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1、1第六章第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程鋼結(jié)構(gòu)工程 第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程2鋼結(jié)構(gòu)工程從廣義上講是指以鋼鐵為基材，經(jīng)過(guò)機(jī)械加工組裝而成的結(jié)構(gòu)。由于鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)輕、施工周期短和精度高等特點(diǎn)，因而在建筑、橋梁等土木工程中被廣泛采用。第六章鋼結(jié)構(gòu)工程第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程3（一）放樣放樣是根據(jù)產(chǎn)品施工詳圖或零、部件圖樣要求的形狀和尺寸，按照1:1的比例把產(chǎn)品或零、部件的實(shí)形畫在放樣臺(tái)或平板上，求取實(shí)長(zhǎng)并制成樣板的過(guò)程。對(duì)比較復(fù)雜的殼體零、部件，還需要作圖展開(kāi)。1鋼結(jié)構(gòu)加工工藝一、鋼結(jié)構(gòu)的放樣、號(hào)料與下料第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程4（二）號(hào)料號(hào)料就是根據(jù)樣板在鋼材上畫出構(gòu)件的實(shí)樣，并打上各種加工記號(hào)，為鋼材的切割下料作準(zhǔn)

2、備。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程5（三）切割下料切割的目的就是將放樣和號(hào)料的零件形狀從原材料上進(jìn)行下料分離。常用的切割方法有：機(jī)械剪切、氣割和等離子切割三種方法。氣割法利用氧氣與可燃?xì)怏w混合產(chǎn)生的預(yù)熱火焰加熱金屬表面達(dá)到燃燒溫度并使金屬發(fā)生劇烈的氧化，放出大量的熱促使下層金屬也自行燃燒，同時(shí)通以高壓氧氣射流，將氧化物吹除而引起一條狹小而整齊的割縫。常用半自動(dòng)氣割機(jī)、特型氣割機(jī)等。特點(diǎn)設(shè)備靈活、費(fèi)用低廉、精度高。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程6機(jī)械切割法利用上、下兩剪刀的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)切斷鋼材，或利用鋸片的切削運(yùn)動(dòng)把鋼材分離，或利用鋸片與工件間的摩擦發(fā)、熱使金屬熔化而被切斷。常用的切割機(jī)械有剪板機(jī)、聯(lián)合沖剪機(jī)、弓鋸床、砂

3、輪機(jī)割機(jī)等。特點(diǎn)剪切法速度快、效率高，但切口略粗糙；鋸割可以切割角鋼、圓鋼和各類型鋼，切割速度和精度都較好。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程7等離子切割法利用高溫高速的等離子焰流將切口處金屬及其氧化物熔化并吹掉來(lái)完成切割。特點(diǎn)能切割任何金屬，特別是熔點(diǎn)較高的不銹鋼及有色金屬鋁、銅等。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程8二、構(gòu)件加工（一）矯正變形的原因：材料內(nèi)部的殘余應(yīng)力；存放、運(yùn)輸、吊運(yùn)等；加工中的操作和工藝原因；連接過(guò)程中焊接變形等。矯正的形式矯直、矯平、矯形三種。矯正按外力來(lái)源分火焰矯正、機(jī)械矯正和手工矯正等；第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程91火焰矯正利用火焰對(duì)鋼材進(jìn)行局部加熱，被加熱處理的金屬由于膨脹受阻而產(chǎn)生壓縮塑性變形，使較

4、長(zhǎng)的金屬纖維冷卻后縮短而完成的。影響火焰矯正效果的因素有三個(gè)：火焰加熱位置、加熱的形式和加熱的熱量?；鹧娉C正加熱溫度對(duì) 低 碳 鋼 和 普 通 低 合 金 結(jié) 構(gòu) 鋼 構(gòu) 件 為600800。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程102機(jī)械矯正鋼材的機(jī)械矯是通過(guò)專用矯正機(jī)使彎曲的鋼材在外力作用下產(chǎn)生過(guò)量的塑性變形，以達(dá)到平直的目的。鋼材的機(jī)械矯正有拉伸機(jī)矯正、壓力機(jī)矯正、多輥矯正機(jī)矯正等。拉伸機(jī)矯正適用于薄板扭曲、型鋼扭曲、鋼管、帶鋼和線材等的矯正；壓力機(jī)矯正適用于板材、鋼管和型鋼的局部矯正；多輥矯正機(jī)可用于型材、板材等的矯正。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程113手工矯正鋼材的手工矯正采用錘擊的方法進(jìn)行，操作簡(jiǎn)單靈活。手工矯

5、正由于矯正力小、勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低而用于矯正尺寸較小的鋼材。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程12（二）彎卷成型1鋼板卷曲鋼板卷曲是通過(guò)旋轉(zhuǎn)輥軸對(duì)板料進(jìn)行連續(xù)三點(diǎn)彎曲所形成的。鋼板卷曲工藝包括預(yù)彎、對(duì)中和卷曲三個(gè)過(guò)程。（1）預(yù)彎板料在卷板機(jī)上卷曲時(shí)，兩端邊緣總有卷不到的部分，即剩余直邊。剩余直邊通過(guò)預(yù)彎消除。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程13（2）對(duì)中將預(yù)彎的板料置于卷板機(jī)上卷曲時(shí)，為防止產(chǎn)生歪扭，應(yīng)將板料對(duì)中，使板料的縱向中心線與滾筒軸線保持嚴(yán)格的平行。（3）卷曲板料位置對(duì)中后，一般采用多次進(jìn)給法卷曲。利用調(diào)節(jié)上輥筒（三輥機(jī)）或側(cè)輥筒（四輥機(jī)）的位置使板料發(fā)生初步的彎曲，然后來(lái)回滾動(dòng)而卷曲，以達(dá)到規(guī)定的要求。第六章 鋼

6、結(jié)構(gòu)工程142型材彎曲（1）型鋼的彎曲型鋼彎曲時(shí)，由于截面重心線與力的作用線不在同一平面上，同時(shí)型鋼除受彎曲力矩外還受扭矩的作用，所以型鋼斷面會(huì)產(chǎn)生畸變。彎曲半徑越小，則畸變程度越大。應(yīng)控制最小彎曲半徑。如果曲率半徑較大，一般采用冷彎；曲率半徑較小，一般采用熱彎。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程15（2）鋼管的彎曲管材在外力的作用下彎曲時(shí)，其截面會(huì)發(fā)生變形，且外側(cè)管壁會(huì)減薄，內(nèi)側(cè)管壁會(huì)增厚。使鋼管變形。彎制時(shí)通常采用：管中加填充物（裝砂或彈簧）后進(jìn)行彎曲；用滾輪和滑槽壓在管材外面進(jìn)行彎曲；用芯棒穿人管材內(nèi)部進(jìn)行彎曲。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程16（三）其他工藝1折邊折邊把構(gòu)件的邊緣壓彎成傾角或一定形狀的操作過(guò)程。工

7、件的彎曲折邊常利用折邊機(jī)進(jìn)行。2模具壓制模具壓制在壓力設(shè)備上利用模具使鋼材成型的一種工藝方法。模具按加工工序分，主要有沖裁模、彎曲模、拉深模、壓延模等四種。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程173制孔在鋼結(jié)構(gòu)制孔中包括鉚釘孔、普通螺栓連接孔、高強(qiáng)度螺栓孔、地腳螺栓孔等，制孔通常有沖孔和鉆孔兩種。（1）鉆孔鉆孔是鋼結(jié)構(gòu)制造中普遍采用的方法，能用于幾乎任何規(guī)格的鋼板、型鋼的孔加工。鉆孔在鉆床上進(jìn)行。因受場(chǎng)地狹小限制或加工部位特殊，也可用電鉆、風(fēng)鉆等加工。（2）沖孔沖孔是在沖孔機(jī)（沖床）上進(jìn)行，一般只能在較薄的鋼板和型鋼上沖孔，且孔徑一般不小于鋼材的厚度，亦可用于不重要的節(jié)點(diǎn)板、墊板和角鋼拉撐等小件加工。第六章 鋼

8、結(jié)構(gòu)工程18 2鋼結(jié)構(gòu)的拼裝與連接一、工廠拼裝由于受運(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。二、鋼結(jié)構(gòu)的連接構(gòu)件的連接方法，通常有焊接、鉚接和螺栓連接三種。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程19（一）焊接施工焊接是將需要連接的構(gòu)件在連接部分加熱到熔化狀態(tài)后使它們連接起來(lái)的加工方法；有時(shí)也在半熔化狀態(tài)下加壓力使它們連接，或在其間加入其他熔化狀態(tài)的金屬使它們冷卻后連成一體的加工工藝方法。按焊接的自動(dòng)化程度一般分為手工焊接、半自動(dòng)焊接及自動(dòng)化焊接。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程20（二）焊接施工電弧焊是工程中應(yīng)用最普遍的焊接形式。

9、1電弧焊焊接接頭按焊接方法分為熔化接頭和電渣焊接頭兩大類。熔化接頭根據(jù)焊件的厚度、使用條件、結(jié)構(gòu)形狀的不同又分為對(duì)接接頭、角接接頭、T形接頭、搭接接頭、坡口焊等形式。焊接接頭形式見(jiàn)表6-3所示。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程21表6-3焊接接頭的形式第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程222焊縫形式（1）按施焊的空間位置分可分為平焊縫、橫焊縫、立焊縫及仰焊縫四種（圖6-5）。a）平焊縫；b）橫焊縫；c）立焊縫；d）仰焊縫圖6-5焊縫形式（按施焊的空間位置分）第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程23（2）按結(jié)合形式分焊縫可分為對(duì)接焊縫、角焊縫和塞焊縫三種，如圖6-6所示。a）對(duì)接焊縫；b）角焊縫；c）塞焊縫圖6-6焊縫形式（按結(jié)合形式分）第六

10、章 鋼結(jié)構(gòu)工程243焊接工藝參數(shù)的選擇手工電弧焊的焊接工藝參數(shù)主要有焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接層數(shù)、電源種類及極性等。（1）焊條直徑焊條直徑的選擇主要考慮的因素：焊件厚度、接頭形式、焊縫位置和焊接層次等因素。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程25（2）焊接電流焊接電流選擇的依據(jù)：焊條的類型、直徑、焊件的厚度、接頭形式、焊縫空間位置等。其中焊條直徑和焊縫空間位置最為關(guān)鍵。（3）電弧電壓根據(jù)電源特性，由焊接電流決定相應(yīng)的電弧電壓。此外，電弧電壓還與電弧長(zhǎng)有關(guān)。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程26（4）焊接層數(shù)焊接層數(shù)應(yīng)視焊件的厚度而定。除薄板外，一般都采用多層焊。焊接層數(shù)過(guò)少，每層焊縫的厚度過(guò)大，對(duì)焊縫金屬的塑性有不利

11、的影響。施工中每層焊縫的厚度不應(yīng)大于45mm。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程274焊接前的準(zhǔn)備焊前準(zhǔn)備：坡口制備、預(yù)焊部位清理、焊條烘干、預(yù)熱、預(yù)變形及高強(qiáng)度鋼切割表面探傷等。5引弧碰擊法將焊條垂直于工件進(jìn)行碰擊，然后迅速保持一定距離；劃擦法將焊條端頭輕輕劃過(guò)工件，然后保持一定距離。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程286運(yùn)條方法焊條運(yùn)條有三種運(yùn)動(dòng)方向，三個(gè)方向的動(dòng)作應(yīng)密切配合。（1）沿其中心線向下送進(jìn)焊條被電弧熔化變短，為保持弧長(zhǎng)，須使焊條沿其中心線向下送進(jìn)，以防止斷弧。（2）沿焊縫方向移動(dòng)為形成線形焊縫，焊條要沿焊縫方向移動(dòng)，移動(dòng)速度應(yīng)適當(dāng)。（3）橫向擺動(dòng)為了獲得一定寬度的焊縫，焊條必須橫向擺動(dòng)。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程2

12、97焊接完工后的處理焊接結(jié)束后的焊縫及兩側(cè)，應(yīng)徹底清除飛濺物、焊渣和焊瘤等。焊后熱處理根據(jù)接頭的殘余應(yīng)力、組織狀態(tài)、熔敷金屬含氫量和力學(xué)性能等確定。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程30三、螺栓連接施工（一）普通螺栓1普通螺栓的種類和用途常用的普通螺栓有六角螺栓、雙頭螺栓和地腳螺栓等，其用途和分類如下：（1）六角螺栓按其頭部支承面大小分大六角頭與六角頭兩種；按制造質(zhì)量和產(chǎn)品等級(jí)則分為A，B，C三種。A級(jí)螺栓精制螺栓；B級(jí)螺栓半精制螺栓；C級(jí)螺栓粗制螺栓。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程31（2）雙頭螺栓（螺柱）多用于連接厚板和不便使用六角螺栓連接的地方，如混凝土屋架、屋面梁懸掛單軌梁吊掛件等。（3）地腳螺栓分為普通地腳螺栓

13、、直角地腳螺栓、錘頭螺栓和錨固地腳螺栓。地腳螺栓和直角地腳螺栓一般為預(yù)埋方式固定；錘頭螺栓一般在通過(guò)特制模箱（錨固板）預(yù)埋固定；錨固地腳螺栓一般在鉆孔中錨固。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程322普通螺栓的施工（1）連接要求普通螺栓在連接要求：螺栓頭和螺母的下面應(yīng)放置平墊圈。墊置在螺母下面的墊圈不應(yīng)多于2個(gè)，墊置在螺栓頭部下面的墊圈不應(yīng)多于1個(gè)。對(duì)傾斜面上的螺栓連接，放置斜墊片墊平。對(duì)于動(dòng)荷載或重要部位的螺栓連接，應(yīng)在螺母的下面按設(shè)計(jì)要求放置彈簧墊圈。螺栓伸出螺母的長(zhǎng)度應(yīng)不小于兩個(gè)完整螺紋的長(zhǎng)度。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程33（2）長(zhǎng)度選擇連接螺栓的長(zhǎng)度可按下述公式計(jì)算：L=+H+nh+C式中連接板約束厚度（mm）

14、H螺母的高度（mm）h墊圈的厚度（mm）n墊圈的個(gè)數(shù)（個(gè)）C螺桿的余長(zhǎng)（510mm）第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程34（3）緊固軸力螺栓緊固必須從中心開(kāi)始，對(duì)稱施擰；緊固軸力應(yīng)不超過(guò)相應(yīng)的規(guī)定（采用錘敲或用力矩扳手檢驗(yàn)）；對(duì)接表面高差（不平度）不應(yīng)超過(guò)0.5mm。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程35（二）高強(qiáng)度螺拴高強(qiáng)度螺栓按照連接形式分，可分為抗拉連接、摩擦連接和承壓連接三種。1高強(qiáng)度六角頭螺栓鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓為粗牙普通螺紋，分為8.8S和10.9S兩種等級(jí)。一個(gè)連接副為一個(gè)螺栓、一個(gè)螺母和兩個(gè)墊圈。高強(qiáng)度螺栓連接副應(yīng)同批制造，保證扭矩系數(shù)穩(wěn)定。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程362扭剪型高強(qiáng)度螺栓鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強(qiáng)度螺

15、栓一個(gè)螺栓連接副為一個(gè)螺栓、一個(gè)螺母和一個(gè)墊圈，它適用于摩擦型連接的鋼結(jié)構(gòu)。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程373高強(qiáng)度螺栓的施工（1）施工的機(jī)具手動(dòng)扭矩扳手常用的有指針式、音響式和扭剪型三種（見(jiàn)圖6-7）。a）指針式；b）音響式；c）扭剪型圖6-7手動(dòng)扭矩扳手1千分表；2扳手；3主刻度；4副刻度第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程38電動(dòng)扳手電動(dòng)扳手適用于大六角頭高強(qiáng)度螺栓施工的初擰、終擰；扭剪型高強(qiáng)度螺栓的初擰等對(duì)螺栓緊固件的扭矩或軸力有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合。扭剪型電動(dòng)扳手用于扭剪型高度螺栓終擰緊固。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程39（2）高強(qiáng)度螺栓的施工施工程序鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度螺栓施工程序流程見(jiàn)圖6-8。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程40質(zhì)量保證措施a螺栓的保管防止扭矩系數(shù)（K）發(fā)生變化；b施工質(zhì)量檢驗(yàn)四個(gè)方面：檢驗(yàn)取樣；緊固前檢查；緊固過(guò)程中檢查；緊固完畢檢查第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程41（a）檢驗(yàn)取樣：隨機(jī)取樣、復(fù)驗(yàn)扭剪型高強(qiáng)度螺栓的軸力和大六角頭螺栓的扭矩系數(shù)。（b）緊固前檢查：螺孔檢查、被連接件的位置及表面、摩擦面的處理、孔眼的同心度等。（c）緊固過(guò)程中檢查：高強(qiáng)度螺栓的檢查、初擰、復(fù)擰和終擰（d）緊固完畢檢查扭剪型高強(qiáng)度螺栓復(fù)驗(yàn)觀察其尾部被擰掉，即可判斷螺栓終擰合格。高強(qiáng)度大六角頭螺栓終擰檢查是否有漏擰及扭矩系數(shù)。第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程