鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作與預(yù)拼裝

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作與預(yù)拼裝主要內(nèi)容：熟悉鋼結(jié)構(gòu)制作過(guò)程；熟悉鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件放樣下料過(guò)程；掌握鋼結(jié)構(gòu)矯正成型以及邊緣加工過(guò)程；熟悉鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件預(yù)拼裝施工過(guò)程。學(xué)習(xí)目標(biāo)：通過(guò)理論教學(xué)，熟悉鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件放樣和下料的基本內(nèi)容；掌握鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件矯正成型和鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件邊緣加工過(guò)程，熟悉鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件預(yù)拼裝施工過(guò)程。第2頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天鋼結(jié)構(gòu)的制作鋼結(jié)構(gòu)制作的特點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)制作的特點(diǎn):件優(yōu)、標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)、精度好、效率高。

鋼結(jié)構(gòu)制作的依據(jù):設(shè)計(jì)圖和國(guó)家規(guī)范。第3頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天鋼材的準(zhǔn)備鋼材材質(zhì)的檢驗(yàn)：結(jié)構(gòu)用鋼的力學(xué)性能中屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、延伸率、冷彎試驗(yàn)、低溫沖擊韌性試驗(yàn)值等指標(biāo)應(yīng)符合規(guī)范的要求。鋼材外形的檢驗(yàn)：對(duì)于鋼板、型鋼、圓鋼、鋼管，其外形尺寸與理論尺寸的偏差必須在允許范圍內(nèi)。輔助材料的檢驗(yàn)：鋼結(jié)構(gòu)用輔助材料包括螺栓、電焊條、焊劑、焊絲等，均應(yīng)對(duì)其化學(xué)成分、力學(xué)性能及外觀進(jìn)行檢驗(yàn)，并應(yīng)符合國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

堆放：檢驗(yàn)合格的鋼材應(yīng)按品種、牌號(hào)、規(guī)格分類(lèi)堆放，其底部應(yīng)墊平、墊高，防止積水。鋼材堆放不得造成地基下陷和鋼材永久變形。

第4頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天放樣和下料加工余量:

(1)自動(dòng)氣割切斷的加工余量為3mm；手工氣割切斷的加工余量為4mm；氣割后需銑端或刨邊者，其加工余量為4～5mm。(2)剪切后無(wú)需銑端或刨邊的加工余量為零。(3)對(duì)焊接結(jié)構(gòu)零件的樣板，除放出上述加工余量外，還須考慮焊接零件的收縮量，一般沿焊縫長(zhǎng)度縱向收縮率為0.03%～0.2%；沿焊縫寬度橫向收縮，每條焊縫為：0.03～0.75mm；加強(qiáng)肋的焊縫引起的構(gòu)件縱向收縮，每肋每條焊縫為0.25mm。第5頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天順序樣板名稱(chēng)用途1平面樣板在板料及型鋼平面進(jìn)行劃下料2弧形樣板檢查各種圓弧及圓的曲率大小3切口樣板各種角鋼、槽鋼切口彎曲的劃線標(biāo)準(zhǔn)4展開(kāi)樣板各種板料及型材展開(kāi)零件的實(shí)際長(zhǎng)及形狀5覆蓋樣板按照放樣圖上(或?qū)嵨锷?圖形用覆蓋方法所放出的實(shí)樣(用于連接構(gòu)件)6號(hào)孔樣板以此為依據(jù)決定零件的孔心位置7彎曲樣板各種壓型件及制作胎模零件的檢查標(biāo)準(zhǔn)第6頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天覆蓋和過(guò)樣

項(xiàng)目容許偏差樣板長(zhǎng)度0－0.5寬度5.0－0.5兩對(duì)角線長(zhǎng)度差1.0樣桿長(zhǎng)度1.0兩最外排孔中心線距離1.0同組內(nèi)相鄰兩孔中心線距離0.5相鄰兩組端孔間中心線距離1.0加工樣板的角度20′

樣板、樣桿制作尺寸的允許偏差(單位：mm)第7頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天切割一般規(guī)定

切割加工余量鋸切剪切手工切割半自動(dòng)切割精密切割切割縫14～53～42～3刨邊2～32～33～411銑平3～42～34～52～32～3第8頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天各種切削方法分類(lèi)比較

類(lèi)別使用設(shè)備特點(diǎn)及適用范圍機(jī)械切割剪板機(jī)型鋼沖剪機(jī)切割速度快、切口整齊、效率高，適用薄鋼板，壓型鋼板、冷彎鋼管的切削無(wú)齒鋸切割速度快，可切割不同形狀、不同對(duì)的各類(lèi)型鋼、鋼管和鋼板，切口不光潔，噪聲大，適于鋸切精度要求較低的構(gòu)件或下料留有余量最后尚需精加工的構(gòu)件砂輪鋸切口光滑、生刺較薄易清除、噪聲大，粉塵多，適于切割薄壁型鋼及小型鋼管，切割材料的厚度不宜超過(guò)4mm鋸床功割精度高，適于切割各類(lèi)型鋼及粱、柱等型鋼構(gòu)件第9頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天

切割面平面度示意圖第10頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天

切割面割紋深度示意圖

機(jī)械剪切面的邊緣缺棱示意圖

剪切面的垂直度示意

第11頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天剪切下料

(1)在斜口剪床上剪切

(2)在龍門(mén)剪床上剪切(3)在圓盤(pán)管剪切機(jī)上剪切

(4)剪切對(duì)鋼材質(zhì)量的影響

斜口剪床上、下刀片之間的間隙(單位：mm)鋼板厚度<56～1415～3030～40刀片間隙0.08～0.090.1～0.30.4～0.50.5～0.6第12頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天沖裁下料

沖裁1—凸模；2—板料；3—凹模；4—沖床工作臺(tái)(a)(b)

(a)傾斜式；(b)非傾斜式

兩種不同圓盤(pán)剪切的裝置第13頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天

氣割下料(1)氣割條件(2)手工氣割操作要點(diǎn)

1)氣割前的準(zhǔn)備

2)氣割操作

(a)預(yù)熱(b)上提(c)吹渣(d)切割圖

手工氣割第14頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天矯正和成型1.型鋼機(jī)械矯正(a)撐直機(jī)矯直角鋼；(b)撐直機(jī)（或壓力機(jī)）矯直工字鋼機(jī)械矯正型鋼1、2—支承；3—推撐；4—型鋼；5—平臺(tái)(a)(b)(a)扳彎器矯直工字鋼(b)手扳壓力機(jī)示意圖

手動(dòng)機(jī)械矯直型鋼(a)(b)第15頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.型鋼半自動(dòng)機(jī)械矯正扳彎器矯正型鋼手扳壓力機(jī)械矯正型鋼千斤頂矯正型鋼3.型鋼手工矯正(a)大小面上下彎曲的矯正；(b)大小面?zhèn)认驈澢C正千斤頂矯正槽鋼(a)大于90°的矯正(b)小于90°的矯正手工矯正角鋼角度變形第16頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.型鋼火焰矯正法火焰加熱的點(diǎn)狀加熱方式(a)點(diǎn)狀加熱布局；(b)用點(diǎn)狀加熱矯正吊車(chē)梁腹板變形1—點(diǎn)狀加熱點(diǎn)；2—梅花形布局第17頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天火焰加熱的線狀加熱方式(a)線狀加熱方式；(b)用線狀加熱矯正板變形；(c)用單加熱帶矯正H型鋼梁翼緣角變形；(d)用雙加熱帶矯正H型鋼梁翼緣角變形；t—板材厚度火焰加熱的三角形加熱方式(a)(b)角鋼鋼板的三角形加熱方式；(c)(d)用三角形加熱矯正H型梁拱變形和旁彎曲變形第18頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天邊緣加工和制孔邊緣加工

邊緣加工方法有：采用刨邊機(jī)(或刨床)刨邊、端面銑床銑邊、電弧氣刨刨邊、型鋼切割機(jī)切邊、半自動(dòng)機(jī)自動(dòng)氣割機(jī)切邊、等離子弧糾割邊、砂輪機(jī)磨邊以及風(fēng)鏟鏟邊等焊接坡口加工形式和尺寸應(yīng)根據(jù)圖樣和構(gòu)件的焊接工藝進(jìn)行。

除機(jī)械加工方法外，對(duì)要求不高的坡口亦可采用氣割或等離子弧切割方法。用自動(dòng)或半自動(dòng)氣割機(jī)切割。對(duì)于允許以碳弧氣刨方法加工焊接坡口或焊縫背面清根時(shí)，在保證氣刨槽平直深度均勻的前提下可采用半自動(dòng)碳弧氣刨。第19頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天項(xiàng)目允許偏差項(xiàng)目允許偏差零件寬度、長(zhǎng)度±1.0加工面垂直度0.025t，且不應(yīng)大于0.5加工邊直線度

l/3000

，且不應(yīng)大于2.0加工面表面粗糙度相鄰兩邊夾角±6′注：t構(gòu)件厚度邊緣加工的允許偏差(單位：mm)第20頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天制孔1.鉆孔2.沖孔3.擴(kuò)孔4.锪孔5.制孔精度6.孔距要求螺栓孔距范圍≤500501～12001201～3000＞3000同一組內(nèi)任意兩孔間距離±1.0±1.5——相鄰兩組的端孔間距離±1.5±2.0±2.5±3.0第21頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天鋼構(gòu)件預(yù)拼裝鋼構(gòu)件預(yù)拼裝1.預(yù)拼裝要求2.預(yù)拼裝方法

(1)平裝法

(2)立拼拼裝法

(3)利用模具拼裝法第22頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、組裝內(nèi)容鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的組裝是遵照施工圖的要求，把已加工完成的各零件或半成品構(gòu)件，用裝配的手段組合成為獨(dú)立的成品，這種裝配的方法通常稱(chēng)為組裝。組裝根據(jù)裝構(gòu)件的特性及組裝程度，可分為部件組裝、組裝、預(yù)總裝。（1）部件組裝是裝配的最小單元的組合，它由兩個(gè)或兩個(gè)以上零件按施工圖的要求裝配成為半成品的結(jié)構(gòu)部件。第23頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天（2）組裝是把零件或半成品按施工圖的要求裝配成為獨(dú)立的成品構(gòu)件。（3）預(yù)總裝是根據(jù)施工總圖把相關(guān)的兩個(gè)以上成品構(gòu)件，在工廠制作場(chǎng)地上，按其各構(gòu)件空間位置總裝起來(lái)。其目的是直觀地反映出各構(gòu)件裝配節(jié)點(diǎn)，保證構(gòu)件安裝質(zhì)量。目前已廣泛使用在采用高強(qiáng)度螺栓連接的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件制造中。第24頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、組裝要求1、組裝前，工作人員必須熟悉構(gòu)件施工圖及有關(guān)的技術(shù)要求，并根據(jù)施工圖要求復(fù)核其需組裝零件質(zhì)量。2、由于原材料的尺寸不夠，或技術(shù)要求需拼接的零件，一般必須在組裝前拼接完成。第25頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天3、在采用胎模裝配時(shí)必須遵循下列規(guī)定：

（1）選擇的場(chǎng)地必須平整，并具有足夠的強(qiáng)度。

（2）布置裝配胎模時(shí)必須根據(jù)其鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件特點(diǎn)考慮預(yù)放焊接收縮量及其它各種加工余量。

（3）組裝出首批構(gòu)件后，必須由質(zhì)量檢查部門(mén)進(jìn)行全面檢查，經(jīng)檢查合格后，方可進(jìn)行繼續(xù)組裝。

（4）構(gòu)件在組裝過(guò)程中必須嚴(yán)格按照工藝規(guī)定裝配，當(dāng)有隱蔽焊縫時(shí)，必須先行施焊，并經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可覆蓋。當(dāng)有復(fù)雜裝配部件不易施焊時(shí)，亦可采用邊裝配邊施焊的方法來(lái)完成其裝配工作。

（5）為了減少變形和裝配順序，可采取先組裝成部件，然后組裝成構(gòu)件的方法。第26頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天4、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件組裝方法的選擇，必須根據(jù)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)特性和技術(shù)要求，結(jié)合制造廠的加工能力、機(jī)械設(shè)備等情況，選擇能有效控制組裝的質(zhì)量、生產(chǎn)效率高的方法進(jìn)行。5、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)和框架鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件必須在工廠進(jìn)行預(yù)拼裝。第27頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、組裝用典型胎膜1、H型鋼結(jié)構(gòu)組裝水平胎膜組成：①下部工字鋼組成橫梁平臺(tái)；②側(cè)向翼板定位靠板；③翼緣板擱置牛腿；④縱向腹板定位工字梁；⑤翼緣板夾緊工具。工作原理：利用翼緣板與腹板本身重力，使各零件分別放置在其工作位置上，然后用夾具夾緊一塊翼緣板作為定位基準(zhǔn)面，從另一個(gè)方向增加一個(gè)水平推力至翼緣板和腹板三板緊密接觸，最后用電焊定位三板翼緣點(diǎn)牢，H型鋼結(jié)構(gòu)即組裝完成。第28頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、H型鋼結(jié)構(gòu)豎向組裝胎膜組成：①工字鋼平臺(tái)橫梁；②胎膜角鋼立柱；③腹板定位靠模；④上翼緣板定位限位；⑤頂緊用千斤頂。工作原理：利用各定位限值使H型鋼結(jié)構(gòu)翼緣板、腹板初步到位，然后用千斤頂產(chǎn)生向上頂力使翼緣板和腹板頂緊，最后用電焊定位組裝H型鋼結(jié)構(gòu)第29頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天第30頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天組焊一體機(jī)第31頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天四、典型結(jié)構(gòu)組裝（1）焊接H型鋼施工工藝

工藝流程

下料→拼裝→焊接→校正→二次下料→制孔→裝焊其它零件→校正打磨（2）組裝方法第32頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天第33頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天實(shí)腹式H結(jié)構(gòu)組裝，用水平組裝。第34頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天第35頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天第36頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天組立機(jī)第37頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天由于受運(yùn)輸、吊裝等條件的限制，有時(shí)構(gòu)件要分成兩段或若干段出廠，為了保證安裝的順利進(jìn)行，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件或結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程序和設(shè)計(jì)要求，在出廠前進(jìn)行預(yù)拼裝；除管結(jié)構(gòu)為立體預(yù)拼裝，并可設(shè)卡、夾具外，其他結(jié)構(gòu)一般均為平面拼裝，且構(gòu)件應(yīng)處于自由狀態(tài)，不得強(qiáng)行固定。預(yù)拼裝的允許偏差應(yīng)符合表8-12的規(guī)定。預(yù)拼裝要求第38頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天第39頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天1）預(yù)拼裝數(shù)按設(shè)計(jì)要求和技術(shù)文件規(guī)定。

2）預(yù)拼裝組合部位的選擇原則：盡可能選用主要受力框架、節(jié)點(diǎn)連接結(jié)構(gòu)復(fù)雜，構(gòu)件允差接近極限且有代表性的組合構(gòu)件。

3）預(yù)拼裝應(yīng)在堅(jiān)實(shí)、穩(wěn)固的平臺(tái)式胎架上進(jìn)行。其支承點(diǎn)水平度：

A≤300～1000m2

允差≤2mm

A≤1000～5000m2

允差＜3mm

第40頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天（1）預(yù)拼裝中所有構(gòu)件應(yīng)按施工圖控制尺寸，各桿件的重心線應(yīng)交匯于節(jié)點(diǎn)中心，并完全處于自由狀態(tài)，不允許有外力強(qiáng)制固定。單構(gòu)件支承點(diǎn)不論柱、粱、支撐，應(yīng)不少于兩個(gè)支承點(diǎn)。

（2）預(yù)拼裝構(gòu)件控制基準(zhǔn)，中心線應(yīng)明確標(biāo)示，并與平臺(tái)基線和地面基線相對(duì)一致。控制基準(zhǔn)應(yīng)按設(shè)計(jì)要求基準(zhǔn)一致，如需變換預(yù)拼裝基準(zhǔn)位置，應(yīng)得到工藝設(shè)計(jì)認(rèn)可。

（3）所有需進(jìn)行預(yù)拼裝的構(gòu)件，制作完畢必須經(jīng)專(zhuān)檢員驗(yàn)收并符合質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的單構(gòu)件。相同單構(gòu)件，宜能互換，而不影響整體幾何尺寸。第41頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天（4）在胎架上預(yù)拼全過(guò)程中，不得對(duì)構(gòu)件動(dòng)用火焰或機(jī)械等方式進(jìn)行修正、切割，或使用重物壓載、沖撞、錘擊。

（5）大型框架露天預(yù)拼裝的檢測(cè)時(shí)間，建議在日出前，日落后定時(shí)進(jìn)行。所使用卷尺精度，應(yīng)與安裝單位相一致。第42頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天4）高強(qiáng)度螺栓連接件預(yù)拼裝時(shí)，可采用沖釘定位和臨時(shí)螺栓緊固。試裝螺栓在一組孔內(nèi)不得少于螺栓孔的30%，且不少于2只。沖釘數(shù)不得多于臨時(shí)螺栓的1/3。

5）預(yù)裝后應(yīng)用試孔器檢查，當(dāng)用比孔公稱(chēng)直徑小1.0mm的試孔器檢查時(shí)，每組孔的通過(guò)率不小于85%；當(dāng)用比螺栓公稱(chēng)直徑大0.3mm的試孔器檢查時(shí)，通過(guò)率為100%，試孔器必須垂直自由穿落。第43頁(yè),共49頁(yè)，2024年2月25日，星期天在施工過(guò)程中，錯(cuò)孔的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，如錯(cuò)孔在3.0mm以?xún)?nèi)時(shí)，一般都用絞刀銑或銼刀銼孔，其孔徑擴(kuò)大不超過(guò)原孔徑的1.2倍；如錯(cuò)孔超過(guò)3.0mm，一般用焊條焊補(bǔ)堵孔或更換零件，不得采用鋼塊填塞。預(yù)拼裝檢查合格后，