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模块5 钢结构工程施工
CONTENT
钢结构加工机具的使用
钢结构的制作工艺
钢结构连接施工工艺
钢结构涂装施工
01
02
03
04
知识目标
●了解钢结构测量、划线、切割、切削等所使用的常用机具。
●掌握钢结构放样、号料、切割、矫正、成型、边缘加工、制孔、组装、表面处理及构件成品验收的要求和方法。
●掌握焊接方法选择要求、焊接工艺，掌握高强度螺栓连接安装工艺。
●熟悉钢材表面除锈等级与除锈方法，钢结构防腐涂料的类型和防腐涂装方法，厚涂型与薄涂型防火涂料的涂装工艺。
PART 02
钢结构的制作工艺
5.2.1 放样和号料
1.放样工作的内容
放样工作的内容包括：核对图纸的安装尺寸和孔距；以1∶1的大样放出节点；核对各部分的尺寸；制作样板和样杆，作为下料、弯制、铣、刨、制孔等加工的依据。
放样时以1∶1的比例在放样台上利用几何作图方法弹出大样，放样经检查无误后，用铁皮或塑料板制作样板，用木杆、钢皮或扁铁制作样杆。样板、样杆上应注明工号、图号，零件号、数量及加工边、坡口部位、弯折线和弯折方向、孔径和滚圆半径等。然后用样板、样杆进行号料，如图5-15所示。样板、样杆应妥善保存，直至工程结束。
5.2.1 放样和号料
5.2.1 放样和号料
2.号料工作的内容
号料工作的内容包括检查核对材料，在材料上划出切割、铣、刨、弯曲、钻孔等加工位置，打冲孔，标出零件编号等。
钢材如有较大弯曲等问题，应先矫正，根据配料表和样板进行套裁，尽可能节约材料。当工艺有规定时，应按规定的方向进行取料。号料应有利于切割和保证零件质量。
5.2.1 放样和号料
3.放样、号料用工具及设备
放样、号料用工具及设备有划针、冲子、手锤、粉线、弯尺、直尺、大钢卷尺、剪子、小型剪板机、折弯机。
用作计量长度的钢卷尺必须经授权的计量单位计量，且附有偏差卡片，使用时按偏差卡片的记录数值核对其误差数。
结构制作、安装、验收及土建施工用的量具必须用同一标准进行鉴定，且应具有相同的精度要求。
5.2.1 放样和号料
4.放样、号料应注意的问题
（1）放样时，铣、刨的工作要考虑加工余量，焊接构件要按工艺要求放出焊接收缩量，高层钢结构的框架柱应预留弹性压缩量。
（2）号料时要根据切割方法留出适当的切割余量。
（3）如果图纸要求桁架起拱，放样时上、下弦应同时起拱，起拱后垂直杆的方向仍然垂直于水平线，而不与下弧杆垂直。
（4）放样、号料的允许偏差满足要求。
5.2.2 切割
1.气割
气割是以氧气与燃料燃烧时产生的高温来熔化钢材，并借喷射压力将溶渣吹去，造成割缝，达到切割金属的目的。但熔点高于火焰温度或难以氧化的材料则不宜采用气割。氧与各种燃料燃烧时的火焰温度为2 000 ℃～3 200 ℃。气割能切割各种厚度的钢材，设备灵活、经济、切割精度高，是目前广泛使用的切割方法。气割按切割设备可分为手工气割、半自动气割、仿形气割、多头气割、数控气割和光电跟踪气割。
5.2.2 切割
$350.00
From 20XX
手工气割的操作要点如下：
（1）点燃割炬，随即调整火焰。
（2）开始切割时，打开切割氧阀门，观察切割氧流线的形状，若为笔直而清晰的圆柱体，并有适当的长度，即可正常切割。
（3）若发现嘴头产生鸣爆并发生回火现象，则可能是因为嘴头过热或堵住，或乙炔供应不及时，须马上处理。
（4）临近终点时，嘴头应向前进的反方向倾斜，以利于将钢板的下部提前割透，使收尾时割缝整齐。
（5）当切割结束时，应先迅速关闭切割氧气阀门并将割炬抬起，然后再关闭乙炔阀门，最后关闭预热氧阀门。
5.2.2 切割
2.机械剪切
带锯机床
砂轮锯
无齿锯
剪板机、型钢冲剪机
5.2.2 切割
3.等离子切割
等离子切割适用于不锈钢、铝、铜及其合金等，在一些尖端技术上应用广泛，具有切割温度高、冲刷力大、切割边质量好、变形小、可以切割任何高熔点金属等特点。
5.2.3 矫正和成型
1.矫正
在钢结构制作过程中，原材料变形、切割变形、焊接变形、运输变形等经常影响构件的制作及安装。矫正就是造成新的变形以抵消已经发生的变形。型钢的矫正分机械矫正、手工矫正和火焰矫正等。
机械矫正是在矫正机上进行的，使用时要根据矫正机的技术性能和实际使用情况进行选择。手工矫正多数用在小规格的各种型钢上，依靠锤击力进行矫正。火焰矫正是在构件局部用火焰加热，利用金属冷却时产生的冷缩应力来矫正变形。
5.2.3 矫正和成型
对型钢进行矫正前首先要确定弯曲点的位置，这是矫正工作不可缺少的步骤。目测法是现在常用的找弯方法。确定型钢的弯曲点时，应注意型钢自重下沉产生的弯曲会影响准确性，因此对于较长的型钢，要将其放在水平面上，用拉线法测量。型钢矫正后的允许偏差见表5-1。
5.2.3 矫正和成型
2.弯曲成型
（1）钢板卷曲。钢板卷曲通过旋转辊轴对板料进行连续三点弯曲。当制作曲率半径较大时，可在常温状态下卷曲；当制作曲率半径较小或钢板较厚时，需先对钢板进行加热。钢板卷曲按其卷曲类型可分为单曲率卷制和双曲率卷制。单曲率卷制包括对圆柱面、圆锥面和任意柱面的卷制（见图5-17），操作简便，较常用；双曲率卷制可实现球面、双曲面的卷制，制作工艺较复杂。钢板卷曲工艺包括预弯、对中和卷曲3个过程。
（2）型材弯曲。型材弯曲包括型钢的弯曲和钢管的弯曲。
5.2.3 矫正和成型
5.2.4 边缘加工
在钢结构制造中，经过剪切或气割过的钢板边缘，其内部结构会发生硬化和变态。为了保证桥梁或重型吊车梁等重型构件的质量，需要对边缘进行加工，其刨切量应不小于2 mm。此外，为了保证焊缝质量，考虑到装配的准确性，要将钢板边缘刨成或铲成坡口，往往还要将边缘刨直或铣平。
5.2.4 边缘加工
一般需要进行边缘加工的部位包括吊车梁翼缘板、支座支撑面等具有工艺性要求的加工面，设计图纸中有技术要求的焊接坡口；尺寸精度要求严格的加劲板、隔板、腹板及有孔眼的节点板等。
常用的边缘加工方法有铲边、刨边、铣边、切割等。对加工质量要求不高并且工作量不大的采用铲边，铲边有手工铲边和机械铲边。刨边使用的是刨边机，用刨刀切削板材的边缘。铣边比刨边工效高、能耗少、质量优。切割有碳弧气刨，半自动与自动气割机、坡口机切割等方法。
5.2.5 制孔
1.制孔的质量
（1）精制螺栓孔。
（2）普通螺栓孔。
（3）孔距。
5.2.5 制孔
2.制孔的方法
制孔通常有钻孔和冲孔两种方法。钻孔是钢结构制作中普遍采用的方法。冲孔是冲孔设备靠冲裁力产生的孔，孔壁质量最差，在钢结构制作中已较少采用。
钻孔有人工钻孔和机床钻孔。前者多用于钻直径较小、料较薄的孔；后者施钻方便快捷，精度高；钻孔前先选钻头，然后根据钻孔的位置和尺寸情况选择相应的钻孔设备。
除了钻孔之外，还有扩孔、锪孔、铰孔等。扩孔是将已有孔眼扩大到需要的直径，锪孔是在已钻好的孔上表面加工出一定形状的孔，铰孔是对已经粗加工的孔进行精加工以提高孔的光洁度和精度。
5.2.6 组装
1.一般要求
（1）钢构件组装应在平台上进行，平台应测平。用于装配的组装架及胎模要牢固地固定在平台上。
（2）组装工作开始前要编制组装顺序表，组拼时严格按照顺序表所规定的顺序进行。
（3）组装时，要根据零件加工编号严格检验核对零件的材质、外形尺寸，毛刺飞边要清除干净；对称零件要注意方向，避免错装。
5.2.6 组装
（4）对于尺寸较大、形状较复杂的构件，应先分成几个部分组装成简单组件，然后逐渐拼成整个构件，并注意先组装内部组件，然后组装外部组件。
（5）组装好的构件或结构单元应按图纸的规定编号，并标注构件的质量、重心位置、定位中心线、标高基准线等。构件编号位置要在明显易查处，大构件要在三个面上都编号。
5.2.6 组装
2.焊接连接的构件组装
（1）根据图纸尺寸在平台上画出构件的位置线，焊上组装架及胎模夹具。组装架距平台面不小于50 mm，并用法兰、左（右）螺旋丝杠或梯形螺纹作为夹紧调整零件的工具。
（2）每个构件的主要零件位置调整好并检查合格后，将全部零件组装上并进行点焊，使之定形。在零件定位前，要留出焊缝收缩量及变形量。高层建筑钢结构的柱子两端除增加焊接收缩量的长度之外，还必须增加构件安装后荷载压缩变形量，并留好构件端头和支承点铣平的加工余量。
5.2.6 组装
（3）为了减小焊接变形，应该选择合理的焊接方法，如对称法、分段逆向焊接法、跳焊法等。在保证焊缝质量的前提下，采用合适的电流快速施焊，以缩小热影响区和温度差，减小焊接变形和焊接应力。
5.2.7 表面处理
1.高强度螺栓摩擦面的处理
采用高强度螺栓连接时，应对构件摩擦面进行加工处理。摩擦面处理后的抗滑移系数必须符合设计文件的要求。
摩擦面的处理方法一般有喷砂、酸洗、砂轮打磨等几种，其中经喷砂处理过的摩擦面的抗滑移系数较大，离散率较小。处理好的摩擦面严禁有飞边、毛刺、焊疤和污损等，不得涂油漆，在运输过程中防止摩擦面损伤。
构件出厂前应按批检验试件的抗滑移系数，试件的处理方法与构件相同，检验的最小数值应符合设计要求，并附三组试件供安装时复验抗滑移系数。
5.2.7 表面处理
钢结构构件在加工验收合格后应进行防腐涂装，但焊缝连接处、高强度螺栓摩擦面处不能做防腐涂装，它们应在现场安装完后，再补刷防腐涂料。
2.构件成品的防腐涂装
5.2.8 构件成品验收
钢结构构件制作完成后，应根据《钢结构工程施工质量验收标准》（GB 50205—2020）及其他相关规范、规程的规定进行成品验收。钢结构构件的加工制作与质量验收可按相应的钢结构制作工程或钢结构安装工程检验批的划分原则，划分为一个或若干个检验批进行。
5.2.8 构件成品验收
构件出厂时，应提交产品质量证明（构件合格证）和下列技术文件：
（1）钢结构施工详图、设计更改文件、制作过程中的技术协商文件。
（2）钢材、焊接材料及高强度螺栓的质量证明书及必要的实验报告。
（3）钢零件及钢部件加工质量检验记录。
（4）高强度螺栓连接质量检验记录，包括构件摩擦面处抗滑移系数的试验报告。
（5）焊接质量检验记录。
（6）构件组装质量检验记录。

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