第六章鋼結構的制作、安裝與防護1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系內容提要6.1鋼結構制作的主要工序6.2鋼結構防腐蝕6.3鋼結構的防火6.4鋼結構安裝6.5鋼結構驗收1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系第六章鋼結構制作安裝與防護6.1鋼結構制作的主要工序1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系6.1鋼結構制作的主要工序…1-鋼結構構件制造—金屬結構制造廠；-鋼結構制作主要工序—生產準備、零件加工、裝配和油漆裝運等；-金屬結構制造廠—由鋼材倉庫、準備車間、放樣間、零件加工間、半成品倉庫、裝配車間和油漆裝運車間等組成；引言1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系鋼結構大流水作業生產的一般工藝流程6.1鋼結構制作的主要工序…21/15/2023昆明理工大學建工學院土木系6.1鋼結構制作的主要工序…3-鋼結構應依照相應施工圖進行制作安裝；并應符合現行《鋼結構工程施工質量驗收規范》（GB50205-2001)規定。-施工圖應按設計單位提供的設計圖及技術要求編制；-制作和安裝單位在施工前，應按設計文件和施工圖要求編制工藝流程和安裝的施工方案；

6.1.1一般要求-在制作安裝過程中，應嚴格按工序檢驗合格后，方能進入下道工序；1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系6.1鋼結構制作的主要工序…4-鋼材應附有質量保證書，并符合設計文件要求；-鋼材表面銹蝕、麻點或刻痕的深度不得大于該鋼材厚度負偏差值的一半，斷口處如有分層缺陷，應會同有關部門研究處理；-連接材料和涂料應附有質量保證書，并符合設計文件要求和國家標準的規定；-嚴禁使用藥皮脫落或焊芯生銹的焊條，受潮結塊或已熔燒過的焊劑及銹蝕、碰傷或混批的高強度螺栓。1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系6.1鋼結構制作的主要工序…5-鋼材矯正

6.1.2鋼結構制作的主要工序-矯正的主要形式有矯直、矯平及矯形矯直。矯正是利用鋼材的塑性、熱脹冷縮的特性，以外力或內應力作用迫使鋼材反變形，消除鋼材的彎曲、翹曲、凹凸不平等缺陷。-矯正按加工工序分有原材料矯正、成型矯正、焊后矯正等。矯正可采用機械矯正、火焰矯正、手工矯正等。根據矯正時的溫度分有冷矯正、熱矯正。1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系6.1鋼結構制作的主要工序…6-放樣-放樣是鋼結構制作工藝中的第一道工序，其工作的準確與否將直接影響到整個產品的質量，至關重要。為了提高放樣和號料的精度和效率，有條件時，應采用計算機輔助設計。-放樣工作包括如下內容：核對圖紙的安裝尺寸和孔距；以1:1的大樣放出節點；核對各部分的尺寸；制作樣板和樣桿作為下料、彎制、銑、刨、制孔等加工的依據。1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系6.1鋼結構制作的主要工序…7-號料-號料（也稱劃線），即利用樣板、樣桿或根據圖紙，在板料及型鋼上畫出孔的位置和零件形狀的加工界線。號料的一般工作內容包括：檢查核對材料；在材料上劃出切割、銑、刨、彎曲、鉆孔等加工位置，打沖孔，標注出零件的編號等。-號料一般先根據料單檢查清點樣板和樣桿、點清號料數量、準備號料的工具、檢查號料的鋼材規格和質量，然后依據先大后小的原則依次號料，并注明接頭處的字母、焊縫代號。號料完畢，應在樣板、樣桿上注明并記下實際數量。1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系6.1鋼結構制作的主要工序…8-切割-切割的目的就是將放樣和號料的零件形狀從原材料上進行下料分離。鋼材的切割可以通過切削、沖剪、摩擦機械力和熱切割來實現。常用的切割方法有：機械剪切、氣割和等離子切割三種方法。-在鋼結構制孔中包括鉚釘孔、普通螺栓連接孔、高強度螺栓孔、地腳螺栓孔等，制孔方法通常有沖孔和鉆孔兩種。-制孔-鉆孔是鋼結構制造中普遍采用的方法，能用于幾乎任何規格的鋼板、型鋼的孔加工。1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系6.1鋼結構制作的主要工序…9-鉆孔的加工方法分為劃線鉆孔、鉆模鉆孔和數控鉆孔。

a）鉆模；b）鉆套-當鉆孔批量大、孔距精度要求較高時，應采用鉆模鉆孔。鉆模有通用型、組合式和專用鉆模，圖示是一種節點板的鉆模示意圖。-劃線鉆孔在鉆孔前先在構件上劃出孔的中心和直徑，并在孔中心打樣沖眼，作為鉆孔時鉆頭定心用；在孔的圓周上（90°位置）打四只沖眼，作鉆孔后檢查用。劃線工具一般用劃針和鋼尺。1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系6.1鋼結構制作的主要工序…10-沖孔是在沖孔機（沖床）上進行，一般適用于非圓孔。也可用于較薄的鋼板和型鋼上沖孔，單孔徑一般不小于鋼材的厚度，此外，還可用于不重要的節點板、墊板和角鋼拉撐等小件加工。沖孔生產效率較高，但由于孔的周圍產生冷作硬化，孔壁質量較差，有孔口下塌、孔的下方增大的傾向，所以，一般用于對質量要求不高的孔以及預制孔（非成品孔），在鋼結構主構件中較少直接采用。-數控鉆孔是近年來發展的新技術，它無需在工件上劃線，打樣沖眼。加工過程自動化，高速數控定位、鉆頭行程數字控制。鉆孔效率高、精度高，它是今后鋼結構加工的發展方向。1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系6.1鋼結構制作的主要工序…11-邊緣加工-在鋼結構加工中一般需要邊緣加工，除圖紙要求外，在梁翼緣板、支座支承面、焊接坡口及尺寸要求嚴格的加勁板、隔板、腹板和有孔眼的節點板等部位應進行邊緣加工。常用的邊緣加工方法主要有：鏟邊、刨邊、銑邊、碳弧氣刨、氣割和坡口機加工等。-在鋼結構制作中，彎制成型的加工主要是卷板（滾圓）、彎曲（煨彎）、折邊和模具壓制等幾種加工方法。彎制成型的加工工序是由熱加工或冷加工來完成的。

-冷彎和熱彎1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系6.1鋼結構制作的主要工序…12-把鋼材加熱到一定溫度后進行的加工方法，通稱熱加工。熱加工常用的有兩種加熱方法，一種是利用乙炔火焰進行局部加熱；這種方法簡便，但是加熱面積較小。另一種是放在工業爐內加熱，其加熱面積很大。-鋼材在常溫下進行加工制作，通稱冷加工。冷加工絕大多數是利用機械設備和專用工具進行的。應注意低溫時不宜進行冷加工。低溫中的鋼材，其韌性和延伸性均相應減小，極限強度和脆性相應增加，若此時進行冷加工受力，易使鋼材產生裂紋。-與熱加工相比，冷加工具有如下優點：①使用的設備簡單，操作方便；②節約材料和燃料；③鋼材的機械性能改變較小，材料的減薄量甚少。

1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系6.1鋼結構制作的主要工序…13-在常溫狀態下進行滾圓鋼板的方法有：機械滾圓、胎模壓制和手工制作三種加工方法。機械滾圓是在卷板機（又叫滾板機、軋圓機）上進行的。a）對稱式三輥卷板機；b）不對稱式三輥卷板機；c）四輥卷板機

滾圓機原理-彎曲按加熱程度分為冷彎和熱彎。冷彎是在常溫下進行彎制加工，此法適用于一般薄板、型鋼等的加工；熱彎是將鋼材加熱至950~1100℃，在模具上進行彎制加工，它適用于厚板及較復雜形狀構件、型鋼等的加工。1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系6.1鋼結構制作的主要工序…14-彎曲加工設備有型鋼滾圓機、液壓彎管機及壓力機床等-裝配是把加工好的零件按照施工圖紙拼裝成構件，并點焊固定成形準備焊接。在構件最后裝配前，必須再次檢查各組裝構件的外形尺寸、孔位、垂直度、平整度，彎曲構件的曲率等，符合要求后應將零件上的鐵銹、毛刺和油污等消除干凈。-裝配-焊接-焊縫連接是現代鋼結構最主要的連接方式，它適用任何形狀的結構，連接構造簡單，省鋼省工，能實現自動化操作，焊接質量受材料、操作影響較大。因此，建筑鋼結構焊接時應考慮以下問題：1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系6.1鋼結構制作的主要工序…15①焊接方法的選擇應考慮焊接構件的材質和厚度、接頭的形式和焊接設備；②焊接工藝及作業程序；③焊接質量檢驗。-焊縫連接常用的有三種形式：電弧焊、電阻焊及氣焊。電弧焊是工程中應用最普遍的焊接形式。-首先進行焊前準備工作，焊前準備包括坡口制備、預焊部位清理、焊條烘干、預熱、預變形及高強度鋼切割表面探傷等。-焊接施工包括以下幾個步驟：

1．引弧與熄弧

引弧有碰擊法和劃擦法兩種。碰擊法是將焊條垂直于工件進行碰擊，然后迅速保持一定距離；劃擦法是將焊條端頭輕輕劃過工件，然后保持一定距離。施工中，嚴禁在焊縫區以外的母材上打火引弧。在坡口內引弧的局部面積應熔焊一次，不得留下弧坑。1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系6.1鋼結構制作的主要工序…16

3．完工后的處理焊接結束后的焊縫及兩側，應徹底清除飛濺物、焊渣和焊瘤等。無特殊要求時，應根據焊接接頭的殘余應力、組織狀態、熔敷金屬含氫量和力學性能決定是否需要焊后熱處理。2．運條方法

電弧點燃之后，就進入正常的焊接過程。焊接過程中焊條同時有三個方向的運動：①沿其中心線向下送進；②沿焊縫方向移動；③橫向擺動。由于焊條被電弧熔化逐漸變短，為保持一定的弧長，就必須使焊條沿其中心線向下送進，否則會發生斷弧。焊條沿焊縫方向移動速度的快慢要根據焊條直徑、焊接電流、工件厚度和接縫裝配情況及所在位置而定。移動速度太快，焊縫熔深太小，易造成未透焊：移動速度太慢，焊縫過高，工件過熱，會引起變形增加或燒穿。為了獲得一定寬度的焊縫，焊條必須橫向擺動。在做橫向擺動時，焊縫的寬度一般是焊條直徑的1.5倍左右。以上三個方向的動作密切配合，根據不同的接縫位置、接頭形式、焊條直徑和性能、焊接電流、工件厚度等情況，采用合適的運條方式（表6-4），就可以在各種焊接位置得到優質的焊縫。1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系6.1鋼結構制作的主要工序…17-銑端、鉆安裝孔及總檢查-對于需要靠端面承壓傳力的構件的傳力端應進行銑端-鉆安裝孔一般在構件焊好之后進行，以保證它有較高的精確度，為便于安裝時的調整，安裝孔徑可比螺桿直徑大1～2mm。-制安裝孔有兩種方法：一是在構件的相應零件上先沖成或鉆成比設計孔徑小3mm的孔，待各構件出廠前進行整個結構的預總裝時，再擴鉆到設計孔徑；二是利用鉆模再各構件上鉆安裝孔，這樣就可免去預總裝工序，比較簡便。-最后進行總檢查，進行油漆，裝運上車，發運到安裝工地。1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系6.1鋼結構制作的主要工序…18-為了保證鋼結構質量，金屬制造廠、建設、設計等單位應按照各自的要求工作，設計單位必須考慮制作、運輸和安裝等條件對設計的要求；-構件型式、截面組合及連接形式都要有利于構件的制造和安裝，在保證結構安全和使用的前提下，減少制作工作量，減少構件類型和避免熱加工；-盡可能減少節點和構件的類型；

6.1.3鋼結構制作對設計的要求-在劃分結構和運輸單元時，要考慮便于安裝，符合工廠和工地安裝起吊和當地交通運輸條件；1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系6.1鋼結構制作的主要工序…19-盡量減少焊縫的總長度，除非必要，不宜增加焊腳的尺寸；-在同一運輸單元中，最好用一種直徑的螺栓，在整個結構中也不宜多于2～3種直徑；-盡量采用工廠制作，減少工地焊接，避免焊縫應力集中，避免仰焊或凹弧焊；-盡量減輕結構自重，利于節約鋼材，提高抗震性能。1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系第六章鋼結構制作安裝與防護6.2鋼結構防腐蝕1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系6.2鋼結構防腐蝕…1-化學腐蝕

6.2.1銹蝕的類型及機理-電化學腐蝕

6.2.2防腐的方法-制成合金鋼-金屬鍍層保護-非金屬涂層保護-陰極保護1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系6.2鋼結構防腐蝕…2-構造保護

6.2.3環境分類-《工業建筑防腐蝕設計規范》（GB50046-95）中將鋼結構腐蝕等級按所處環境的腐蝕介質含量和空氣中的相對濕度分為無、弱、中和強四類。-防腐涂料一般由底漆和面漆組成；-底漆中含粉料多，基料少，成膜粗糙，與鋼材表面的粘結附著力強，并與面漆結合好，主要功能是防銹，故稱防銹底漆；

6.2.4防腐涂料1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系6.2鋼結構防腐蝕…3-面漆則粉料少，基料多，成膜后有光澤，主要功能是保護下層底漆，對大氣和濕氣有高度的不滲透性，具有防銹性能，因漆膜光澤，能增強建筑的美觀；選用原則-良好的耐腐蝕性；-耐候性；-良好的附著性；-易于施工；-良好的色澤；-底漆、中間漆和面漆應配套；1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系6.2鋼結構防腐蝕…4

6.2.5鋼基材處理-鋼基材處理直接關系到防腐涂層壽命的長短，故而提出鋼基材表面處理質量等級，具體參照《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》和《鋼結構工程施工質量驗收規范》（GB50205-2001）的相應規定。-防腐涂料一般由底漆和面漆組成；-底漆中含粉料多，基料少，成膜粗糙，與鋼材表面的粘結附著力強，并與面漆結合好，主要功能是防銹，故稱防銹底漆；

6.2.6涂料施工1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系6.2鋼結構防腐蝕…5

6.2.7鋼結構設計與防腐蝕工藝的相關問題-鋼基材處理直接關系到防腐涂層壽命的長短，故而提出鋼基材表面處理質量等級，具體參照《涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級》和《鋼結構工程施工質量驗收規范》（GB50205-2001）的相應規定。1/15/2023昆明理工大學建工學院土木系第六章鋼結構制作安裝與防護6.3鋼結構的