哈工大-轻型钢结构讲义6综述

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1、 第 六 章 轻型钢结构的制造、安装 1 6-1 钢构件加工 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

2、很大的差 别。 2 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 号料时应根据焊接变形

3、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35mm。 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 轻 型

4、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

5、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 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90 C。 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，挠度矢高不应超 过 构件长度的1/

6、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 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： 0.01b 式中 ：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：01.0

7、mm； 圆度：2.0mm； 中心线垂直度：0.03t（板厚），且2.0mm。 b b 确需采用 7 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5005011200120130003000 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

8、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 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

9、沾污。 摩擦面抗滑移系数的试验方法可参照钢结构高强 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 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3050mm范围内的铁锈、 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

10、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 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

11、同，且不得将钢材烧穿。 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 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，

12、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100150的温 度 下保存，酸性焊条可在150250的烘箱内恒温12 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 型钢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

13、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 6-2 .3 安装 结构构件堆放场地应平整，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

14、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 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。 安装檩条和墙梁时，应采取措施保证拉条拉紧和檩 条 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 轻型钢结构制作和安装质量除应符合以上规定外， 尚 应符合现行国家标准钢结构工程施工质量验收规范 GB50205的规定。 16