哈工大-轻型钢结构讲义6

第六章轻型钢结构的制造(zhìzào)、安装1共十七页§6-1钢构件(gòujiàn)加工轻型钢结构的制作与安装单位，须经有关部门审查核准，具有足够的工程技术人员、合格工人，以及必要的技术装备；制作和安装必须严格按施工图进行，施工前，制作和安装单位应按施工图的要求，编制制作工艺和安装施工组织设计，并在施工过程中认真执行，严格实施；制作轻型钢结构的钢材、连接材料及防腐、涂装材料的材质、规格均应符合设计规定，各种材料除须有出厂合格证外，尚应进行必要的检验，以确认其材质符合要求。另外制作和安装应符合国家现行标准《钢结构工程施工质量验收规范》等相应规范的要求。

轻型钢结构的制造工艺与普通钢结构并无很大的差别。

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轻钢结构的材料规格小，杆件细而薄，而且材料的调直、下料、弯曲成型、加工拼装、构件的翻身搬运都较容易，不需大型的专业设备，故特别适宜在中、小型工厂加工制造。但在加工过程中也容易造成杆件弯曲和损伤等情况，这种弯曲和损伤对结构承载力的影响(yǐngxiǎng)较大，加工制造时应加以注意。6-1.1放样、号料和切割放样和号料应根据工艺要求预留制作和安装时的焊接收缩余量及切割、刨边和铣平等加工余量，避免构件划伤。制作轻型钢结构（构件）时，首先按施工图放1:1的大样，有起拱要求的应按规定值起拱，然后求出各型材和板件的尺寸，制作样杆和样板。

3共十七页号料时应根据焊接变形和加工需要留有余量，号料余量可按下列规定采用：有较长焊缝的构件，焊接后会产生收缩(shōusuō)变形，对接焊缝沿焊缝长度方向预留0.7mm/m；垂直于焊缝长度方向的对接焊缝每个对口预留1mm；格构式结构的角焊缝预留0.5mm/m。加工余量按工艺要求确定时，通常可取3～5mm。切割轻型钢或钢板，可采用机械切割或气割。应保证切割部位准确、切口整齐，切割面应垂直于轴线，切割线与号料线的偏差不得大于2mm，端部的斜度不得大于2°。切割前应将钢材切割区域表面的铁锈、污物等清除干净。切割后应采用砂轮机清除毛刺、熔渣和飞溅物。切割方法可根据具体要求和实际情况，参照下表选用。4共十七页轻型钢切割方法分类比较表类别使用设备特点及适用范围机械切割剪板机型钢剪断机切割速度快，切口整齐，切割成本低；设备投资高，切割型材时，要根据截面形状、尺寸的不同更换剪刀。适用于制造厂。砂轮锯，无齿锯（摩擦锯）切割速度快，切口整齐（但易于出毛刺），切割成本低，设备投资较低，可切割不同形状、不同尺寸的型材，但噪声高、灰尘大、适用于制造厂小批量生产。锯床切口整齐，效率低，速度慢；设备投资较低。气割自动切割床利用氧气或等离子流，按仿形或数控进行切割；切口整齐，速度快，但成本较高，设备投资较高。适用于钢板切割。手工切割方法简单，操作方便，成本低；但切口精度较差。适用于施工现场。5共十七页6-1.2钢材和构件的矫正、成型。

钢材的机械矫正，应在常温下用机械设备进行。碳素结构钢在环境温度低于－16℃，低合金结构钢在环境温度低于－12℃，不得进行冷矫正和冷弯曲，是为了保证钢材在低温情况下受到外力时不致产生冷脆断裂；碳素结构钢和低合金结构钢，加热温度应根据钢材性能选定，但不得超过900ْC。低合金结构钢在加热矫正后，应在自然状态下缓慢冷却，是为了防止加热区脆化。型钢通常宜采用型钢撑直机或手锤矫直，因其壁厚较薄，矫直时须加设垫块。构件矫正后，挠度矢高不应(bùyīnɡ)超过构件长度的1/1000，且不得大于10mm；型钢截面肢的垂直度不得大于肢宽的1/100。6共十七页

型钢弯曲加工时易发生截面形状畸变，故设计时宜尽量避免采用需大角度弯曲加工型钢的结构形式。时，宜切断翼缘和卷边后再弯曲，成型后将切断的部位重新焊接，必要时尚需加连接(liánjiē)板对切口补强。如图所示，冷弯薄壁型钢结构的主要受压构件当采用方管时，其局部变形的纵向量测值应符合下列要求：δ≤0.01b式中δ：局部变形的纵向量测值；b：局部变形的量测标距，取变形所在面的宽度。6-1.3制孔高强度螺栓孔应采取钻成孔。C级螺栓可采用冲孔或不用钻模钻成的孔，栓孔的允许偏差应符合下列规定：孔径：0～1.0mm；圆度：2.0mm；中心线垂直度：0.03t（板厚），且≤2.0mm。δbb确需采用(cǎiyòng)7共十七页

板叠上所有的孔，均应采用试孔器检查，如用小于孔径1.0mm的试孔器检查，通过率应≥85％；如用大于螺栓公称直径0.3mm的试孔器检查，通过率应为100％。螺栓孔周边应无毛刺、破裂、喇叭口和凹凸的痕迹，切屑(qiēxiè)应清除干净。螺栓孔孔距的允许偏差应符合下表的规定。螺栓孔孔距允许偏差（mm）螺栓孔孔距范围≤500501～12001201～3000>3000同组内任意两孔间距离±1.0±1.5－－相邻两组的端孔间距离±2.0±2.5±3.0注：1.在节点中连接板与一根杆件相连的所有螺栓孔为一组；2.对接接头在拼接板一侧的螺栓孔为一组；3.在相邻节点或接头间的栓孔为一组，但不包括上述两款内容4.受弯构件翼缘上的连接螺栓孔，每米长度范围内的螺栓孔为一组。8共十七页

6-1.4高强度螺栓连接的摩擦面处理高强度螺栓摩擦型连接构件接触面（摩擦面）的处理方法及质量直接影响抗滑移系数的取值乃至整个连接的承载力，故必须按设计要求处理被连接构件的接触面。通常可以采用喷砂、机动钢丝刷及手工除锈等方法进行处理。磨擦面应平整，周边及孔边不得有毛刺，应保证两构件接触面紧密贴合。

为保证摩擦面的抗滑移系数不低于设计值，对加工好的摩擦面应妥善保护以防沾污。摩擦面抗滑移系数的试验方法可参照(cānzhào)《钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规范》的规定。抗滑移系数的试验最低值不得小于设计值。9共十七页§6-2钢结构的安装6-2.1组装与拼装组装前应认真制订组装工艺，各部件应经检查合格，连接的接触面及沿焊缝两侧30～50mm范围(fànwéi)内的铁锈、毛刺、污垢等均需清除干净。组织工作需以设计图为依据，严格按工艺要求实施。

构件组装应在合适的工作平台及装配胎模上进行，工作平台及胎模应测平，并加以固定，使构件重心线在同一水平面上，其误差不得大于3mm；应按施工图严格控制几何尺寸，结构的工作线与杆件的重心线应交汇于节点中心，两者误差不得大于3mm；各杆件重心轴线交点的偏差不得大于4mm；防止弯扭，拼装时表面中心线的偏差不得大于3mm；构件之间连接孔中心线位置的误差不得大于2mm；10共十七页

组装焊接构件时，构件的几何尺寸应依据焊接收缩变形情况，在放组装大样或制作组装胎模时预放收缩余量；对有起拱要求的构件，组装前按规定的起拱量做好起拱，起拱偏差应不大于构件长度的1/1000且不大于6mm；杆件搭接和对接时错缝或错位不得大于0.5mm；构件的定位焊（临时点焊）位置应在正式焊缝部位内，因构件的定位焊是正式焊缝的一部分，因此定位焊不允许存在最终熔入正式焊缝的缺陷，定位焊采用的焊接材料型号应与正式焊接用的相同，且不得将钢材(gāngcái)烧穿。拼装时，有衬垫的接口，衬垫应与母材密贴，无衬垫的接口，应按设计要求留出接口间隙，以保证焊透。6-2.2焊接由于轻钢构件的壁厚较薄、宽厚比较大，焊接时宜烧伤母材，产生咬边、烧穿等缺陷，易发生焊接变形，使构件弯曲或扭曲；11共十七页焊接轻型钢结构构件时须严格控制输热量，正确使用焊接夹具，采用正确的焊接程序，选用合适的焊接设备，以保证焊缝质量。轻型钢结构的焊接应符合下述要求：焊接前应熟悉轻型钢结构的特点和焊接工艺所规定的焊接方法、焊接程序和技术措施，根据试验确定具体(jùtǐ)焊接参数，保证焊接质量。焊接前应把焊接部位的铁锈、污垢、积水等清除干净，焊条、焊剂应进行烘干处理，低氢型焊条宜在400℃左右的温度下恒温2小时，然后转于100℃～150℃的温度下保存，酸性焊条可在150℃～250℃的烘箱内恒温1～2小时，带到施工现场的焊条，应装在焊条烘筒内，随时取用，以免焊条受潮和遭污染；

构件在焊接前应采取减少焊接变形的措施。12共十七页

型钢(xínggāng)对接焊接或沿截面围焊时，不得在同一位置起弧、灭弧，而应盖过起弧处一段距离后方能灭弧，不得在母材的非焊接部位和焊缝端部起弧或灭弧，即应设引弧板；焊接完毕，应清除焊接表面的熔渣及两侧飞溅物，并检查焊缝外观质量。对接焊缝施焊时，应据具体情况采用适宜的焊接措施（如预留空隙、垫衬板单面焊及双面焊等）以保证焊透。电阻点焊的接头热影响区较小，焊接变形很小甚至不变形。电阻点焊的各项工艺参数（如通电时间、电流、电极压力等）的选择应保证焊点抗剪强度试验合格，在施焊过程中，各项参数均应保持相对稳定，焊接接触面应紧密贴合。一般若设备条件许可，宜采用大电流、大压力、短时间的配套参数，以获得高效优质的焊点。13共十七页6-2.3安装结构构件(gòujiàn)堆放场地应平整，无水坑、无水层。

桁架类构件宜垂直放置，可以防止构件扭曲变形；平放、叠放的构件应按规定设置垫块，以使构件不与地面接触，避免构件变形和损坏。结构安装前应对构件的质量进行检查，构件的变形、缺陷超出允许偏差时应进行处理，符合施工图和相应规范要求后方可安装。冷弯薄壁型钢结构构件应在涂层干燥后进行包装，包装应保护构件涂层不受损失，且应保证构件在运输、装卸、堆放过程中不变形、不损伤、不散失。安装时应根据场地和起重设备条件，最大限度地将扩大单元在地面完成，根据计算选择好吊点。14共十七页

吊装时应采取适当措施，防止产生永久性变形，并应垫好绳扣与构件的接触部位，对于刚度小，腹板宽厚比较大的构件，应采取防止构件扭曲和损坏的措施。不得利用已安装就位的构件起吊其他重物，不得在主要受力部位加焊其他物件；在安装过程中，在结构尚未形成稳定体系前，应采取临时支撑措施，临时支撑应有必要的强度和刚度。安装檩条(lǐntiáo)和墙梁时，应采取措施保证拉条拉紧和檩条(lǐntiáo)的位置正确，但不应将檩条和墙梁拉弯；安装压型钢板屋面时，应采取有效措施将施工荷载分布至较大面积上，防止因施工集中荷载造成构件局部压屈。当喷涂防火涂料时，应符合现行国家标准《钢结构防火涂料通用技术条件》GB14907的规定。15共十七页轻型钢结构制作和安装质量除应符合以上(yǐshàng)规定外，尚应符合现行国家标准《