钢结构工程施工（第五版） 课件 单元四 钢结构制作

第29讲钢结构加工设备

钢结构制作就是工程技术人员通过各种工序把设计蓝图加工成实物的过程。

钢结构的制作单位（企业）：应具备相应的钢结构工程专业承包资质（资金、工程技术人员及合格工人、装备、场地）。第29讲钢结构加工设备结构的制作必须严格按设计文件、施工详图的要求进行。施工前，制作单位应按要求编制制作工艺并经项目技术负责人审批。

制作工艺应包括：施工中依据的标准，质量管理体系，质量保证体系，保证质量所采取的措施，生产场地的布置，加工制作的设备，技术人员和工人的上岗资质证明，以及生产进度控制的计划。

制作工艺作为技术文件应经发包单位代表或监理工程师批准，并在施工过程中认真执行、严格实施。第29讲钢结构加工设备一、钢结构制作的常用工具

1.加工设备

切割：剪板机，龙门剪床，数控切割机。剪板机龙门剪床数控多头切割机第29讲钢结构加工设备

型钢切割机，型钢带锯机，带齿圆盘锯，无齿摩擦圆盘锯。型钢切割机型钢带锯机带齿圆盘锯无齿锯第29讲钢结构加工设备

氧气切割（自动和半自动切割机，手工切割）自动切割机半自动切割机手工切割第29讲钢结构加工设备

制孔：冲孔机，摇臂钻床，立式钻床。冲孔机摇臂钻床立式钻床第29讲钢结构加工设备边缘加工：刨床：刨刀对工件的平面、沟槽或成形表面进行刨削的直线运动机床。钻铣床：铣：一种用圆形能旋转的多刃刀具切削金属的专用设备。铣刀：主要用于在铣床上加工平面、台阶、沟槽、成形表面和切断工件等。刨床钻铣床铣刀第29讲钢结构加工设备端面铣床：切削加工设备。风铲：铲边用。双面铣床风铲第29讲钢结构加工设备弯制：辊床，水平弯机，立式压力机，卧式压力机。辊床卷板机水平弯机立式压力机卧式压力机第29讲钢结构加工设备在未来职业岗位的应用：在钢结构制作中，能正确识别钢结构的加工设备。小结：本讲主要学习了钢结构的加工设备，主要有切割、制孔、边缘加工和弯制设备，重点掌握设备的类型及工作原理。第29讲钢结构加工设备思考题1.钢结构的切割设备有那些？2.钢结构的制孔设备有那些？3.钢结构的边缘加工设备有那些？4.钢结构的弯制设备有那些？第29讲钢结构加工设备第29讲钢结构焊接设备

2.焊接设备直流焊机，交流焊机，CO2焊机，埋弧焊机，焊条烘干箱，焊剂烘干箱，焊接滚轮架，钢卷尺，游标卡尺，划针。直流焊机交流焊机CO2焊机第29讲钢结构焊接设备第29讲钢结构焊接设备焊条焊丝焊剂自动组立焊机自动埋弧焊机H型钢翼缘矫正机第29讲钢结构焊接设备在未来职业岗位的应用：在钢结构工程施工中，能正确识别和选用焊接设备。小结：本讲学习了钢结构的焊接设备，在钢结构工程施工中，能正确识别和选用焊接设备。第29讲钢结构焊接设备思考题1.钢结构的焊接设备有哪些？2.试述自动组立焊机的工作原理？3.试述自动埋弧焊机的工作原理？4.试述H型钢翼缘矫正机的工作原理？第29讲钢结构焊接设备第30讲钢结构涂装设备与构件制作1.涂装设备电动空气压缩机（用于喷漆），喷砂机，回收装置，喷漆枪，电动钢丝刷，铲刀，手动砂轮，砂布，油漆桶，刷子。电动空气压缩机喷涂作业第31讲钢结构涂装设备与构件制作除锈设备箱形构件制作H型钢制作2.钢结构构件制作范例第31讲钢结构涂装设备与构件制作第31讲钢结构涂装设备与构件制作弯扭构件制作在未来职业岗位的应用：在钢结构工程施工中，能正确认知钢结构的涂装设备，掌握H型钢、箱形构件、弯扭构件的制作工艺。小结：本讲学习了钢结构的涂装设备与构件制作案例，重点掌握H型钢、箱形构件、弯扭构件的制作工艺。第31讲钢结构涂装设备与构件制作思考题1.钢结构的涂装设备有哪些？2.试述H型钢、箱形构件、弯扭构件的制作工艺？第31讲钢结构涂装设备与构件制作第32讲钢结构检测与运输设备1.检测设备磁粉探伤仪，超声波探伤仪。磁粉探伤仪第32讲钢结构检测与运输设备焊缝检验尺漆膜测厚仪第32讲钢结构检测与运输设备温湿度仪电流表第32讲钢结构检测与运输设备2.运输设备

桥式起重机，门式起重机，塔式起重机，汽车起重机，运输汽车，运输火车。第32讲钢结构检测与运输设备桥式起重机第32讲钢结构检测与运输设备门式起重机汽车起重机第32讲钢结构检测与运输设备运输汽车在未来职业岗位的应用：在钢结构工程施工中，能正确选用钢结构检测设备对钢结构的焊缝质量进行检测，能正确认识和选用运输设备。小结：本讲学习了钢结构的检测设备和运输设备，重点掌握检测设备的种类和用途。第32讲钢结构检测与运输设备思考题1.钢结构的检测设备有哪些？各有什么用途？2.钢结构的运输设备有哪些？第32讲钢结构检测与运输设备第33讲钢结构制作前的准备工作二、钢结构制作前的准备工作1技术准备①设计文件：施工详图、设计变更、施工技术要求等。图纸绘审、技术交底。②技术文件：施工技术文件和企业技术标准文件。第33讲钢结构制作前的准备工作2材料准备①企业物资部门编制材料采购计划

，采购、供应。控制余量10%，同时减少不必要的拼接和损耗。②材料代用，必须经设计单位同意并签署代用文件。

代用原则：代用钢材性能与原有材料一致；以高代低，以厚代薄，注意可能产生的偏心影响；连接尺寸和施工图变动，应予修改。第33讲钢结构制作前的准备工作③材料管理计划、采购、保管、使用。进场验收、储存、加工。3、人员

项目经理部应根据钢结构作业特点和施工进度计划优化配置人力资源，制定劳动力需求计划，报企业劳动力管理部门批准，企业劳动管理部门与劳务分包公司签订劳务分包合同。

劳动力动态管理。第33讲钢结构制作前的准备工作4、机械项目所需机械设备可从企业自有机械设备调配，或租赁，或购买，提供给项目经理部使用。

项目经理部应编制机械设备使用计划报企业审批。对进入施工现场的机械设备必须进行安装验收，并做到资料齐全准确。机械设备在使用中应做好维护和管理。

机械设备操作人员应持证上岗

第33讲钢结构制作前的准备工作

5、现场

项目经理部应做好施工现场管理工作，做到文明施工、安全有序、整洁卫生、不扰民、不损害公众利益。

施工现场五牌一图:工程概况牌、管理人员名单及监督电话牌、消防保卫制度牌、安全生产制度牌、文明和环保制度牌。第33讲钢结构制作前的准备工作6.作业条件

施工详图已经会审；主要原材料及加工机械设备已经进场并安装到位，人员到位；施工现场满足施工要求；工艺评定和性能试验已完成；施工组织设计、施工方案、作业指导书等各种技术工作已准备就绪。第33讲钢结构制作前的准备工作在未来职业岗位的应用：

在钢结构工程施工中，掌握钢结构制作前的准备内容，能完成钢结构制作前的准备工作。小结：

钢结构制作前的准备包括技术准备、材料准备、人员准备、机械准备、现场准备、作业条件准备，要求掌握这六个方面准备内容，在工作中能完成钢结构制作前的准备工作。第33讲钢结构制作前的准备工作思考题1.什么是图纸会审？什么是技术交底？2.钢材代用的原则有哪些？3.劳动力动态管理的内容有哪些？4.作业条件包括哪些内容？第33讲钢结构制作前的准备工作第34讲钢结构制作工艺三、钢结构制作的工艺1．钢结构制作工艺的编制

工艺是指导生产的技术文件，在生产过程中能起到安全、适用、提高生产效率，最终使产品达到优质的目标。钢结构制作工艺应由项目经理主持编制，经企业技术主管部门批准后实施。第34讲钢结构制作的工艺（1）编制依据：①设计文件，承包合同中附加的技术要求、现行规范及相关标准；②工厂设备条件，生产方式；③原材料材质，品种，规格；④施工操作人员素质。第34讲钢结构制作的工艺（2）编制原则①应符合设计要求和相关标准的规定；②降低成本，提高效率；③结合实际，充分发挥设备及人员的潜力；④采用新技术、新材料、新工艺、新设备时、应经过试验、作可行性研究后，方可正式采用。

第34讲钢结构制作的工艺（3）编制内容①工程概况：工程性质、特点、规模、结构形式、环境特征、重要程度及工程量等。②工艺总则：技术要求、操作方法和质量标准等。③制作工艺：包括工艺流程图，生产准备，零件下料、加工方法和要求，.零件矫正的方法和要求，构件组装顺序、方法和要求，焊接方法、顺序和要求，新材料、新技术、新工艺和新设备的实施意见，特殊工艺措施，专用工具、灰具明细表，零、部件制作清单。④总装工艺：总装场地要求，组装平台，基准线的设置，总装方案；⑤工艺总结。

第34讲钢结构制作的工艺2、钢结构制作的工序

图4-1第34讲钢结构制作的工艺3.钢结构制作的工艺流程如图4-2，钢材进厂到钢材构件出厂，一般要经过生产准备、放样、号料、零件加工、装配和油漆涂装等一系列工序。第34讲钢结构制作的工艺4．制作工艺（1）钢材矫正

钢材经过长途运输，装卸或堆放不当等原因，使钢材产生较大的变形，给加工造成困难，影响制造精度，因此加工前必须进行矫正，钢板和角钢常用辊床矫正；槽钢和工字钢一般用水平直弯机矫正。第34讲钢结构制作的工艺（2）放样、号料

放样是根据施工详图用1：1的比例在样板台上划出实样，求出实长，根据实长制作成样板或样杆，以作为下料、弯制、刨铣和制孔等加工制作的标记。

号料：就是以样板（杆）为依据，在原材料上划出实样，并打上各种加工记号。第34讲钢结构制作的工艺（3）切割

经过号料（划线）以后的钢材，必须按其形状和尺寸进行切割（下料），常用的切割方法有剪切、锯切和气割三种方法。（4）矫正和成型

①冷矫正和冷弯曲成型：在常温下采用机械矫正或自制夹具矫正即为冷矫正。②热矫正和热加工成型（热弯曲）：当设备能力受到限制或钢材厚度较厚时，采用冷矫正有困难或达不到质量要求时，可采用热矫正。第34讲钢结构制作的工艺（5）制孔

冲孔：冲孔在冲孔机上进行，一般只能冲较薄的钢板，冲孔的原理是剪切，在孔壁周围的钢材将产生冷作硬化现象，因此在工程中很少使用。钻孔：钻孔是在钻床上进行，可以钻任何厚度的钢材。钻孔的原理是切削，因此孔壁损伤较小，质量较高。第34讲钢结构制作的工艺（6）边缘加工

通常情况下，对气割或机械剪切的零件并不需要进行机械切削加工，对直接承受动力荷载的剪切外露边缘，则需要进行边缘加工。边缘加工有刨边、铣边和铲边三种方法。

刨边：是在刨床上或大型龙门刨边机上进行。费工费时，成本较高，因此一般尽量避免采用。铣边：是在铣边机床上进行，其光洁度比刨边的要差一些。

第34讲钢结构制作的工艺

铲边：是用风铲进行。风铲是利用高压空气作为动力的风动机具。其优点是设备简单，使用方便，成本低；缺点是噪音大，劳动强度高，加工质量差。（7）构件组装组装就是将已加工好的零件按照施工图纸的要求，拼装成构件（8）构件焊接钢结构制作常用的焊接方法是手工电弧焊，埋弧焊，气体保护焊，电渣焊，栓钉焊等。第34讲钢结构制作的工艺（9）构件铣端和钻安装孔①构件铣端②钻安装孔（10）涂装将在第五点详述。（11）验收按相关规范进行验收。第34讲钢结构制作的工艺在未来职业岗位的应用：

在钢结构工程施工中，能编制钢结构制作工艺、工序、流程。小结：

本讲学习了钢结构的制作工艺、工序、流程，重点掌握钢结构制作工艺的11个流程。第34讲钢结构制作的工艺思考题1.什么是工艺？2.钢结构制作工艺的编制依据、原则、内容是什么？3.试述钢结构制作的工序、工艺流程？4.什么是放样？5.什么是号料？第34讲钢结构制作的工艺第35讲典型构件的制作范例四、典型构件的制作范例范例1：某H形轴心受压柱，柱高7m，截面由两翼缘为2—400×20的板，腹板为—460×12的板组成时（如图），材料为Q235，采用全熔透焊缝，试加工制作此构件。第35讲典型构件的制作范例1、加工制作焊接H形截面轴心受压柱的工艺流程

下料→装配→焊接→矫正→二次下料→制孔→装焊其他零件→校正→出车间2、制作工艺要求（1）下料：①下料前应将钢板上的铁锈、油污等清除干净，以保证切割质量；②本例钢板下料采用数控多头切割机，并且几块板同时下料，以防止零件产生马刀弯；③钢板下料应根据配料单规定的规格尺寸落料并适当考虑构件加工时的焊接收缩余量；④开坡口，采用坡口倒角机或半自动切割机开坡口。第35讲典型构件的制作范例⑤下料后，将割缝处的流渣清除干净，转入下道工序。第35讲典型构件的制作范例（2）装配H形钢装配应在特别平台上（膜胎）装配

第35讲典型构件的制作范例装配前将焊接区域内的氧化皮、铁锈等清除干净。在翼缘板上用石笔划线，标明腹板装配位置。将腹板、翼缘板放置在平台上，用楔子、直角尺调整各部分截面尺寸及垂直度，装配间隙控制在2～4㎜（半熔透焊缝，贴角焊不留间隙）。点焊固定翼缘板，再用角钢点焊固定。点焊焊材，材质应与主焊缝材质相同，长度50㎜左右，间距300㎜，焊缝高高度不得大于6㎜，且不超过设计高度的2/3

第35讲典型构件的制作范例第35讲典型构件的制作范例（3）焊接：①H型钢的焊接采用CO2气体保护焊打底，埋弧自动焊填充、盖面，船形焊施焊方法进行施焊。②工艺参数应参照工艺评定确定的数据，不得随意更改。③若构件长度＞4m，则应采用分段施焊，本例L=7m，所以，应分成两段进行焊接采用坡口倒角机或半自动切割机开坡口。④焊接顺序:打底焊一道→填充焊一道→碳弧气刨清根→反面打底、填充、盖面焊→正面填充、盖面焊。第35讲典型构件的制作范例（4）矫正

①H型钢焊完成后，容易产生扭曲变形、翼缘板与腹板不垂直，薄板焊接还会产生波浪形等变形，采用翼缘矫平，保证翼缘和腹板的垂直度。对于扭曲变形，则采用火焰加热和机械加压同时进行的方式进行矫正。②机械矫正：矫正前，应清扫构件上的一切杂物，与压辊接触的焊缝焊点修磨平整。机械矫正注意事项：构件的规格应在矫机的矫正范围之内，即：翼缘板最大厚度≤50㎜；翼缘板宽度=180～800㎜；腹板厚≤50㎜；腹板高度＞350㎜；工件材质：Q235（Q235时被矫正板厚为Q235的70%）。第34讲典型构件的制作范例第35讲典型构件的制作范例③火焰矫正注意事项：根据构件的变形情况，确定加热的位置及加热顺序；加热温度应控制在600～650℃。（5）二次下料目的：确定构件基本尺寸及构件截面的垂直度，作为制孔、装焊其他零件的基准。H形截面尺寸小于750㎜×520㎜时，可采用锯切下料，当H形截面尺寸大于750㎜×520㎜时，可采用铣端来确定构件长。本例是H形柱子，因此铣端确定构件长度。注意：二次下料时根据工艺要求加焊接收缩含量。第35讲典型构件的制作范例在未来职业岗位的应用：

在钢结构工程施工中，能编制工字型钢结构构件的制作工艺、工序、流程。小结：

本讲学习了工字型钢结构构件的制作工艺、工序、流程，能进行工字型钢结构构件的制作。第35讲典型构件的制作范例思考题1.试述加工制作焊接H形截面轴心受压柱的工艺流程？2.试述焊接顺序？第35讲典型构件的制作范例第36讲钢结构的涂装钢结构的涂装包括防腐涂料和防火涂料涂装两大类。钢结构的防腐涂料涂装工程应在钢结构构件组装、预拼装或钢结构安装工程检验批的施工质量验收合格后进行。钢结构防火涂料涂装工程应在钢结构安装工程检验批和钢结构防腐涂料涂装检验批的施工质量验收合格后进行。温湿度要求除锈、涂装工艺第36讲钢结构的涂装1、钢结构防腐涂料涂装

防腐涂料涂装工艺流程：基面处理→表面除锈→底漆涂装→面漆涂装→检查验收。（1）基面处理

钢材表面的毛刺、飞边、焊缝药皮、焊瘤、焊接飞溅物、积垢、灰尘等在涂刷油漆前应采取适当的方法清理干净。

钢材表面的油脂、污垢等应采用热碱液或有机溶剂进行清洗。清洗的方法有槽内浸洗法、檫洗法、喷射清洗和蒸汽法等。第36讲钢结构的涂装（2）表面除锈

钢构件表面除锈根据设计要求不同可采用手工和动力工具除锈（St）、喷射或抛射除锈（Sa）、火焰除锈（FI）等主要方法。（3）涂料涂装

涂装工作应在除锈等级检查合格后，在要求的时限内（一般不应超过6h）进行涂装，有返锈现象时应重新除锈。

常用的施工方法：刷涂法，手工滚涂法，浸涂法，空气喷涂法，雾气喷涂法。第36讲钢结构的涂装2、钢结构防火涂料涂装

钢结构防火涂料涂装工程应由经消防部门批准的专业施工队伍负责施工。防火涂料涂装工程施工前，钢结构工程已检查验收合格、防锈漆涂装已检查验收合格，并符合设计要求。防火涂料涂装工艺流程与防腐涂料涂装工艺流程类似，只是所用材料和要求有所不同。第36讲钢结构的涂装在未来职业岗位的应用：

在钢结构工程施工中，能进行钢结构的防腐、防火涂装，解决好钢结构的防腐、防火问题。小结：

本讲学习了钢结构的涂装，重点掌握防腐、防火涂装问题，掌握涂装的工艺和涂装的方法。第36讲钢结构的涂装思考题1.试述防腐涂料涂装的工艺流程？2.常用涂料的施工方法有那些？3.防火涂料的要求是什么？第36讲钢结构的涂装第37讲钢结构成品管理与运输一、成品及半成品的管理

钢结构经过工作制作的梁、柱、桁架、围护结构等构件，就是钢结构的成品和半成品、

项目经理部应对成品及半成品进行管理，项目经理部应明确责任部门和落实责任人，明确岗位职责，对进出施工现场的货物进行管理。1.进入施工现场的成品、半成品、构配件、工程设备等必须按规定进行检验和验收，未经检验和检验不合格的不得投入使用；并应建立台帐。2.搬运和储存应按搬运储存的有关规定进行。第37讲钢结构成品管理与运输3.除应满足材料管理的要求外钢结构构件的成品防护尚应满足以下要求：①堆放场地平整、具有良好的排水系统。②堆放场地应铺设细石，以防止雨水泥土沾到构件上。③最下一层构件应至少离地300㎜。④构件的堆放高度不应大于5层，每层构件摆放的枕木应尽量放置在同一垂直面上，以防止构件变形或倒塌。第37讲钢结构成品管理与运输⑤对于有预起拱的构件，其堆放时应使起拱方向朝下。⑥对于有涂装的构件，在搬运、堆放时应注意防止磕碰，防止在地面上拖拉造成涂层损坏，也不得在构件上行走或踩踏，以免破坏涂装质量。⑦钢结构涂装前，对其它半成品做好遮蔽保护，防止污染，涂装后，应加以临时围护隔离，防止踩踏，损伤涂层。第37讲钢结构成品管理与运输⑧钢结构涂装后，在4h之内如遇大风或下雨时，应加以覆盖，防止沾染灰尘水汽，避免影响涂层的附着力。⑨涂装后的钢构件勿接触酸类液体，防止咬伤涂层。⑩建筑产品或半成品应采取有效措施（“护”、“包”、“盖”、“封”）妥善保护。第37讲钢结构成品管理与运输二、钢结构的运输方式、装卸要求1、运输要求钢结构的运输方式主要是公路运输和铁路运输。因此结构构件的最大轮廓尺寸应不超过公路或铁路运输许可的限界尺寸。构件的重量应根据起重设备和运输设备所能承受的能力确定。一般构件的重量不宜超过15t，最大的构件重量不宜超过40t。第37讲钢结构成品管理与运输

公路运输，其外形尺寸应考虑公路沿线的路面至桥涵和隧道的净空尺寸，在一般情况下，其净空尺寸为：对超级公路，一、二级公路5.0m；对三、四级公路4.5m。

钢结构从工厂运输到现场，应根据现场总调度的安排，按照吊装顺序一次运输到安装使用位置，以避免二次倒运。

超长，超宽构件的运输，在制作之前应向有关交通部门办理超限货物运输手续；运输时，应安排在夜间，并在运输车前后设引路车和护卫车，以保证运输的安全。第37讲钢结构成品管理与运输2、装卸要求钢结构的装卸应按操作规程作业，构件要轻拿轻放，禁止抛掷。结构吊装时，应按吊装顺序配套进行；并应采取适当措施，防止构件产生过大的弯曲弯形，同时应将绳扣与构件的接触部位加垫块垫好，以防刻伤构件。钢构件堆放应安全、平稳、牢固，吊具应传力可靠；防滑车、溜车、确保作业安全。第37讲钢结构成品管理与运输在未来职业岗位的应用：

在钢结构工程施工中，能进行钢结构的成品及半成品的管理、运输、装卸，做好成品保护。小结：

本讲学习了钢结构成品及半成品的管理、运输、装卸要求，重点掌握钢结构的成品及半成品管理要求，掌握运输、装卸要求。第37讲钢结构成品管理与运输思考题1.试述钢结构的成品及半成品保护要求？2.试述钢结构的运输要求？3.试述钢结构的装卸要求？第37讲钢结构成品管理与运输第38讲钢管相贯线切割和球节点制作一、相贯线

两立体相交的表面交线称为相贯线。其特点是相贯线上的点为立体相交两表面的共有点，相贯线为立体两表面的共有线。

在网架结构工程中，其基本构件是钢管和节点，钢管与钢管连接（图4-7、4-8）、桁架连接（图4-9）、钢管与球形节点连接（图4-10），其连接面是一条空间曲线，这条曲线就是相贯线。第38讲钢管相贯线切割和球节点制作

图4-7钢管与钢管连接第38讲钢管相贯线切割和球节点制作

图4-8钢管与钢管的连接

第38讲钢管相贯线切割和球节点制作第38讲钢管相贯线切割和球节点制作图4-9桁架模型

二、相贯线切割设备所谓相贯线切割，是单指对钢管及各种环形材料结合处相贯线孔、相贯线端部、弯头（虾米节）进行自动计算和切割的设备。第38讲钢管相贯线切割和球节点制作

常用设备是数控相贯线切割机，分为数控