钢结构施工技术与实训第5章 钢结构构件制作与预拼装

第5章

钢结构构件制作与预拼装

主要内容：熟悉钢结构制作过程；熟悉钢结构构件放样下料过程；掌握钢结构矫正成型以及边缘加工过程；熟悉钢结构构件预拼装施工过程。学习目标：通过理论教学和实地观察钢结构，熟悉钢结构构件放样和下料的基本内容；掌握钢结构构件矫正成型和钢结构构件边缘加工过程，熟悉钢结构构件预拼装施工过程。第5章钢结构构件制作与预拼装

5.1钢结构的制作钢结构制作的特点及流程钢结构制作的特点:件优、标准严、精度好、效率高。

钢结构制作的依据:设计图和国家规范。钢结构制作的流程

第5章钢结构构件制作与预拼装

钢材的准备钢材材质的检验：结构用钢的力学性能中屈服点、抗拉强度、延伸率、冷弯试验、低温冲击韧性试验值等指标应符合规范的要求。钢材外形的检验：对于钢板、型钢、圆钢、钢管，其外形尺寸与理论尺寸的偏差必须在允许范围内。辅助材料的检验：钢结构用辅助材料包括螺栓、电焊条、焊剂、焊丝等，均应对其化学成分、力学性能及外观进行检验，并应符合国家有关标准。

堆放：检验合格的钢材应按品种、牌号、规格分类堆放，其底部应垫平、垫高，防止积水。钢材堆放不得造成地基下陷和钢材永久变形。

第5章钢结构构件制作与预拼装

5.2放样和下料放样放样的环境要求放样准备放样操作样板标注加工余量

:(1)自动气割切断的加工余量为3mm；手工气割切断的加工余量为4mm；气割后需铣端或刨边者，其加工余量为4～5mm。

(2)剪切后无需铣端或刨边的加工余量为零。

(3)对焊接结构零件的样板，除放出上述加工余量外，还须考虑焊接零件的收缩量，一般沿焊缝长度纵向收缩率为0.03%～0.2%；沿焊缝宽度横向收缩，每条焊缝第5章钢结构构件制作与预拼装

顺序样板名称用途1平面样板在板料及型钢平面进行划下料2弧形样板检查各种圆弧及圆的曲率大小3切口样板各种角钢、槽钢切口弯曲的划线标准4展开样板各种板料及型材展开零件的实际长及形状5覆盖样板按照放样图上(或实物上)图形用覆盖方法所放出的实样(用于连接构件)6号孔样板以此为依据决定零件的孔心位置7弯曲样板各种压型件及制作胎模零件的检查标准第5章钢结构构件制作与预拼装

为：～；加强肋的焊缝引起的构件纵向收缩，每肋每条焊缝为。覆盖和过样

第5章钢结构构件制作与预拼装

项目容许偏差样板长度0－0.5宽度5.0－0.5两对角线长度差1.0样杆长度1.0两最外排孔中心线距离1.0同组内相邻两孔中心线距离0.5相邻两组端孔间中心线距离1.0加工样板的角度20′表5.3样板、样杆制作尺寸的允许偏差(单位：mm)下料下料准备：下料加工符号。下料常用的下料符号见表。第5章钢结构构件制作与预拼装

序号名称符号序号名称符号1板缝线5余料切线2中心线6弯曲线3R曲线7结构线4切断线8刨边符号5.3切割一般规定

切割第5章钢结构构件制作与预拼装

加工余量锯切剪切手工切割半自动切割精密切割切割缝14～53～42～3刨边2～32～33～411铣平3～42～34～52～32～3各种切削方法分类比较

第5章钢结构构件制作与预拼装

类别使用设备特点及适用范围机械切割剪板机型钢冲剪机切割速度快、切口整齐、效率高，适用薄钢板，压型钢板、冷弯钢管的切削无齿锯切割速度快，可切割不同形状、不同对的各类型钢、钢管和钢板，切口不光洁，噪声大，适于锯切精度要求较低的构件或下料留有余量最后尚需精加工的构件砂轮锯切口光滑、生刺较薄易清除、噪声大，粉尘多，适于切割薄壁型钢及小型钢管，切割材料的厚度不宜超过4mm锯床功割精度高，适于切割各类型钢及粱、柱等型钢构件

图5.3切割面平面度示意图第5章钢结构构件制作与预拼装

图5.4切割面割纹深度示意图

图5.5机械剪切面的边缘缺棱示意图

图5.6剪切面的垂直度示意

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剪切下料

(1)在斜口剪床上剪切

(2)在龙门剪床上剪切(3)在圆盘管剪切机上剪切

(4)剪切对钢材质量的影响第5章钢结构构件制作与预拼装

表5.10斜口剪床上、下刀片之间的间隙(单位：mm)钢板厚度<56～1415～3030～40刀片间隙0.08～0.090.1～0.30.4～0.50.5～0.6冲裁下料图5.9冲裁1—凸模；2—板料；3—凹模；4—冲床工作台(a)(b)

(a)倾斜式；(b)非倾斜式图5.8两种不同圆盘剪切的装置第5章钢结构构件制作与预拼装

气割下料(1)气割条件(2)手工气割操作要点

1)气割前的准备

2)气割操作

(a)预热(b)上提(c)吹渣(d)切割图5.11手工气割第5章钢结构构件制作与预拼装

5.4矫正和成型1.型钢机械矫正(a)撑直机矫直角钢；(b)撑直机（或压力机）矫直工字钢图5.13机械矫正型钢1、2—支承；3—推撑；4—型钢；5—平台(a)(b)(a)扳弯器矫直工字钢(b)手扳压力机示意图图5.14手动机械矫直型钢(a)(b)第5章钢结构构件制作与预拼装

2.型钢半自动机械矫正扳弯器矫正型钢手扳压力机械矫正型钢千斤顶矫正型钢3.型钢手工矫正(a)大小面上下弯曲的矫正；(b)大小面侧向弯曲矫正图5.15千斤顶矫正槽钢(a)大于90°的矫正(b)小于90°的矫正图5.16手工矫正角钢角度变形4.型钢火焰矫正法图5.21火焰加热的点状加热方式(a)点状加热布局；(b)用点状加热矫正吊车梁腹板变形1—点状加热点；2—梅花形布局第5章钢结构构件制作与预拼装

图5.22火焰加热的线状加热方式(a)线状加热方式；(b)用线状加热矫正板变形；(c)用单加热带矫正H型钢梁翼缘角变形；(d)用双加热带矫正H型钢梁翼缘角变形；t—板材厚度图5.23火焰加热的三角形加热方式(a)(b)角钢钢板的三角形加热方式；(c)(d)用三角形加热矫正H型梁拱变形和旁弯曲变形第5章钢结构构件制作与预拼装

5.5边缘加工和制孔边缘加工

边缘加工方法有：采用刨边机(或刨床)刨边、端面铣床铣边、电弧气刨刨边、型钢切割机切边、半自动机自动气割机切边、等离子弧纠割边、砂轮机磨边以及风铲铲边等焊接坡口加工形式和尺寸应根据图样和构件的焊接工艺进行。

除机械加工方法外，对要求不高的坡口亦可采用气割或等离子弧切割方法。用自动或半自动气割机切割。对于允许以碳弧气刨方法加工焊接坡口或焊缝背面清根时，在保证气刨槽平直深度均匀的前提下可采用半自动碳弧气刨。第5章钢结构构件制作与预拼装

项目允许偏差项目允许偏差零件宽度、长度±1.0加工面垂直度0.025t，且不应大于0.5加工边直线度

l/3000

，且不应大于2.0加工面表面粗糙度相邻两边夹角±6′注：t构件厚度表5.13边缘加工的允许偏差(单位：mm)第5章钢结构构件制作与预拼装

制孔1.钻孔2.冲孔3.扩孔4.锪孔5.制孔精度6.孔距要求螺栓孔距范围≤500501～12001201～3000＞3000同一组内任意两孔间距离±1.0±1.5——相邻两组的端孔间距离±1.5±2.0±2.5±3.05.6钢构件预拼装钢构件预拼装1.预拼装要求2.预拼装方法

(1)平装法

(2)立拼拼装法

(3)利用模具拼装法第5章钢结构构件制作与预拼装

预拼装施工1.修孔2.工字钢梁、槽钢梁拼装3.箱形梁拼装4.钢柱拼装5.钢屋架拼装图5.27箱形梁拼装

(a)箱形梁的底板；(b)装定向隔板；(c)加侧立板；(d)装好的箱形梁图5.26工字钢梁、槽钢梁组合拼装(a)工字钢梁；(b)槽钢梁1—撬杠；2—面板；3—工字钢；4—槽钢；5—龙门架；6—压紧工具图5.28钢柱的拼装(a)平拼拼装点；(b)立拼拼装法

1—拼接点；2—枕木图5.29钢柱拼装示意图

1—定位角钢；2—柱底板；

3—柱身；4—水平垫基第5章钢结构构件制作与预拼装

图5.30屋架拼装示意图(a)拼装底样；(b)屋架拼装H—起拱抬高位置1—上弦；2—下弦；3—立撑；4—斜撑第5章钢结构构件制作与预拼装

6.梁的拼接7.框架横梁与柱的连接

图5.35框架角的螺栓连接(a)柱到顶与梁连接；(b)梁延伸与柱连接；(c)梁柱的角中线连接第5章钢结构构件制作与预拼装

图5.36框架角的工地焊缝连接(a)柱到顶与梁连接；(b)梁延伸与柱连接；(c)梁柱的角中线连接第5章钢结构构件制作与预拼装

图5.37框架顶的工地拼装(a)焊接连接；(b)螺栓连接第5章钢结构构件制作与预拼装

预拼装检查

构件类型项目允许偏差检验方法多节柱预拼装单元总长±5.0用钢尺检查预拼装单元弯曲矢高l/1500，且应不大于10.0用拉线和钢尺检查接口错边2.0用焊缝量规检查预拼装单元柱身扭曲h/200，且应不大于5.0用拉线、吊线和钢尺检查顶紧面至任一牛腿距离±2.0用钢尺检查梁、桁架跨度最外两端安装孔或两端支承面外侧距离＋5.0－10.0接口截面错位2.0用焊缝量规检查拱度设计要求起拱±l/5000用拉线和钢尺检查设计未要求起拱±l/20000节点处杆件轴线错位4.0划线后用钢尺检查管构件预拼装单元总长±5.0用钢尺检查预拼装单元弯曲矢高l/1500，且应不大于10.0用拉线和钢尺检查对口错边t/10，且应不大于3.0用焊缝量规检查坡口间隙＋2.0－1.0构件平面总体预拼装各楼层柱距±4.0用钢尺检查相邻楼层梁与梁之间±3.0各层间框架