空心球制作工藝流程應為:下料-加熱-沖壓-切邊坡口-拼裝-焊接-檢驗。三、桿件加工1、桿件加工要求(1)鋼管下料前的質(zhì)量檢驗:外觀尺寸、品種、規(guī)格應符合設計要求。(2)桿件下料后應檢查是否彎曲,如有彎曲應加以矯正。桿件下料后應開坡口,焊接球桿件壁厚不小于5mm可不開坡口,螺栓球桿件必須開坡口。(3)鋼管桿件與封板拼裝要求:桿件與封板拼裝必須有定位胎具,保證拼裝桿件長度的一致性。(4)鋼管桿件與錐頭拼裝要求:桿件與錐頭拼裝必須有定位胎具,保持拼裝桿件長度一致。(5)螺栓球網(wǎng)架用桿件在小拼前應將相應的高強螺栓埋入,埋入前應對高強螺栓逐條進行硬度試驗和外觀質(zhì)量檢查,有疑義的高強螺栓不能埋入2、桿件制作方法(1)下料計算(2)焊接收縮量預留(3)鋼管下料(4)桿件焊接下料長度的幾何關(guān)系第九節(jié)組裝加工組裝是將制備完成的零件或半成品,按要求運輸、安裝單元通過焊接或螺栓連接工序裝備成部件或構(gòu)件,然后將其連接成整體的過程。一、組裝類別根據(jù)鋼構(gòu)件的特性以及組裝程度,可分為部件組裝、組裝、預總裝等。二、組裝方法
選擇構(gòu)件的組裝方法時,應根據(jù)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特征和技術(shù)要求,結(jié)合制造廠的加工能力,機械設備等情況選擇能有效控制組裝精度、耗工少、效益高的方法進行。
(1)地樣法。地樣法也稱劃線組裝法,是鋼結(jié)構(gòu)組裝中最簡便的裝配方法。(2)仿形復制裝配法。此法是先用地樣法組裝成單面(單片)的結(jié)構(gòu),然后定位點焊牢固,將其翻身,作為復制胎膜,在其上面裝配另一單面的結(jié)構(gòu),往返兩次組裝。
(3)立裝。立裝是根據(jù)構(gòu)件的特點及零件的穩(wěn)定位置選擇自上而下或自下而上的裝配。(4)臥裝。將構(gòu)件放置臥的位置進行裝配,此種方法適用于斷面不大但長度較大的細長構(gòu)件。(5)胎膜裝配法。是目前大批構(gòu)件組裝中普遍采用的方法之一,具有裝配質(zhì)量高,功效快的特點,是將構(gòu)件的零件用胎膜定位在其裝配位置上的組裝方法。適用于制造構(gòu)件批量大、精度高的產(chǎn)品。三、組裝施工1、胎膜組裝2、桁架組裝桁架組裝是在裝配平臺上放實樣拼裝、應預放焊接收縮量,一般放至上限,即當L≤24m時放5mm,L>24m時放8mm。設計有起拱要求的桁架應預放出起拱線,無起拱要求的,也應拱起10mm,防止下?lián)稀?、實腹工字形起重機梁組裝4、十字形構(gòu)件的組裝高層鋼結(jié)構(gòu)下部的柱,多采用十字形截面,并外包鋼筋混凝土,組成勁性鋼筋混凝土柱,一般情況下先把十字截面加工成一個工字和兩個T字,然后組合成十字。5、預總裝(1)所有需預總裝的構(gòu)件必須是經(jīng)過質(zhì)量檢驗部門驗證合格的鋼結(jié)構(gòu)成品。(2)預總裝工作場地應配備有適當?shù)牡跹b機械和裝配空間。(3)預總裝胎膜應按工藝要求鋪設,其剛度應有保證。(4)構(gòu)件預總裝時,必須在自然狀態(tài)下進行,使其正確的裝配在相關(guān)構(gòu)件安裝位置上。(5)需在預總裝時制孔的構(gòu)件,必須在所有構(gòu)件全部預總裝完工后,且通過整體檢查,確認無誤后,方可進行預總裝制孔。(6)預總裝完畢后,拆除全部的定位夾具后,方可拆裝配的構(gòu)件以防止其吊卸產(chǎn)生的變形。(7)如構(gòu)件的預總裝部位的尺寸有偏差,可對不到位的構(gòu)件采用頂、拉等手段使到位。
如因構(gòu)件制孔不正確造成節(jié)點部位偏差,當孔偏差≤3mm時,可采用擴孔方法解決,當孔偏差>3mm時,可采用電焊補孔打磨平整或采用重新鉆孔的方法解決。當補孔工作量較大時,可采用換節(jié)點連接板方法解決。第十節(jié)熱處理與預拼裝一、鋼結(jié)構(gòu)熱處理
焊接鋼結(jié)構(gòu)時,由于焊縫的收縮產(chǎn)生很大的內(nèi)應力,構(gòu)件容易產(chǎn)生疲勞的實效變形,由于低碳鋼和低碳合金的塑性好,可由應力重分配抵消部分疲勞影響,實效變形在一般構(gòu)件中影響不大,因此不需要進行很大處理,但對于精度要求很高的機械骨架、齒輪箱體等,就需要進行退火處理:(1)構(gòu)件必須先矯正平直,方能進行退火。(2)退火時構(gòu)件必須墊平,一般應單層放置,多層放置時上下墊塊應在同一垂線上,并盡量放在加勁板處。(3)加熱必須均勻,一般以應用大型臺車式爐為好。
焊縫區(qū)局部熱處理,300℃以下為自由升溫,從300℃開始控制升溫速度,應不大于150℃/h,升至規(guī)定的溫度時進行保溫,保溫時間按每毫米板厚2-3min進行計算,但不小于1h。保溫結(jié)束后進行降溫,控制速度不超過150℃/h,直到降到300℃,可于空氣中自然冷卻。二、鋼構(gòu)件運輸1、運輸準備(1)技術(shù)準備(2)運輸工具準備(3)運輸條件(4)構(gòu)件準備(5)運輸要求2、構(gòu)件運輸(1)多節(jié)柱的運輸(2)起重機梁運輸(3)托架運輸。通常情況下,鋼托架采用半托掛車或全托掛車運輸,采用正立裝車,拖車板上墊以300-400*300-400截面大方木支承,沒車裝6-8榀(4)屋架運輸。根據(jù)屋架的外形、幾何尺寸、跨度和重量大小,采用汽車或拖車運輸。三、鋼構(gòu)件堆放(1)堆放場地應平整堅實,排水良好。(2)構(gòu)件應按型號、編號、吊裝順序、方向、依次分類配套堆放。(3)構(gòu)件應堆放平穩(wěn),底部應設置墊木。(4)宜直立放置的側(cè)向剛度差、重心較高、支承面較窄的構(gòu)件,除兩端設墊木支承外,還應在兩側(cè)加設撐木。(5)成垛堆放或疊層堆放的構(gòu)件,應以面積為10cm*10cm方木隔開,各層墊木支點應在同一水平面上,且緊靠吊環(huán)的外側(cè),并在同一條直線上。(6)構(gòu)件堆放應有一定掛鉤、綁扎操作、凈距和凈空。(7)屋架運到安裝地點就為排放或二次倒運就為排放,可采用斜向或縱向排放。四、鋼構(gòu)件修孔
在施工過程中經(jīng)常發(fā)生修孔現(xiàn)象,如錯空在小于3mm時,一般采取擴孔,如錯孔大于3mm時,一般都用焊條焊補堵孔,并修磨平整,不得凹陷。五、鋼構(gòu)件預拼裝
為了保證安裝的順利進行,應根據(jù)構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的復雜程度、設計要求或合同協(xié)議規(guī)定在構(gòu)件出廠前進行預拼裝,另外受運輸條件、現(xiàn)場安裝條件等因素的影響,大型構(gòu)件不能整體出廠必須進行分段時,也要進行預拼裝。1、預拼裝方法預拼裝有平裝、定拼拼裝及利用模具拼裝三種方法。2、典型梁、柱拼裝T形梁拼裝。T型梁的結(jié)構(gòu)多是用相同厚度的鋼板以設計圖紙標注的尺寸而制成的T型梁。
工字鋼梁、槽鋼梁拼裝。工字鋼和槽鋼是由鋼板組合成的工程結(jié)構(gòu)梁其組合連接形式基本相同。箱型梁拼裝。箱型拼裝的結(jié)構(gòu)有鋼板組成的,也有型鋼與鋼板混合組成的,但大多數(shù)箱型梁的結(jié)構(gòu)是采用鋼板結(jié)構(gòu)成型的,箱型梁有上下面板、中間隔板及左右側(cè)板組成。
柱底座板和柱身組合拼裝,分兩步進行(1)將柱身按設計尺寸規(guī)定先拼裝焊接,使柱身達到橫平豎直,符合設計和驗收標準的要求(2)將事先準備好的柱底板按設計規(guī)定尺寸,分清內(nèi)外方向化結(jié)構(gòu)線并焊擋鐵定位,以防在拼裝時移位。3.屋架拼裝(1)拼裝準備1、按設計尺寸,并按長、高以1/1000預留焊接的收縮量,在拼裝臺上放出拼裝底樣2、在底樣上按設計圖畫好的角鋼面寬度、立面厚度,作為拼裝時的依據(jù)3、屋架拼裝一定要注意平臺的水平度(2)拼裝作業(yè)4、鋼柱的拼裝(1)平拼拼裝。先在柱的適當位置用枕木搭設支點,各支承點的高度應拉通線,使柱軸線成一水平線,先吊下節(jié)柱找平,再吊上節(jié)柱,使兩端頭對準,然后在找軸線,并把安裝螺栓或夾具上緊,最后進行接頭焊接,采取對稱施焊,再翻身焊另一面。(2)立拼拼裝。在下節(jié)柱的適當位置設2-3個支點,上節(jié)柱設1-2個支點,各支點用水平儀測平墊平。拼裝時先吊下節(jié),使牛腿向下,并找平中心,再吊上節(jié),使兩節(jié)頭端相對準,然后找正軸線,并將安裝螺栓擰緊,最后進行接頭焊接。5、托架焊接(1)平裝;(2)立拼6、梁的拼裝(
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