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第7章鋼結(jié)構(gòu)工程
7.1結(jié)構(gòu)鋼用鋼材鋼材的品種繁多,性能各異,但在鋼結(jié)構(gòu)中采用的鋼材按其化學(xué)元素組成,主要有碳素結(jié)構(gòu)鋼(分為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼)、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼、耐候鋼(分為高耐候結(jié)構(gòu)鋼和焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼)、其他鋼材(橋梁用結(jié)構(gòu)鋼、耐火鋼、鑄鋼、不銹鋼及高強(qiáng)度鋼等)等7.1.1結(jié)構(gòu)鋼材的品種1.鋼板、鋼帶鋼板和鋼帶的主要區(qū)別在于鋼板是平板狀矩形的鋼材,而鋼帶是指成卷交貨的鋼材。鋼板按軋制方法可以分為冷軋鋼板和熱軋鋼板,在建筑鋼結(jié)構(gòu)中主要用熱軋鋼板。根據(jù)厚度、長度與寬度的變化,鋼板分為薄板、厚板、特厚板和扁鋼等。薄板主要用來制造冷彎薄壁型鋼;厚板用做梁、柱、實(shí)腹式框架等構(gòu)件的腹板和翼緣,以及桁架中心節(jié)點(diǎn)板;特厚板用于鋼結(jié)構(gòu)高層建筑箱形柱等;扁鋼可作為組合梁的翼緣板、各種構(gòu)件的連接板等。2.普通型材(1)工字鋼有普通熱軋工字鋼和輕型工字鋼兩種。翼緣內(nèi)表面有著1:6傾斜度,使翼緣外薄而內(nèi)厚,就造成工字鋼在兩個(gè)主平面內(nèi)的截面特性相差極大。不宜單獨(dú)用做軸心受壓構(gòu)件或承受斜彎曲和雙向彎曲的構(gòu)件,在應(yīng)用中難以發(fā)揮鋼材的強(qiáng)度特性,已逐漸被H型鋼所淘汰。(2)槽鋼有普通熱軋槽鋼和輕型槽鋼兩種,其伸出肢較大,可用于屋蓋檁條,承受斜彎曲或雙向彎曲。另外槽鋼翼緣內(nèi)表面斜度1∶10比工字鋼平緩,安裝螺栓較容易,但其腹板較厚,使槽鋼組成的構(gòu)件用鋼量較大。相比而言,型號(hào)相同的輕型槽鋼比普通槽鋼的翼緣寬而薄,腹板厚度更小,截面特性更好。(3)角鋼是傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用非常廣泛的型材,有等邊角鋼和不等邊角鋼兩大類,可以組成獨(dú)立的受力構(gòu)件,或作為受力構(gòu)件之間的連接零件。3.H型鋼H型鋼有熱軋H型鋼和焊接H型鋼兩種。H型鋼與工字鋼相比,其翼緣寬,兩個(gè)主軸方向的慣性矩接近,抗彎、抗扭、抗壓、抗震能力強(qiáng);翼緣內(nèi)表面沒有斜度,上下表面平行,便于機(jī)械加工、結(jié)構(gòu)連接和安裝。H型鋼的截面特性要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的普通型鋼,受力更加合理,故已廣泛用于鋼結(jié)構(gòu)高層建筑建筑中。4.冷彎型鋼是由薄鋼板或鋼帶經(jīng)冷軋(彎)或壓模而成,其截面型式有等邊角鋼、卷邊等邊角鋼、Z型鋼、卷邊Z型鋼、槽鋼、卷邊槽鋼等開口截面以及方形和矩形閉口截面等,如圖7-1所示。(a)方鋼管(b)焊接薄壁鋼管 (c)槽鋼 (d)卷邊槽鋼(e)卷邊Z型鋼(f)卷邊等肢角鋼圖7-1 冷彎薄壁型鋼7.1.2鋼材的選用鋼材的選用原則是既能使結(jié)構(gòu)安全可靠和滿足要求,又要最大可能節(jié)約鋼材和降低造價(jià),不同的使用條件應(yīng)有不同的質(zhì)量要求。一般應(yīng)考慮:結(jié)構(gòu)的重要性、荷載情況、連接方法、結(jié)構(gòu)所處的溫度和工作環(huán)境等幾方面的情況。7.1.4鋼材的代用1.代用鋼材的化學(xué)成分和機(jī)械性能與原設(shè)計(jì)應(yīng)一致。2.鋼材性能雖然滿足設(shè)計(jì)要求,但鋼號(hào)的質(zhì)量優(yōu)于設(shè)計(jì)提出的要求時(shí),應(yīng)注意節(jié)約。3.如鋼材性能滿足設(shè)計(jì)要求,而鋼號(hào)質(zhì)量低于設(shè)計(jì)要求時(shí),一般不允許代用。如結(jié)構(gòu)性質(zhì)和使用條件允許,在材質(zhì)相差不大的情況下,經(jīng)設(shè)計(jì)單位同意亦可代用。4.鋼材的鋼號(hào)和性能都與設(shè)計(jì)的要求不符時(shí),如Q235鋼代Q345鋼,首先應(yīng)根據(jù)上述1和2的規(guī)定檢查是否合理,然后按鋼材的設(shè)計(jì)強(qiáng)度重新計(jì)算,根據(jù)計(jì)算結(jié)果改變結(jié)構(gòu)的截面,焊縫尺寸和節(jié)點(diǎn)構(gòu)造。5.對(duì)于成批混合的鋼材,如用于主要承重結(jié)構(gòu)時(shí),必須逐根按現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)對(duì)其化學(xué)成分和機(jī)械性能分別進(jìn)行試驗(yàn),如檢驗(yàn)不符合要求時(shí),可根據(jù)實(shí)際情況用于非承重結(jié)構(gòu)構(gòu)件。6.采用進(jìn)口鋼材時(shí),應(yīng)驗(yàn)證其化學(xué)成分和機(jī)械性能是否滿足相應(yīng)鋼號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)。7.當(dāng)采用代用鋼材而引起構(gòu)件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和剛度變化較大,并產(chǎn)生較大的偏心影響時(shí),要重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。8.鋼材的規(guī)格尺寸與設(shè)計(jì)要求不同時(shí),不能隨意以大代小,須經(jīng)計(jì)算后才能代用。
7.1.5鋼材的驗(yàn)收1.鋼材的數(shù)量和品種是否與訂貨單符合。2.鋼材的質(zhì)量保證書是否與鋼材上打印的記號(hào)符合。以上驗(yàn)收檢查的數(shù)量為全數(shù)檢查;檢驗(yàn)的方法是檢查質(zhì)量合格證明文件及檢驗(yàn)報(bào)告等。3.檢驗(yàn)鋼材的表面質(zhì)量,其表面不得有結(jié)疤、裂紋、折疊和分層等缺陷,其深度不得大于該鋼材厚度負(fù)允許偏差值的1/2。本項(xiàng)檢查驗(yàn)收的數(shù)量為全數(shù)檢查;檢驗(yàn)方法是觀察檢查。4.根據(jù)國標(biāo)中的有關(guān)規(guī)定核對(duì)鋼材的規(guī)格尺寸以及各類鋼材外形尺寸的允許偏差。本項(xiàng)檢查驗(yàn)收的數(shù)量為每一品種、規(guī)格的鋼材或型鋼抽查5處;檢驗(yàn)的方法是用鋼尺或游標(biāo)卡尺量測(cè)。5.屬于下列情況之一的鋼材,鋼材必須具備材質(zhì)質(zhì)量保證書和試驗(yàn)報(bào)告。同時(shí)應(yīng)進(jìn)行抽樣復(fù)驗(yàn),復(fù)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)符合現(xiàn)行國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)要求。(1)國外進(jìn)口鋼材。(2)鋼材混批。(3)鋼材質(zhì)量保證書的項(xiàng)目少于設(shè)計(jì)要求(應(yīng)提供缺少項(xiàng)目的試驗(yàn)報(bào)告)。(4)板厚大于40mm且設(shè)計(jì)有幾項(xiàng)性能要求的厚板。(5)設(shè)計(jì)有復(fù)驗(yàn)要求的鋼材。(6)對(duì)質(zhì)量有疑義的鋼材。7.2鋼結(jié)構(gòu)的連接技術(shù)7.2.1焊接連接的方法、原理及操作工藝1.手工電弧焊其設(shè)備簡(jiǎn)單,操作靈活方便,適用于各種位置的焊接;但生產(chǎn)效率較差,質(zhì)量較低。在鋼結(jié)構(gòu)高層建筑的制造過程中一般用作焊縫打底;在現(xiàn)場(chǎng)焊接中,是廣泛采用的一種焊接技術(shù)。(1)原理圖7-5是手工電弧焊的原理示意圖。它是由焊條、焊鉗、焊件、電焊機(jī)和導(dǎo)線等組成電路。通過引弧后,在涂有焊藥的焊條端和焊件間的間隙產(chǎn)生電弧,使焊條熔化,熔滴滴入被電弧吹成的焊件熔池中,同時(shí)焊藥燃燒,在熔池周圍形成保護(hù)氣體,稍冷后在焊縫熔化的金屬表面又形成熔渣,隔絕熔池中的液體金屬和空氣中的氧、氮等氣體的接觸,避免形成脆性易裂的化合物。焊縫金屬冷卻后就與焊件熔成一體。圖7-5手工電弧焊原理7.2.2高強(qiáng)度螺栓連接技術(shù)高強(qiáng)螺栓連接是目前鋼結(jié)構(gòu)建筑最先進(jìn)的連接方法之一。其特點(diǎn)是施工方便,可拆可換,傳力均勻,沒有鉚釘傳力的應(yīng)力集中高,接頭剛性好,承載能力大,疲勞強(qiáng)度高,螺母不易松動(dòng),結(jié)構(gòu)安全可靠。1.高強(qiáng)度螺栓連接的方法
(a)摩擦型連接(b)承壓型連接圖7-13高強(qiáng)螺栓的連接方法(1)摩擦型連接該連接是擰緊螺母后,螺栓桿產(chǎn)生強(qiáng)大拉力,把接頭處各層鋼板壓得很緊,以巨大的抗滑移力來傳遞內(nèi)力,連接件之間產(chǎn)生相對(duì)滑移作為承載能力極限狀態(tài)。摩擦力的大小是根據(jù)鋼板表面的粗糙程度(與摩擦面處理的方法有關(guān))和螺栓桿對(duì)鋼板施加壓力的大小來決定。摩擦型連接螺栓形式有六角頭型和扭剪型兩種,兩者的連接性能和本身的力學(xué)性能都是相同的,都是以扭矩的大小取決螺栓軸向力的大?。黄鋮^(qū)別在于外形和施工方法不同,前者的扭矩是由施工工具來控制,后者的扭矩是由螺栓尾部切口的扭斷力矩來控制。兩者相比,扭剪型更具有施工簡(jiǎn)便、檢查直觀、受力良好、質(zhì)量可靠等優(yōu)點(diǎn)。(2)承壓型連接該連接是由螺栓擰緊后所產(chǎn)生的抗滑移力及螺栓桿在螺孔內(nèi)和連接鋼板間產(chǎn)生的承壓力來傳遞應(yīng)力的一種方法。在荷載設(shè)計(jì)值下,以螺栓或連接件達(dá)到最大承載能力,作為承載能力極限。承壓型連接不得用于直接承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件連接、承受反復(fù)荷載作用的構(gòu)件連接和冷彎薄壁型鋼構(gòu)件連接。2.高強(qiáng)度螺栓的材料要求。大六角頭高強(qiáng)螺栓連接副由一個(gè)螺栓桿、一個(gè)螺母和二個(gè)墊圈組成,如圖7-14a。扭剪型高強(qiáng)螺栓連接副由一個(gè)螺栓桿、一個(gè)螺母和一個(gè)墊圈組成,如圖7-14b。鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度螺栓、螺母、墊圈的性能等級(jí)及機(jī)械性能要求見表7-5。其規(guī)格尺寸和鋼材的化學(xué)成分、性能要求應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。a.大六角頭高強(qiáng)螺栓b.扭剪型高強(qiáng)螺栓圖7-14高強(qiáng)螺栓3.施工工藝高強(qiáng)螺栓的施工,包括摩擦面處理、安裝、初擰、終擰和檢驗(yàn)等工作。(1)栓桿長度確定長度計(jì)算:L=A+B+C+D式中L:螺栓需要總長度,(mm);A:節(jié)點(diǎn)各層鋼板厚度總和,(mm);B:墊圈厚度(mm);C:螺母厚度,(mm);D:擰緊后露出2~4扣的長度,(mm)。(2)備料數(shù)量:按計(jì)算的數(shù)量增加5%的施工損耗(3)工藝要點(diǎn)1)安裝前注意:①高強(qiáng)螺栓連接副應(yīng)按批號(hào)分別存放,并應(yīng)在同批內(nèi)配套使用。在儲(chǔ)存、運(yùn)輸和施工過程中不得混用,輕裝、輕卸,防止受潮、生銹、玷污和碰傷。②高強(qiáng)螺栓節(jié)點(diǎn)鋼板的抗滑移面,應(yīng)按規(guī)定的工藝進(jìn)行摩擦面處理,并達(dá)到設(shè)計(jì)要求的抗滑移動(dòng)系數(shù)(摩擦系數(shù))。③高強(qiáng)螺栓使用前,應(yīng)按有關(guān)規(guī)定對(duì)高強(qiáng)螺栓的各項(xiàng)性能進(jìn)行檢驗(yàn)。④安裝高強(qiáng)螺栓時(shí),接頭摩擦面上不允許有毛刺、鐵屑、油污、焊接飛濺物。摩擦面應(yīng)干燥、沒有結(jié)露、積霜、積雪、并不得在雨天進(jìn)行安裝。⑤使用定扭矩扳子緊固高強(qiáng)度螺栓時(shí),班前應(yīng)對(duì)定扭矩扳子進(jìn)行核校,合格后方能使用。2)安裝時(shí)注意:①一個(gè)接頭上的高強(qiáng)螺栓,應(yīng)從螺栓群中部開始安裝,逐個(gè)擰緊。初擰、復(fù)擰、終擰都應(yīng)從螺栓群中部開始向四周擴(kuò)展逐個(gè)擰緊,每擰緊一遍均應(yīng)用不同顏色的油漆做上標(biāo)記,防止漏擰。終擰后應(yīng)用膩?zhàn)臃鈬?yán)四周,防止雨水侵入,初擰、復(fù)擰、終擰必須在同一天內(nèi)完成。②接頭如有高強(qiáng)度螺栓連接又有電焊連接時(shí),是先緊固還是先焊接,應(yīng)按設(shè)計(jì)要求規(guī)定的順序進(jìn)行。當(dāng)設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí),按先栓后焊的施工工藝順序進(jìn)行。③高強(qiáng)螺栓應(yīng)自由穿入螺栓孔內(nèi),高強(qiáng)度螺栓應(yīng)自由穿入孔內(nèi),嚴(yán)禁用榔頭等工具強(qiáng)行打入或用扳手強(qiáng)行擰入螺孔,否則螺桿產(chǎn)生擠壓力,使扭矩轉(zhuǎn)化為拉力,使鋼板壓緊力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。當(dāng)板層發(fā)生錯(cuò)孔時(shí),允許用鉸刀擴(kuò)孔。擴(kuò)孔時(shí),鐵屑不得掉入板層間。擴(kuò)孔數(shù)量不得超過一個(gè)接頭螺栓孔的1/3,擴(kuò)孔直徑不得大于原孔徑再加 2mm。嚴(yán)禁用氣割進(jìn)行高強(qiáng)螺栓孔的擴(kuò)孔工作。④一個(gè)接頭多顆高強(qiáng)螺栓穿入方向應(yīng)一致。墊圈有倒角的一側(cè)應(yīng)朝向螺栓頭和螺母,螺母有圓臺(tái)的一面應(yīng)朝向墊圈,螺母和墊圈不應(yīng)裝反。并以扳手向下壓的緊固方向?yàn)樽罴?。⑤安裝中出現(xiàn)板厚差(δ)時(shí),δ≤1mm可不處理;δ>1mm,將厚板一側(cè)磨成1∶5緩坡,使間隙<1mm;δ>3mm時(shí),要加設(shè)填板,填板制孔、表面處理與母材相同。⑥當(dāng)氣溫低于-10℃和雨、雪天氣時(shí),在露天作業(yè)的高強(qiáng)螺栓應(yīng)停止作業(yè)。當(dāng)氣溫低于0℃時(shí),應(yīng)先做緊固軸力實(shí)驗(yàn),不合格者,當(dāng)日應(yīng)停止作業(yè)。⑦高強(qiáng)螺栓緊固方法。高強(qiáng)螺栓的緊固是用專門扳手?jǐn)Q緊螺母,使螺栓桿內(nèi)產(chǎn)生要求的拉力。大六角頭高強(qiáng)螺栓一般用兩種方法擰緊,即扭矩法和轉(zhuǎn)角法(如圖7-15)。扭矩法分初擰和終擰二次擰緊,進(jìn)行初擰扭矩用終擰扭矩的60%~80%,其目的是通過初擰,使接頭各層鋼板達(dá)到充分密貼。再用終擰扭矩把螺栓擰緊。如板層較厚,板疊較多,初擰后板層達(dá)不到充分密貼,還要增加復(fù)擰,復(fù)擰扭矩和初擰扭矩相同。轉(zhuǎn)角法也是以初擰和終擰二次進(jìn)行。初擰用扭矩法,終擰用轉(zhuǎn)角法。初擰用定扭矩扳子以終擰扭矩的50%~80%進(jìn)行,使接頭各層鋼板達(dá)到充分密貼,再在螺母和螺栓桿上面通過圓心畫一條直線,然后用扭矩扳子轉(zhuǎn)動(dòng)螺母一個(gè)角度,使螺栓達(dá)到終擰要求。轉(zhuǎn)動(dòng)角度的大小在施工前由實(shí)驗(yàn)確定。圖7-15轉(zhuǎn)角法施工扭剪型高強(qiáng)螺栓緊固也分初擰和終擰二次進(jìn)行。初擰用定扭矩扳手,以終擰扭矩的50%~80%進(jìn)行,使接頭各層鋼板達(dá)到充分密貼,再用電動(dòng)扭剪型扳子把梅花頭擰掉,使螺栓桿達(dá)到設(shè)計(jì)要求的軸力。電動(dòng)扭剪型扳子一般有大小兩個(gè)套管,大套管卡住螺母,小套管卡住梅花頭,接通電源后,兩個(gè)套管按反向旋轉(zhuǎn),螺母逐漸擰緊,梅花頭切口受剪力逐漸加大,螺母達(dá)到所需要的扭矩時(shí),梅花頭切口剪斷,梅花頭掉下。這時(shí)螺栓達(dá)到要求的軸力,如圖7-16所示。(a)擰緊中(b)擰緊完成圖7-16扭剪型高強(qiáng)螺栓終擰示意圖7.3鋼結(jié)構(gòu)的制作和安裝7.3.1鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作審查設(shè)計(jì)圖紙繪制加工工藝圖準(zhǔn)備車間1.原材料驗(yàn)收2.分類堆放3.原材料矯正4.鋪助材料驗(yàn)收放樣車間1.放樣2.制作放樣零件加工車間1.號(hào)料2.切割3.制孔(沖、鉆)4.邊緣加工(銑、刨、鏟)5.彎制6零件矯正半成品倉庫分類堆放裝配車間1.組裝,調(diào)整2.焊接3.超聲探傷4.構(gòu)件矯正5.端部銑平6.構(gòu)件制孔7.連接板制孔8.構(gòu)件編號(hào)油漆車間1.除銹2.油漆3編號(hào)成品庫1.構(gòu)件分類2.堆放3驗(yàn)收1.加工制作前的準(zhǔn)備工作(1)審查設(shè)計(jì)圖紙即核對(duì)圖紙中的構(gòu)件數(shù)量,各構(gòu)件的相對(duì)關(guān)系,接頭的細(xì)部尺寸等;審查構(gòu)件之間各部分尺寸有無矛盾,技術(shù)上是否合理,構(gòu)件分段是否符合制作、運(yùn)輸、安裝的要求。一般采取在平整地面上以1∶1的比例放樣的方法進(jìn)行。如審查過程發(fā)現(xiàn)問題,應(yīng)會(huì)同設(shè)計(jì)單位、安裝單位進(jìn)行協(xié)商統(tǒng)一,再進(jìn)行下一步工作。(2)繪制加工工藝圖一般根據(jù)設(shè)計(jì)文件及相應(yīng)的規(guī)范、規(guī)程等技術(shù)文件、材料供應(yīng)的規(guī)格(尺寸、重量、材料),結(jié)合工廠加工設(shè)備的條件進(jìn)行。根據(jù)加工工藝圖,應(yīng)編制構(gòu)件制作的指導(dǎo)書。(3)備料根據(jù)設(shè)計(jì)圖、加工工藝圖算出各種材質(zhì)、規(guī)格的材料凈用量,并根據(jù)構(gòu)件的不同類型和供貨條件,增加一定的損耗量。目前國內(nèi)外都以采用增加加工余量的方法來代替損耗。(4)鋼材的準(zhǔn)備檢驗(yàn)鋼材材質(zhì)的質(zhì)量保證書(記載著本批鋼材的鋼號(hào)、規(guī)格、長度、根數(shù)、出產(chǎn)單位、日期、化學(xué)成分和力學(xué)性能);檢查鋼材的外形尺寸、鋼材的表面缺陷;檢驗(yàn)鋼結(jié)構(gòu)用鋪助材料(包括螺栓、電焊條、焊劑、焊絲等)的化學(xué)成分,力學(xué)性能及外觀。所有檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)均應(yīng)符合設(shè)計(jì)文件要求和國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。(5)堆放檢驗(yàn)合格的鋼材應(yīng)按品種、牌號(hào)、規(guī)格分類堆放,其底部應(yīng)墊平、墊高,防止積水。注意堆放不得造成地基下陷和鋼材永久變形。2.零件加工(1)放樣根據(jù)加工工藝圖,以1∶1的要求放出整個(gè)結(jié)構(gòu)的大樣,制作出樣板和樣桿以作為下料、銑邊、剪制、制孔等加工的依據(jù)。放樣應(yīng)在專門的鋼平臺(tái)或平板上進(jìn)行,樣板和樣桿是構(gòu)件加工的標(biāo)準(zhǔn),應(yīng)使用質(zhì)輕、堅(jiān)固、不宜變形的材料(如鐵皮、扁鐵、塑料板等)制成并精心使用,妥善保管。(2)號(hào)料以放樣為依據(jù),在鋼材上畫出切割、銑、刨邊、彎曲、鉆孔等加工位置。號(hào)料前,應(yīng)根據(jù)圖紙用料要求和材料尺寸合理配料,尺寸大、數(shù)量多的零件應(yīng)統(tǒng)籌安排、長短搭配、先大后小或套材號(hào)料;根據(jù)工藝圖的要求盡量利用標(biāo)準(zhǔn)接頭節(jié)點(diǎn),使材料得到充分的利用而耗損率降到最低值;大型構(gòu)件的板材宜使用定尺料,使定尺的寬度或長度為零件寬度或長度的倍數(shù);另外根據(jù)材料厚度的切割方法適當(dāng)?shù)脑黾忧懈钣嗔?。切割余量、?hào)料的允許偏差應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。(3)下料1)氣割。利用氧氣和燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的高溫熔化鋼材,并以高壓氧氣流進(jìn)行吹掃,使金屬按要求的尺寸和形狀切割成零件??梢詫?duì)各種鋼材進(jìn)行切割,它用的氧氣的純度對(duì)氣體消耗量、切割速度、切割質(zhì)量有很大的關(guān)系。2)機(jī)械剪切。使用機(jī)械力(剪切、鋸割、磨削)切割,適合于厚度在12~16mm以下鋼板的直線性切割。相應(yīng)的機(jī)械有剪板機(jī)、鋸床、砂輪機(jī)等。剪刀采用碳工具鋼和合金工具鋼,剪刀的間隙應(yīng)根據(jù)板厚調(diào)整。3)等離子切割。利用特殊的割炬,在電流、氣流及冷卻水的作用下,產(chǎn)生高達(dá)20000℃~30000℃的等離子孤線流實(shí)現(xiàn)切割,切割時(shí)不受材質(zhì)的限制,具有切割速度高、切口狹窄、熱影響區(qū)小,變形小且切割質(zhì)量好的特點(diǎn),適用于切割用氣割所不能切割或難以切割的不銹鋼等高熔點(diǎn)的鋼材。(4)制孔1)鉆孔。鉆孔適用性廣,孔壁損傷小,孔的精度高。對(duì)于重要結(jié)構(gòu)的節(jié)點(diǎn),先預(yù)鉆一級(jí)孔眼的尺寸,在裝配完成調(diào)整好尺寸后,擴(kuò)成設(shè)計(jì)孔徑;一次鉆成設(shè)計(jì)孔徑時(shí),為了使孔眼位置有較高的精度,一般均先制成鉆模,鉆模貼在工件上調(diào)好位置,在鉆模內(nèi)鉆孔。為提高鉆孔效率,可以把零件疊在一起鉆幾塊鋼板,或用多頭鉆進(jìn)行鉆孔。一般鉆孔在鉆床上進(jìn)行,若工件太大,不便在鉆床上進(jìn)行時(shí),可用電磁座鉆加工。2)沖孔。沖孔一般只能用沖較薄的鋼板和型鋼,且孔徑大小一般大于鋼材厚度,否則易損壞沖頭。沖孔效率高,但孔的周圍會(huì)產(chǎn)生冷作硬化,孔壁制質(zhì)量差,只用于次要連接。沖孔一般用沖床。當(dāng)碳素結(jié)構(gòu)鋼在環(huán)境溫度低于-20℃、低合金結(jié)構(gòu)鋼在環(huán)境溫度低于-15℃時(shí),不得進(jìn)行沖孔。(5)邊緣加工邊緣加工包括:為消除切割造成的邊緣硬化而將板邊刨去2~4mm;為了保證焊縫質(zhì)量而將鋼板邊刨成坡口;為了裝配的準(zhǔn)確性及保證壓力的傳遞,而將鋼板刨直或銑平。邊緣加工的方法有刨邊、銑邊、鏟邊、碳弧氣刨、氣割坡口等。刨邊使用刨床,可刨直邊也可刨斜邊;銑邊為端面加工,光潔度比刨邊差一些,用銑床加工;鏟邊可以用手工或風(fēng)鏟,加工精度較差;碳弧氣刨利用碳棒與被刨削的金屬產(chǎn)生的電弧將工件熔化,壓縮空氣隨即將熔化的金屬吹掉;氣割坡口將割炬嘴偏斜成所需要的角度,然后對(duì)準(zhǔn)開坡口的位置運(yùn)行割炬。(6)彎曲1)冷彎。鋼板或型鋼冷彎的工藝方法有滾圓機(jī)滾彎、壓力機(jī)壓彎以及頂彎、拉彎等,各種工藝方法均應(yīng)按型材的截面形狀、材質(zhì)、規(guī)格及彎曲半徑制作相應(yīng)的胎膜,并經(jīng)試彎符合要求后方準(zhǔn)正式加工。冷彎后零件的自由尺寸的允許偏差應(yīng)符合相應(yīng)的規(guī)定。2)熱彎。也稱煨彎,是將鋼材加熱到1000℃~1100℃(暗黃色)時(shí)立即進(jìn)行煨彎,并在500℃~550℃(暗黑色)之前結(jié)束。鋼材加熱如超過1100℃,則晶格將會(huì)發(fā)生裂隙,材料變脆,致使質(zhì)量急劇降低而不能使用;如低于550℃,則鋼材產(chǎn)生藍(lán)脆而不能保證煨彎的質(zhì)量,因此一定要掌握好加熱溫度。(7)變形矯正1)人工矯正。該法適用薄板或截面比較小的型鋼構(gòu)件的彎曲、局部凸出的矯正,但普通碳素鋼在低于-16℃、低合金鋼低于-12℃時(shí),不得使用本法,以免產(chǎn)生裂紋。矯正后的鋼材表面不應(yīng)有明顯的凹面和損傷,錘痕深度不應(yīng)大于0.5mm。2)機(jī)械矯正。機(jī)械矯正采用多錕平板機(jī),利用上、下兩排錕子將板料的彎曲部分矯正調(diào)直;型鋼變形多采用型鋼調(diào)直機(jī)。適用于一般板件和型鋼構(gòu)件的矯正,但普通碳素鋼在低于-16℃,低合金鋼在低于-12℃時(shí)不得使用本法,以免產(chǎn)生裂紋。3)火焰矯正。適于型鋼、鋼板及構(gòu)件縱向彎曲及局部彎曲矯正,三角加熱面面積的高度與底邊寬度應(yīng)控制在型材高度的1/5~2/3范圍內(nèi),三角形頂點(diǎn)在內(nèi)側(cè),底面在外側(cè)?;鹧婕訜岬臏囟纫话銥?00℃,最高不應(yīng)超過900℃。一般只適用于低碳鋼和16Mn鋼,對(duì)于中碳鋼、高含金鋼、壽鐵和有色金屬等脆性較大的材料,由于冷卻收縮變形產(chǎn)生裂紋而不宜采用。3.構(gòu)件的組裝和預(yù)拼裝(1)組裝組裝是將設(shè)備完成的零件或半成品按要求的運(yùn)輸單元,通過焊接或螺栓連接等工序裝配成部件或構(gòu)件。組裝應(yīng)按工藝方法的組裝次序進(jìn)行,當(dāng)有隱蔽焊縫時(shí),必須先施焊,經(jīng)檢驗(yàn)合格后方可覆蓋;為減少大件組裝焊接的變形,一般采用小件組裝,經(jīng)矯正后再整體大部件組裝;組裝要在平臺(tái)上進(jìn)行,平臺(tái)應(yīng)測(cè)平,胎膜須牢固地固定在平臺(tái)上;根據(jù)零件的加工編號(hào),對(duì)其材料、外形尺寸嚴(yán)格檢驗(yàn)考核,毛刺飛邊應(yīng)清除干凈,對(duì)稱零件要注意方向以免錯(cuò)裝;組裝好的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)單元,應(yīng)按圖紙用油漆編號(hào)。(2)預(yù)拼裝由于受運(yùn)輸、安裝設(shè)備能力的限制,或者為了保證安裝的順利進(jìn)行,在工廠里將多個(gè)成品構(gòu)件按設(shè)計(jì)要求的空間設(shè)置試裝成整體,以檢驗(yàn)各部分之間的連接狀況,稱為預(yù)拼裝。預(yù)拼裝一般分平面預(yù)拼裝和立體預(yù)拼裝兩種狀態(tài),拼裝的構(gòu)件應(yīng)處于自由狀態(tài),不得強(qiáng)行固定。預(yù)拼裝檢驗(yàn)合格后,應(yīng)在構(gòu)件上標(biāo)注上下定位中心線、標(biāo)高基準(zhǔn)線、交線中心點(diǎn)等必要標(biāo)記,必要時(shí)焊上臨時(shí)撐件和定位器等。其允許偏差應(yīng)符合相應(yīng)的規(guī)定。4.鋼構(gòu)件驗(yàn)收鋼構(gòu)件制作完成后應(yīng)按現(xiàn)行施工規(guī)范及技術(shù)規(guī)程的規(guī)定進(jìn)行成品驗(yàn)收。構(gòu)件外形尺寸的允許偏差應(yīng)符合相應(yīng)的規(guī)范規(guī)定。構(gòu)件出廠時(shí),制造單位應(yīng)提交下列資料。(1)產(chǎn)品合格證。(2)鋼結(jié)構(gòu)施工圖和設(shè)計(jì)更改文件,設(shè)計(jì)變更的內(nèi)容在施工圖中相應(yīng)部位注明。(3)鋼構(gòu)件制作過程中的技術(shù)協(xié)商文件。(4)鋼材、連接材料和涂裝材料的質(zhì)量證明書和試驗(yàn)報(bào)告。(5)焊接工藝評(píng)定報(bào)告。(6)高強(qiáng)度螺栓接頭處的摩擦系數(shù)試驗(yàn)報(bào)告及涂層的檢測(cè)質(zhì)料。(7)焊縫質(zhì)量無損檢驗(yàn)報(bào)告。(8)主要構(gòu)件驗(yàn)收記錄和預(yù)拼裝記錄。(9)構(gòu)件的發(fā)運(yùn)和包裝清單。7.3.2鋼結(jié)構(gòu)的安裝1.安裝順序及安裝要點(diǎn)(1)流水段劃分原則1)平面流水段的劃分應(yīng)考慮鋼結(jié)構(gòu)在安裝過程中的對(duì)稱性和整體穩(wěn)定性。其安裝順序一般應(yīng)由中央向四周擴(kuò)展,以利焊接誤差的減少和消除。筒體結(jié)構(gòu)的安裝順序?yàn)橄葍?nèi)筒后外筒;對(duì)稱結(jié)構(gòu)采用全方位對(duì)稱方案安裝。2)立面流水段的劃分以一節(jié)鋼柱(各節(jié)所含層數(shù)不一)為單元。每個(gè)單元安裝順序以主梁或鋼支撐、帶狀桁架安裝成框架為原則;其次是安裝次梁、樓板及非結(jié)構(gòu)構(gòu)件。塔式起重機(jī)的提升、頂升與錨固,均應(yīng)滿足組成框架的需要。(2)安裝順序多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)安裝前,應(yīng)根據(jù)安裝流水段和構(gòu)件安裝順序,編制構(gòu)件安裝順序表。表中應(yīng)注明每一構(gòu)件的節(jié)點(diǎn)型號(hào)、連接件的規(guī)格數(shù)量、高強(qiáng)度螺栓規(guī)格數(shù)量、栓焊數(shù)量及焊接量、焊接形式等。構(gòu)件從成品檢驗(yàn)、運(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)核對(duì)、安裝、校正到安裝后的質(zhì)量檢查,應(yīng)統(tǒng)一使用該安裝順序表。安裝多采用綜合法,其順序一般是:平面內(nèi)從中間的一個(gè)節(jié)間(標(biāo)準(zhǔn)節(jié)框架)開始,以一個(gè)節(jié)間的柱網(wǎng)為一個(gè)安裝單元,先安裝柱,后安裝梁,然后往四周擴(kuò)展。垂直方向自下而上組成穩(wěn)定結(jié)構(gòu)后分層次安裝次要構(gòu)件,一節(jié)間一節(jié)間鋼框架,一層樓一層樓安裝完成,以便消除安裝誤差累積和焊接變形,使誤差減低到最小限度。筒體結(jié)構(gòu)的安裝順序一般為先內(nèi)筒后外筒,對(duì)稱結(jié)構(gòu)采用全方位對(duì)稱方案安裝。凡有鋼筋混凝土內(nèi)筒體的結(jié)構(gòu),應(yīng)先澆注筒體。圖7-18鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)單元施工順序(3)安裝要點(diǎn)1)凡在地面拼裝的構(gòu)件,須設(shè)置拼裝架組拼(立拼),易變形的構(gòu)件應(yīng)先進(jìn)行加固,組拼后的尺寸經(jīng)校檢無誤后,方可安裝。2)各類構(gòu)件的吊點(diǎn),宜按下述方法設(shè)置:鋼柱平運(yùn)兩點(diǎn)起吊,安裝一點(diǎn)立吊。立吊時(shí)須在柱子根部墊以墊木,以回轉(zhuǎn)法起吊,嚴(yán)禁根部拖地。鋼梁,用特制吊卡兩點(diǎn)平吊或串吊。鋼構(gòu)件的組合件因組合件形狀、尺寸不同,可通過計(jì)算重心來確定吊點(diǎn),并可采用兩點(diǎn)、三點(diǎn)或四點(diǎn)吊。3)鋼構(gòu)件的零件及附件應(yīng)隨構(gòu)件一并起吊,對(duì)尺寸較大、質(zhì)量較大的節(jié)點(diǎn)板,應(yīng)用鉸鏈固定在構(gòu)件上;鋼柱上的爬梯,大梁上的輕便走道也應(yīng)牢固固定在構(gòu)件上。4)每個(gè)流水段一節(jié)柱的全部鋼構(gòu)件安裝完畢并驗(yàn)收合格后,方能進(jìn)行下一流水段鋼結(jié)構(gòu)的安裝。5)在安裝前、安裝中及竣工后均應(yīng)采取一定的測(cè)量手段來保證工程質(zhì)量測(cè)量,測(cè)量預(yù)控程序如圖7-19所示。圖7-19鋼結(jié)構(gòu)安裝測(cè)量預(yù)控程序6)當(dāng)天安裝的構(gòu)件,應(yīng)形成空間穩(wěn)定體系,以確保安裝質(zhì)量和結(jié)構(gòu)的安全;當(dāng)一節(jié)柱的各層梁安裝校正后,應(yīng)立即安裝本節(jié)各層樓梯,鋪好各層樓面的壓型鋼板;預(yù)制外墻板應(yīng)根據(jù)建筑物的平面形狀對(duì)稱安裝,使建筑物各側(cè)面均勻加載;樓面上的施工荷載不得超過梁和壓型鋼板的承載力;疊合樓板的施工應(yīng)隨著鋼結(jié)構(gòu)的安裝進(jìn)度進(jìn)行,兩個(gè)工作面相距不宜超過5個(gè)樓層。7)安裝時(shí),應(yīng)注意日照、焊接等溫度引起的熱影響,施工中應(yīng)有調(diào)整因構(gòu)件伸長、縮短、彎曲而引起的偏差的措施。為控制安裝誤差,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)高層建筑先確定標(biāo)準(zhǔn)柱(能控制框架平面輪廓的少數(shù)柱子),一般選平面轉(zhuǎn)角柱為標(biāo)準(zhǔn)柱。其垂直度觀測(cè)取柱基中心線為基準(zhǔn)點(diǎn)用激光經(jīng)緯儀進(jìn)行。2.構(gòu)件吊點(diǎn)設(shè)置與起吊(1)鋼柱平運(yùn)2點(diǎn)起吊,安裝1點(diǎn)立吊。立吊時(shí),需在柱子根部墊上墊木,以回轉(zhuǎn)法起吊,嚴(yán)禁根部拖地。吊裝H型鋼柱、箱形柱時(shí),可利用其接頭耳板作吊環(huán),配以相應(yīng)的吊索、吊架和銷釘。鋼柱起吊如圖7-20所示。圖7-20鋼柱起吊示意圖1—吊耳;2—墊木(2)鋼梁距梁端500mm處開孔,用特制卡具2點(diǎn)平吊,次梁可三層串吊,如圖7-21所示。圖7-21鋼梁吊裝示意圖(a)卡具設(shè)置示意;(b)鋼梁吊裝(3)組合件因組合件形狀、尺寸不同,可計(jì)算重心確定吊點(diǎn),采用2點(diǎn)吊、3點(diǎn)吊或4點(diǎn)吊。凡不易計(jì)算者,可加設(shè)倒鏈協(xié)助找重心,構(gòu)件平衡后起吊。(4)零件及附件鋼構(gòu)件的零件及附件應(yīng)隨構(gòu)件一并起吊。尺寸較大、重量較重的節(jié)點(diǎn)板,鋼柱上的爬梯、大梁上的輕便走道等,應(yīng)牢固固定在構(gòu)件上。3.構(gòu)件安裝與校正(1)工藝要求1)柱子、主梁、支撐等大構(gòu)件安裝時(shí),應(yīng)立即進(jìn)行校正,校正正確后,應(yīng)立即進(jìn)行永久的固定,以確保安裝質(zhì)量。2)柱子安裝時(shí),應(yīng)先調(diào)整位移,最后調(diào)整垂直偏差。主梁安裝時(shí),應(yīng)根據(jù)焊縫收縮量預(yù)留焊縫變形量。各項(xiàng)偏差均符合規(guī)范的規(guī)定。3)當(dāng)每一節(jié)柱子的全部構(gòu)件安裝、焊接、栓接完成并驗(yàn)收合格后,才能從地面引測(cè)上一節(jié)柱子的定位軸線。各部分構(gòu)件(即柱、主梁、支撐、樓梯、壓型鋼板等)的安裝質(zhì)量檢查記錄,必須是安裝完成后驗(yàn)收前的最后一次實(shí)測(cè)記錄,中間的檢查記錄不得作為竣工驗(yàn)收的記錄。(2)鋼結(jié)構(gòu)連接。柱與柱的連接如為H型鋼柱可用高強(qiáng)螺栓連接或焊接共同使用的混合連接(圖7-22);如為箱型截面柱,則多用焊接。柱與梁的連接因?yàn)榱憾酁镠型鋼梁,可用高強(qiáng)螺栓連接、焊接或混合連接(圖7-23)。梁與梁的連接,支撐與梁、柱的連接,同樣可用高強(qiáng)螺栓連接或焊接連接。(3)鋼柱安裝與校正1)首節(jié)鋼柱的安裝與校正安裝前,應(yīng)對(duì)建筑物的定位軸線、首節(jié)柱的安裝位置、基礎(chǔ)的標(biāo)高和基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行復(fù)檢,合格后才能進(jìn)行安裝。①柱頂標(biāo)高調(diào)整:根據(jù)鋼柱實(shí)際長度、柱底平整度,利用柱子底板下地腳螺栓上的調(diào)整螺母調(diào)整柱底標(biāo)高,以精確控制柱頂標(biāo)高(圖7-24)。②縱橫十字線對(duì)正:首節(jié)鋼柱在起重機(jī)吊鉤不脫鉤的情況下,利用制作時(shí)在鋼柱上劃出的中心線與基礎(chǔ)頂面十字線對(duì)正就位。③垂直度調(diào)整:用兩臺(tái)呈90°的經(jīng)緯儀投點(diǎn),采用纜風(fēng)法校正。在校正過程中不斷調(diào)整柱底板下螺母,校畢將柱底板上面的2個(gè)螺母擰上,纜風(fēng)松開,使柱身呈自由狀態(tài),再用經(jīng)緯儀復(fù)核。如有小偏差,微調(diào)下螺母,無誤后將上螺母擰緊。柱底板與基礎(chǔ)面間預(yù)留的空隙,用無收縮砂漿以捻漿法墊實(shí)。圖7-24采用調(diào)整螺母控制標(biāo)高1—地腳螺栓;2—止退螺母;3—緊固螺母;4—螺母墊圈;5—柱子底板;6—調(diào)整螺母;7—鋼筋混凝土基礎(chǔ)2)上節(jié)鋼柱安裝與校正上節(jié)鋼柱安裝時(shí),利用柱身中心線就位,為使上下柱不出現(xiàn)錯(cuò)口,盡量做到上、下柱定位軸線重合。上節(jié)鋼柱就位后,按照先調(diào)整標(biāo)高,再調(diào)整位移,最后調(diào)整垂直度的順序校正。校正時(shí),可采用纜風(fēng)法校正法或無纜風(fēng)校正法。目前多采用無纜風(fēng)校正法(圖7-25),即利用塔吊、鋼楔、墊板、撬棍以及千斤頂?shù)裙ぞ?,在鋼柱呈自由狀態(tài)下進(jìn)行校正。此法施工簡(jiǎn)單、校正速度快、易于吊裝就位和確保安裝精度。為適應(yīng)無纜風(fēng)校正法,應(yīng)特別注意鋼柱節(jié)點(diǎn)臨時(shí)連接耳板的構(gòu)造。上下耳板的間隙宜為15~20mm,以便于插入鋼楔。圖7-25無纜風(fēng)校正法示意圖①標(biāo)高調(diào)整鋼柱一般采用相對(duì)標(biāo)高安裝,設(shè)計(jì)標(biāo)高復(fù)核的方法。鋼柱吊裝就位后,合上連接板,穿入大六角高強(qiáng)度螺栓,但不夾緊,通過吊鉤起落與撬棍撥動(dòng)調(diào)節(jié)上下柱之間間隙。量取上柱柱根標(biāo)高線與下柱柱頭標(biāo)高線之間的距離,符合要求后在上下耳板間隙中打入鋼楔限制鋼柱下落。正常情況下,標(biāo)高偏差調(diào)整至零。若鋼柱制造誤差超過5mm,則應(yīng)分次調(diào)整。②位移調(diào)整鋼柱定位軸線應(yīng)從地面控制軸線直接引上,不得從下層柱的軸線引上。鋼柱軸線偏移時(shí),可在上柱和下柱耳板的不同側(cè)面夾入一定厚度的墊板加以調(diào)整,然后微微夾緊柱頭臨時(shí)接頭的連接板。鋼柱的位移每次只能調(diào)整3mm,若偏差過大只能分次調(diào)整。起重機(jī)至此可松吊鉤。校正位移時(shí)應(yīng)注意防止鋼柱扭轉(zhuǎn)。③垂直度調(diào)整用兩臺(tái)經(jīng)緯儀在相互垂直的位置投點(diǎn),進(jìn)行垂直度觀測(cè)。調(diào)整時(shí),在鋼柱偏斜方向的同側(cè)錘擊鋼楔或微微頂升千斤頂,在保證單節(jié)柱垂直度符合要求的前提下,將柱頂偏軸線位移校正至零,然后擰緊上下柱臨時(shí)接頭的大六角高強(qiáng)度螺栓至額定扭矩。注意:為達(dá)到調(diào)整標(biāo)高和垂直度的目的,臨時(shí)接頭上的螺栓孔應(yīng)比螺栓直徑大4.0mm。由于鋼柱制造允許誤差一般為-1~+5mm,螺栓孔擴(kuò)大后能有足夠的余量將鋼柱校正準(zhǔn)確。(4)鋼梁的安裝與校正1)鋼梁安裝時(shí),同一列柱,應(yīng)先從中間跨開始對(duì)稱地向兩端擴(kuò)展;同一跨鋼梁,應(yīng)先安上層梁再安中下層梁。2)在安裝和校正柱與柱之間的主梁時(shí),可先把柱子撐開,跟蹤測(cè)量、校正,預(yù)留接頭焊接收縮量,這時(shí)柱產(chǎn)生的內(nèi)力,在焊接完畢焊縫收縮后也就消失了。3)一節(jié)柱的各層梁安裝好后,應(yīng)先焊上層主梁后焊下層主梁,以使框架穩(wěn)固,便于施工。一節(jié)柱(三層)的豎向焊接順序是:上層主梁→下層主梁→中層主梁→上柱與下柱焊接。每天安裝的構(gòu)件,應(yīng)形成空間穩(wěn)定體系,確保安裝質(zhì)量和結(jié)構(gòu)安全。4.樓層壓型鋼板安裝多高層鋼結(jié)構(gòu)樓板,一般多采用壓型鋼板與混凝土疊合層組合而成(圖7-26)。一節(jié)柱的各層梁安裝校正后,應(yīng)立即安裝本節(jié)柱范圍內(nèi)的各層樓梯,并鋪好各層樓面的壓型鋼板,進(jìn)行疊合樓板施工。樓層壓型鋼板安裝工藝流程是:彈線→清板→吊運(yùn)→布板→切割→壓合→側(cè)焊→端焊→封堵→驗(yàn)收→栓釘焊接。圖7-26壓型鋼板組合樓板的構(gòu)造(1)壓型鋼板安裝鋪設(shè)1)在鋪板區(qū)彈出鋼梁的中心線。主梁的中心線是鋪設(shè)壓型鋼板固定位置的控制線,并決定壓型鋼板與鋼梁熔透焊接的焊點(diǎn)位置;次梁的中心線決定熔透焊栓釘?shù)暮附游恢?。因壓型鋼板鋪設(shè)后難以觀察次梁翼緣的具體位置,故將次梁的中心線及次梁翼緣返彈在主梁的中心線上,固定栓釘時(shí)再將其返彈在壓型鋼板上。2)將壓型鋼板分層分區(qū)按料單清理、編號(hào),并運(yùn)至施工指定部位。3)用專用軟吊索吊運(yùn)。吊運(yùn)時(shí),應(yīng)保證壓型鋼板板材整體不變形、局部不卷邊。4)按設(shè)計(jì)要求鋪設(shè)。壓型鋼板鋪設(shè)應(yīng)平整、順直、波紋對(duì)正,設(shè)置位置正確;壓型鋼板與鋼梁的錨固支承長度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求,且不應(yīng)小于50mm。5)采用等離子切割機(jī)或剪板鉗裁剪邊角。裁減放線時(shí),富余量應(yīng)控制在5mm范圍內(nèi)。6)壓型鋼板固定。壓型鋼板與壓型鋼板側(cè)板間連接采用咬口鉗壓合,使單片壓型鋼板間連成整板;然后用點(diǎn)焊將整板側(cè)邊及兩端頭與鋼梁固定,最后采用栓釘固定。為了澆筑混凝土?xí)r不漏漿,端部肋作封端處理。(2)栓釘焊接為使組合樓板與鋼梁有效地共同工作,抵抗疊合面間的水平剪力作用,通常采用栓釘穿過壓型鋼板焊于鋼梁上。栓釘焊接的材料與設(shè)備有栓釘、焊接瓷環(huán)和栓釘焊機(jī)。焊接時(shí),先將焊接用的電源及制動(dòng)器接上,把栓釘插入焊槍的長口,焊釘下端置入母材上面的瓷環(huán)內(nèi)。按焊槍電鈕,栓釘被提升,在瓷環(huán)內(nèi)產(chǎn)生電弧,在電弧發(fā)生后規(guī)定的時(shí)間內(nèi),用適當(dāng)?shù)乃俣葘⑺ㄡ敳迦肽覆牡娜诔貎?nèi)。焊完后,立即除去瓷環(huán),并在焊縫的周圍去掉卷邊,檢查焊釘焊接部位。栓釘焊接工序如圖7-27所示。圖7-27栓釘焊接工序(a)焊接準(zhǔn)備;(b)引?。?c)焊接;(d)焊后清理1—焊槍;2—栓釘;3—瓷環(huán);4—母材;5—電弧7.4鋼結(jié)構(gòu)的涂裝施工技術(shù)7.4.1鋼結(jié)構(gòu)防腐涂裝工程1.鋼材表面除銹等級(jí)與除銹方法鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作完畢,經(jīng)質(zhì)量檢驗(yàn)合格后應(yīng)進(jìn)行防腐涂料涂裝。涂裝前鋼材表面應(yīng)進(jìn)行除銹處理,以提高底漆的附著力,保證涂層質(zhì)量。除銹處理后,鋼材表面不應(yīng)有焊渣、焊疤、灰塵、油污、水和毛刺等。國家標(biāo)準(zhǔn)《涂裝前鋼材表面銹蝕等級(jí)和除銹等級(jí)》(GB/T8923—1988)將除銹等級(jí)分成噴射或拋射除銹、手工和動(dòng)力工具除銹、火焰除銹三種類型。(1)噴射或拋射除銹按其利用的動(dòng)力劃分為干法噴射和濕法噴射除銹兩種。干法噴射除銹,是利用無油壓縮空氣為動(dòng)力將干燥的磨料,通過膠管(膠帶)、噴嘴高速噴射到基體表面上,依靠磨料棱角的沖擊和摩擦除掉銹蝕和一切雜質(zhì),以獲得具有一定粗糙度,并能顯現(xiàn)出金屬本色的表面。此種方法適用于大面積(或大型設(shè)備)。濕法噴射除銹,是利用高壓水為動(dòng)力,將磨料噴射到基體表面上實(shí)現(xiàn)的除銹方法。
(2)手工和動(dòng)力工具除銹用字母“St”表示,按除銹效果的質(zhì)量遞增分兩個(gè)等級(jí):St2、St3(3)火焰除銹以字母“F1”表示,它包括在火焰加熱作業(yè)后,以動(dòng)力鋼絲刷清除加熱后附著在鋼材表面的產(chǎn)物。噴射或拋射除銹采用的設(shè)備有空氣壓縮機(jī)、噴射或拋射機(jī)、油水分離器等,該方法能控制除銹質(zhì)量、獲得不同要求的表面粗糙度,但設(shè)備復(fù)雜、費(fèi)用高、污染環(huán)境。手工和動(dòng)力工具除銹采用的工具有砂布、鋼絲刷、鏟刀、尖錘、平面砂輪機(jī)、動(dòng)力鋼絲刷等,該方法工具簡(jiǎn)單、操作方便、費(fèi)用低,但勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低、質(zhì)量差。2.鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料鋼結(jié)構(gòu)防腐涂料是一種含油或不含油的膠體溶液,涂敷在鋼材表面,結(jié)成一層薄膜,使鋼材與外界腐蝕介質(zhì)隔絕。涂料分底漆和面漆兩種。鋼結(jié)構(gòu)的防腐涂層,可由幾層不同的涂料組合而成。涂料的層數(shù)和總厚度是根據(jù)使用條件來確定的,一般室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)要求涂層總厚度為125μm,即底漆和面漆各二道。高層建筑鋼結(jié)構(gòu)一般處在室內(nèi)環(huán)境中,而且要噴涂防火涂層,所以通常只刷二道防銹底漆。3.防腐涂裝方法(1)刷涂法應(yīng)用較廣泛,適宜于油性基料刷涂。因?yàn)橛托曰想m干燥得慢,但滲透性大,流平性好,不論面積大小,刷起來都會(huì)平滑流暢。一些形狀復(fù)雜的構(gòu)件,使用刷涂法也比較方便。(2)噴涂法施工工效高,適合于大面積施工,對(duì)于快干和揮發(fā)性強(qiáng)的涂料尤為適合。噴涂的漆膜較薄,為了達(dá)到設(shè)計(jì)要求的厚度,有時(shí)需要增加噴涂的次數(shù)。噴涂施工比刷涂施工涂料損耗大,一般要增加20%左右。4.防腐涂裝質(zhì)量要求(1)涂料、涂裝遍數(shù)、涂層厚均應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。當(dāng)設(shè)計(jì)對(duì)涂層厚度無要求時(shí),涂層干漆膜總厚度:室外應(yīng)為150μm,室內(nèi)應(yīng)為125μm,其允許偏差為-25μm。每遍涂層干漆膜厚度的允許偏差為-5μm。(2)配制好的涂料不宜存放過久,涂料應(yīng)在使用的當(dāng)天配制。稀釋劑的使用應(yīng)按說明書的規(guī)定執(zhí)行,不得隨意添加。(3)涂裝時(shí)的環(huán)境溫度和相對(duì)濕度應(yīng)符合涂料產(chǎn)品說明書的要求,當(dāng)產(chǎn)品說明書無要求時(shí),環(huán)境溫度宜在5~38℃之間,相對(duì)濕度不應(yīng)大于85%。涂裝時(shí)構(gòu)件表面不應(yīng)有結(jié)露;涂裝后4h內(nèi)應(yīng)保護(hù)免受雨淋。(4)施工圖中注明不涂裝的部位不得涂裝。焊縫處、高強(qiáng)度螺栓摩擦面處,暫不涂裝,待現(xiàn)場(chǎng)安裝完后,再對(duì)焊縫及高強(qiáng)度螺栓接頭處補(bǔ)刷防腐涂料。(5)涂裝應(yīng)均勻,無明顯起皺、流掛、針眼和氣泡等,附著應(yīng)良好。(6)涂裝完畢后,應(yīng)在構(gòu)件上標(biāo)注構(gòu)件的編號(hào)。大型構(gòu)件應(yīng)標(biāo)明其重量、構(gòu)件重心位置和定位標(biāo)記。7.4.2鋼結(jié)構(gòu)防火涂裝工程鋼結(jié)構(gòu)防火涂料能夠起到防火作用,主要有三個(gè)方面的原因:一是涂層對(duì)鋼材起屏蔽作用,隔離了火焰,使鋼構(gòu)件不至于直接暴露在火焰或高溫之中;二是涂層吸熱后,部分物質(zhì)分解出水蒸汽或其它不燃?xì)怏w,起到消耗熱量,降低火焰溫度和燃燒速度,稀釋氧氣的作用;三是涂層本身多孔輕質(zhì)或受熱膨脹后形成炭化泡沫層,熱導(dǎo)率均在0.233W/(m·K)以下,阻止了熱量迅速向鋼材傳遞,推遲了鋼材受熱溫升到極限溫度的時(shí)間,從而提高了鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限。1.鋼結(jié)構(gòu)防火涂料(1)防火涂料分類鋼結(jié)構(gòu)防火涂料按涂層的厚度分為兩類:1)B類,即薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料,涂層厚度一般為2~7mm,有一定裝飾效果,高溫時(shí)涂層膨脹增厚,耐火極限一般為0.5~2h,故又稱為鋼結(jié)構(gòu)膨脹防火涂料。2)H類,厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料,涂層厚度一般為8~50mm,粒狀表面,密度較小,熱導(dǎo)率低,耐火極限可達(dá)0.5~3h,又稱為鋼結(jié)構(gòu)防火隔熱涂料。(2)防火涂料選用1)室內(nèi)裸露鋼結(jié)構(gòu)、輕型屋蓋鋼結(jié)構(gòu)及有裝飾要求的鋼結(jié)構(gòu),當(dāng)規(guī)定其耐火極限在1.5及以下時(shí),宜選用薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。2)室內(nèi)隱蔽鋼結(jié)構(gòu)、多層及高層全鋼結(jié)構(gòu)、多層廠房鋼結(jié)構(gòu),當(dāng)規(guī)定其耐火極限在2.0及以上時(shí),宜選用厚涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。3)露天鋼結(jié)構(gòu),如石油化工企業(yè)、油(汽)罐支撐、石油鉆井平臺(tái)等鋼結(jié)構(gòu),應(yīng)選用符合室外鋼結(jié)構(gòu)防火涂料產(chǎn)品規(guī)定的厚涂型或薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。選用防火涂料時(shí),應(yīng)注意不應(yīng)把薄涂型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料用于保護(hù)2h以上的鋼結(jié)構(gòu);不得將室內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料,未加改進(jìn)和采取有效的防火措施,直接用于噴涂保護(hù)室外的鋼結(jié)構(gòu)。2.防火涂料涂裝的一般規(guī)定(1)防火涂料的涂裝,應(yīng)在鋼結(jié)構(gòu)安裝就位,并經(jīng)驗(yàn)收合格后進(jìn)行。(2)鋼結(jié)構(gòu)防火涂料涂裝前鋼材表面表面應(yīng)除銹,并根據(jù)設(shè)計(jì)要求涂裝防腐底漆。防腐底漆與防火涂料不應(yīng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。(3)防火涂料涂裝基層不應(yīng)有油污、灰塵和泥砂等污垢。鋼構(gòu)件連接處4~12mm寬的縫隙應(yīng)采用防火涂料或其它防火材料,如硅酸鋁纖維棉,防火堵料等填補(bǔ)堵平。(4)對(duì)大多數(shù)防火涂料而言,施工過程中和涂層干燥固化前,環(huán)境溫度應(yīng)宜保持在5~38℃之間,相對(duì)濕度不應(yīng)大于85%,空氣應(yīng)流動(dòng)。涂裝時(shí)構(gòu)件表面不應(yīng)有結(jié)露;涂裝后4h內(nèi)應(yīng)保護(hù)免受雨淋。3.厚涂型防火涂料涂裝(1)施工方法與機(jī)具厚涂型防火涂料一般采用噴涂施工。機(jī)具可為壓送式噴涂機(jī)或擠壓泵,配能自動(dòng)調(diào)壓的0.6~0.9m3/min的空壓機(jī),噴槍口徑為6~12mm,空氣壓力為0.4~0.6MPa。局部修補(bǔ)可采用抹灰刀等工具手工抹涂。(3)涂料的攪拌與配置1)由工廠制造好的單組份濕涂料,現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)采用便攜式攪拌器攪拌均勻。2))由工廠提供的干粉料,現(xiàn)場(chǎng)加水或用其它稀釋劑調(diào)配,應(yīng)按涂料說明書規(guī)定配比混合攪拌,邊配邊用。3)由工廠提供的雙組分涂料,按配制涂料說明規(guī)定的配比混合攪拌,邊配邊用。特別是化學(xué)固化干燥的涂料,配制的涂料必須在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)用完。4)攪拌和調(diào)配涂料,使稠度適宜,即能在輸送管道中暢通流動(dòng),噴涂后不會(huì)流淌和下墜。(4)施工操作1)噴涂應(yīng)分2~5次完成,第一次噴涂以基本蓋住鋼材表面即可,以后每次噴涂厚度為5~10mm,一般以7mm左右為宜。通常情況下,每天噴涂一遍即可。2)噴涂時(shí),應(yīng)注意移動(dòng)速度,不能在同一位置久留,以免造成涂料堆積流淌;配料及往擠壓泵加料應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,不得停頓。3)施工工程中,應(yīng)采用測(cè)厚針檢測(cè)涂層厚度,直到符合設(shè)計(jì)規(guī)定的厚度,方可停止噴涂。4)噴涂后的涂層要適當(dāng)維修,對(duì)明顯的乳突,應(yīng)采用抹灰刀等工具剔除,以確保涂層表面均勻。4.薄涂型防火涂料涂裝(1)施工方法與機(jī)具1)噴涂底層、主涂層涂料,宜采用重力(或噴斗)式噴槍,配能自動(dòng)調(diào)壓的0.6~0.9m3/min的空壓機(jī)。噴嘴直徑為4~6mm,空氣壓力為0.4~0.6MPa。2)面層裝飾涂料,一般采用噴吐施工,也可以采用刷涂或滾涂的方法。噴涂時(shí),應(yīng)將噴涂底層的噴嘴直徑換為1~2mm,空氣壓力調(diào)為0.4MPa。3)局部修補(bǔ)或小面積施工,可采用抹灰刀等工具手工抹涂。(2)施工操作1)底層及主涂層一般應(yīng)噴2~3遍,每遍間隔4~24h,待前遍基本干燥后再噴后一遍。頭遍噴涂以蓋住基底面70%即可,二、三遍噴涂每遍厚度不超過2.5mm為宜。施工工程中應(yīng)采用測(cè)厚針檢測(cè)涂層厚度,確保各部位涂層達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)定的厚度。3)面層涂料一般涂飾1~2遍。若頭遍從左至右噴涂,二遍則應(yīng)從右至左噴涂,以確保全部覆蓋住下部主涂層。7.7鋼結(jié)構(gòu)工程安全技術(shù)7.7.1鋼結(jié)構(gòu)安裝工程安全技術(shù)鋼結(jié)構(gòu)安裝工程,絕大部分工作都是高空作業(yè),除此之外還有臨邊、洞口、攀登、懸空、立體交叉作業(yè)等;施工中還使用有起重機(jī)、電焊機(jī)、切割機(jī)等用電設(shè)備和氧氣瓶、乙炔瓶等化學(xué)危險(xiǎn)品,以及吊裝作業(yè)、電弧焊與氣切割明火作業(yè)等,因此,施工中必須貫徹“安全第一、預(yù)防為主”的方針,確保人身安全和設(shè)備安全。此外由于鋼結(jié)構(gòu)耐火性能差,任何消防隱患都可能造成重大經(jīng)濟(jì)損失,還必須加強(qiáng)施工現(xiàn)場(chǎng)的消防安全工作。1.施工安全要求(1)高空安裝作業(yè)時(shí),應(yīng)戴好安全帶,并應(yīng)對(duì)使用的腳手架或吊架等進(jìn)行檢查,確認(rèn)安全后方可施工。操作人員需要在水平鋼梁上行走時(shí),安全帶要掛在鋼梁上設(shè)置的安全繩上,安全繩的立桿鋼管必須與鋼梁連接牢固。(2)高空操作人員攜帶的手
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