钢结构构件制作与预拼装课件

钢结构构件制作与预拼装钢结构构件制作与预拼装主要内容：主要内容：主要内容：主要内容：熟悉钢结构制作过程；熟悉钢结构构件放样熟悉钢结构制作过程；熟悉钢结构构件放样下料过程；下料过程；掌握钢结构矫正成型以及边缘加工过程；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。熟悉钢结构构件预拼装施工过程。学习目标学习目标学习目标学习目标：通通过过理理论论教教学学，熟熟悉悉钢钢结结构构构构件件放放样样和和下下料料的的基基本本内内容容；掌掌握握钢钢结结构构构构件件矫矫正正成成型型和和钢钢结结构构构构件件边边缘缘加加工工过过程程，熟熟悉悉钢钢结结构构构构件件预预拼拼装装施施工过程。工过程。钢结构的制作钢结构的制作钢结构制作的特点钢结构制作的特点钢结构制作的特点钢结构制作的特点:件优、标准严、精度好、效件优、标准严、精度好、效率高。率高。钢结构制作的依据钢结构制作的依据:设计图和国家规范设计图和国家规范。钢材的准备钢材的准备钢材材质的检验钢材材质的检验 ：结构用钢的力学性能中屈服点、抗拉强度、：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的要求 。钢材外形的检验钢材外形的检验 ：对于钢板、型钢、圆钢、钢管，其外形尺：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。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，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。并应符合国家有关标准。堆放：堆放：检验合格的钢材应按品种、牌号、规格分类堆放，其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。和钢材永久变形。放样和下料放样和下料加工余量加工余量:(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45mm。(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，每条焊缝为：0.030.75mm；加强肋的焊缝引起的构件纵向收缩，每肋每条焊缝为0.25mm。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覆盖和过样覆盖和过样 项 目容许偏差样 板长 度0 0.5宽 度5.00.5两对角线长度差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 样板、样杆制作尺寸的允许偏差样板、样杆制作尺寸的允许偏差 (单位：单位：mm)切割切割一般规定一般规定 切割切割加工余量锯切剪切手工切割半自动切割精密切割切割缝1453423刨 边23233411铣 平3423452323各种切削方法分类比较各种切削方法分类比较 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 切割面平面度示意图切割面平面度示意图 切割面割纹深度示意图切割面割纹深度示意图 机械剪切面的边缘缺棱示意图机械剪切面的边缘缺棱示意图 剪切面的垂直度示意剪切面的垂直度示意 剪切下料剪切下料(1)在斜口剪床上剪切在斜口剪床上剪切(2)在龙门剪床上剪切在龙门剪床上剪切(3)在圆盘管剪切机上剪切在圆盘管剪切机上剪切(4)剪切对钢材质量的影响剪切对钢材质量的影响 斜口剪床上、下刀片之间的间隙 (单位：mm)钢板厚度561415303040刀片间隙0.080.090.10.30.40.50.50.6冲裁下料冲裁下料 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 两种不同圆盘剪切的装置 气割下料气割下料(1)气割条件气割条件(2)手工气割操作要点手工气割操作要点 1)气割前的准备气割前的准备 2)气割操作气割操作(a)预热 (b)上提 (c)吹渣 (d)切割图 手工气割矫正和成型矫正和成型1.型钢机械矫正型钢机械矫正(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 手动机械矫直型钢(a)(b)2.型钢半自动机械矫正型钢半自动机械矫正 扳弯器矫正型钢扳弯器矫正型钢 手扳压力机械矫正型钢手扳压力机械矫正型钢 千斤顶矫正型钢千斤顶矫正型钢 3.型钢手工矫正型钢手工矫正(a)大小面上下弯曲的矫正；(b)大小面侧向弯曲矫正千斤顶矫正槽钢(a)大于90的矫正 (b)小于90的矫正手工矫正角钢角度变形4.型钢火焰矫正法型钢火焰矫正法 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边缘加工和制孔边缘加工和制孔边缘加工边缘加工 边边缘缘加加工工方方法法有有：采采用用刨刨边边机机(或或刨刨床床)刨刨边边、端端面面铣铣床床铣铣边边、电电弧弧气气刨刨刨刨边边、型型钢钢切切割割机机切切边边、半半自自动动机机自自动动气气割割机机切切边边、等等离离子子弧弧纠纠割割边边、砂砂轮轮机机磨磨边边以以及及风风铲铲铲铲边边等等焊焊接接坡坡口口加加工工形形式式和和尺尺寸寸应应根根据据图图样样和和构件的焊接工艺进行。构件的焊接工艺进行。除除机机械械加加工工方方法法外外，对对要要求求不不高高的的坡坡口口亦亦可可采采用用气气割割或或等等离离子子弧弧切切割割方方法法。用用自自动动或或半半自自动动气气割割机机切切割割。对对于于允允许许以以碳碳弧弧气气刨刨方方法法加加工工焊焊接接坡坡口口或或焊焊缝缝背背面面清清根根时时，在在保保证证气气刨刨槽槽平平直直深深度度均均匀匀的的前前提提下下可可采采用用半半自动碳弧气刨。自动碳弧气刨。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构件厚度边缘加工的允许偏差边缘加工的允许偏差 (单位：单位：mm)制孔制孔1.钻孔钻孔 2.冲孔冲孔3.扩孔扩孔4.锪孔锪孔5.制孔精度制孔精度6.孔距要求孔距要求螺栓孔距范围5005011200120130003000同一组内任意两孔间距离1.01.5相邻两组的端孔间距离1.52.02.53.0钢构件预拼装钢构件预拼装钢构件预拼装钢构件预拼装1.预拼装要求预拼装要求 2.预拼装方法预拼装方法 (1)平装法平装法 (2)立拼拼装法立拼拼装法 (3)利用模具拼装法利用模具拼装法 n一、组装内容n钢结构构件的组装是遵照施工图的要求，把已加工完成的各零件或半成品构件，用装配的手段组合成为独立的成品，这种装配的方法通常称为组装。组装根据装构件的特性及组装程度，可分为部件组装、组装、预总装。n（1）部件组装是装配的最小单元的组合，它由两个或两个以上零件按施工图的要求装配成为半成品的结构部件。n（2）组装是把零件或半成品按施工图的要求装配成为独立的成品构件。n（3）预总装是根据施工总图把相关的两个以上成品构件，在工厂制作场地上，按其各构件空间位置总装起来。其目的是直观地反映出各构件装配节点，保证构件安装质量。目前已广泛使用在采用高强度螺栓连接的钢结构构件制造中。二、组装要求n1、组装前，工作人员必须熟悉构件施工图及有关的技术要求，并根据施工图要求复核其需组装零件质量。n2、由于原材料的尺寸不够，或技术要求需拼接的零件，一般必须在组装前拼接完成。n3、在采用胎模装配时必须遵循下列规定：（1）选择的场地必须平整，并具有足够的强度。（2）布置装配胎模时必须根据其钢结构构件特点考虑预放焊接收缩量及其它各种加工余量。（3）组装出首批构件后，必须由质量检查部门进行全面检查，经检查合格后，方可进行继续组装。（4）构件在组装过程中必须严格按照工艺规定装配，当有隐蔽焊缝时，必须先行施焊，并经检验合格后方可覆盖。当有复杂装配部件不易施焊时，亦可采用边装配边施焊的方法来完成其装配工作。（5）为了减少变形和装配顺序，可采取先组装成部件，然后组装成构件的方法。n4、钢结构构件组装方法的选择，必须根据构件的结构特性和技术要求，结合制造厂的加工能力、机械设备等情况，选择能有效控制组装的质量、生产效率高的方法进行。n5、高层建筑钢结构和框架钢结构构件必须在工厂进行预拼装。三、组装用典型胎膜n1、H型钢结构组装水平胎膜n组成：下部工字钢组成横梁平台；侧向翼板定位靠板；翼缘板搁置牛腿；纵向腹板定位工字梁；翼缘板夹紧工具。n工作原理：利用翼缘板与腹板本身重力，使各零件分别放置在其工作位置上，然后用夹具夹紧一块翼缘板作为定位基准面，从另一个方向增加一个水平推力至翼缘板和腹板三板紧密接触，最后用电焊定位三板翼缘点牢，H型钢结构即组装完成。n2、H型钢结构竖向组装胎膜n组成：工字钢平台横梁；胎膜角钢立柱；腹板定位靠模；上翼缘板定位限位；顶紧用千斤顶。n工作原理：利用各定位限值使H型钢结构翼缘板、腹板初步到位，然后用千斤顶产生向上顶力使翼缘板和腹板顶紧，最后用电焊定位组装H型钢结构组焊一体机四、典型结构组装n（1）焊接H型钢施工工艺工艺流程下料拼装焊接校正二次下料制孔装焊其它零件校正打磨n（2）组装方法实腹式H结构组装，用水平组装。组立机n由于受运输、吊装等条件的限制，有时构件要分成两段或若干段出厂，为了保证安装的顺利进行，应根据构件或结构的复杂程序和设计要求，在出厂前进行预拼装；除管结构为立体预拼装，并可设卡、夹具外，其他结构一般均为平面拼装，且构件应处于自由状态，不得强行固定。预拼装的允许偏差应符合表8-12的规定。预拼装要求预拼装要求n1）预拼装数按设计要求和技术文件规定。2）预拼装组合部位的选择原则：尽可能选用主要受力框架、节点连接结构复杂，构件允差接近极限且有代表性的组合构件。3）预拼装应在坚实、稳固的平台式胎架上进行。其支承点水平度：A3001000m2允差2mmA10005000m2允差3mmn（1）预拼装中所有构件应按施工图控制尺寸，各杆件的重心线应交汇于节点中心，并完全处于自由状态，不允许有外力强制固定。单构件支承点不论柱、粱、支撑，应不少于两个支承点。（2）预拼装构件控制基准，中心线应明确标示，并与平台基线和地面基线相对一致。控制基准应按设计要求基准一致，如需变换预拼装基准位置，应得到工艺设计认可。（3）所有需进行预拼装的构件，制作完毕必须经专检员验收并符合质量标准的单构件。相同单构件，宜能互换，而不影响整体几何尺寸。n（4）在胎架上预拼全过程中，不得对构件动用火焰或机械等方式进行修正、切割，或使用重物压载、冲撞、锤击。（5）大型框架露天预拼装的检测时间，建议在日出前，日落后定时进行。所使用卷尺精度，应与安装单位相一致。n4）高强度螺栓连接件预拼装时，可采用冲钉定位和临时螺栓紧固。试装螺栓在一组孔内不得少于螺栓孔的30%，且不少于2只。冲钉数不得多于临时螺栓的1/3。5）预装后应用试孔器检查，当用比孔公称直径小1.0mm的试孔器检查时，每组孔的通过率不小于85%；当用比螺栓公称直径大0.3mm的试孔器检查时，通过率为100%，试孔器必须垂直自由穿落。n在施工过程中，错孔的现象时有发生，如错孔在3.0mm以内时，一般都用绞刀铣或锉刀锉孔，其孔径扩大不超过原孔径的1.2倍；如错孔超过3.0mm，一般用焊条焊补堵孔或更换零件，不得采用钢块填塞。n预拼装检查合格后，对上、下定位中心线、标高基准线、交线中心点等应标注清楚、准确；对管结构、工地焊接连接处，除应标注上述标记外，还应焊接一定数量的卡具、角钢或钢板定位器等，以便按预拼装结果进行安装。北京电视台桁架整体预拼装现场图预拼装施工预拼装施工1.修孔修孔2.工字钢梁、槽钢梁拼装工字钢梁、槽钢梁拼装 3.箱形梁拼装箱形梁拼装 4.钢柱拼装钢柱拼装 5.钢屋架拼装钢屋架拼装 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压紧工具钢柱的拼装(a)平拼拼装点；(b)立拼拼装法 1拼接点；2枕木钢柱拼装示意图 1定位角钢；2柱底板；3柱身；4水平垫基 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6.梁的拼接梁的拼接 7.框架横梁与柱的连接框架横梁与柱的连接框架角的螺栓连接(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)梁柱的角中线连接框架顶的工地拼装(a)焊接连接；(b)螺栓连接构件类型项 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/2000 0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各层间框架两对角线之差H/2000，且应不大于5.0任意两对角线之差H/2000，且应不大于8.0