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1、钢结构加工制作方面的基本知识钢结构加工制作方面的基本知识【与初学者共同学习与初学者共同学习】（1） 钢材力学指标：结构用钢的力学指标包括屈服点、抗拉强度、延伸率、低温冲击韧性。这些指标应符合钢结构设计规范的要求，但其中低温冲击韧性仅在结构可能处于低温环境下工作时才要检验。钢材力学指标的测定须符合钢材力学及工艺性能试验取样规定（GB2975-82） （2） 钢材化学成分：与钢材的可加工性、韧性、耐久性等有关。其中主要是碳的含量，合金元素的含量及硫、磷等杂质元素的限制含量应符合规范（GB222-84）要求。 （3） 工艺性能：工艺性能主要包括可焊性和加工性能。可焊性与含碳量或碳当量（低合金钢）有关
2、，可用可焊性试验鉴定。加工性能则通过冷弯试验来确定。按（GB232-88）为标准。 （4） 几何尺寸偏差：钢材（钢板、型钢、圆钢、钢管）的外形尺寸与理论尺寸的偏差必须在允许范围内。允许偏差值可参考国家标准 GB709-88、GB706-88、GB787-88、GB978-88，GB707-88、GB816-87 等。 （5） 钢材外形缺陷：钢材表面不得有气泡、结疤、拉裂、裂纹、褶皱、夹杂和压入的氧化铁皮。这些缺陷必须清除，清除后该处的凹陷深度不得大于钢材厚度负偏差值。另外，当钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度负偏差值的1/2。 （6） 机械切割：使用机械力（剪切、锯割
3、、磨削）切割，相应的机械有剪板机、锯床、砂轮机等，较适合于厚度在 1216mm 以下钢板或型材的直线性切割。 （7） 气割：使用氧-乙炔、丙烷、液化石油气等火焰加热融化金属，并用压缩空气吹去融蚀的金属液，从而使金属割离，适合于曲线切割和多头切割。 ） （8） 等离子切割：利用等离子弧线流实现切割，适用于不锈钢等高熔点材料的切割。 （9） 热成形加工：是指将钢材加热到一定温度后再进行加工。这种方法适于成形、弯曲和矫正在常温下不能做的工件。热加工终止温度不得低于 700。加热温度在 200300时钢材产生蓝脆，严禁锤打和弯曲。含碳量超出低碳钢范围的钢材一般不能进行热加工。（10）冷成形加工：是在常
4、温下进行的。由于外力超出材料的屈服强度而使材料产生要求的永久变形，或由于外力超出了材料的极限强度而使材料的某些部分按要求与材料脱离。冷加工都有使材料变硬变脆的趋势，因而可通过热处理使钢材恢复正常状态或刨削掉硬化较严重的边缘部分。环境温度低于-16时不得冷加工碳素钢。低于-12时，不得加工低合金钢。 （11）弯曲加工：根据设计要求，利用加工设备和一定的工装模具把板材或型钢弯制成一定形状的工艺方法。冷弯适合于薄板、小型钢；热弯适合于较厚的板及较复杂的构件、型钢，热弯温度在9501100。 （12）卷板加工：在外力作用下使平钢板的外层纤维伸长，内层纤维缩短而产生弯曲变形的方法。卷板由卷板机完成。根据
5、材料温度的不同，又分为冷卷和热卷。卷板主要用于焊接圆管柱、管道、气包等。 （13）折边：把钢结构构件的边缘压弯成一定角度或一定形状的工艺过程称为折边。折边一般用于薄板构件。折边常用折边机，配合适当的模具进行。 （14）模压：模压是在压力设备上利用模具使钢材成型的一种方法。具体作法有落料成形、冲切成形、压弯、卷圆、拉伸、压延等。 （15） 铲边：铲边是通过对铲头的锤击作用而铲除金属的边缘多余部分而形成坡口。铲边有手工和风动之分，风动用风铲。铲边的精度较低，一般用于要求不高、少量坡口的加工。 （16） 刨边：刨边时工件被压紧，刨刀沿所加工边缘作往复运动，刨出坡口。刨边可刨直边或斜边。 （17） 铣
6、边：铣边与刨边类似，只是刨边机走刀箱的刀架和刨刀用盘形铣刀代替，即铣刀在沿边缘作直线运动的同时还作旋转运动，加工工效较高。 （18） 碳弧气刨：将碳棒作电极，与被刨削的金属间产生电弧将金属加热到融化状态，然后用压缩空气把融化的金属吹掉。工效较高。（19） 地样法：在装配平台上按 1：1 放构件实样，然后根据零件在实样上的位置，分别组装起来成为构件。 （20） 仿型复制法：先用地样法组装成单面结构，并加定位焊，然后翻身作为复制胎膜，在其上面装配另一单面结构。适用于横断面互为对称的桁架结构。 （21） 立装：根据构件的特点及其零件的稳定位置，选择自上而下或自下而上的装配，适于放置平稳、高度不大的结
7、构。 （22） 卧装：构件放置平卧位置装配。用于断面不大但长度较大的细长构件。 （23） 胎膜装配法：把构件的零件用胎膜定位在其装配位置上组装。用于制造构件批量大精度高的产品。 （24） 电弧焊：利用焊条与工件间产生的电弧热将金属熔合的过程称为电弧焊。电弧焊有手工焊、自动焊、半自动焊和气体保护焊之分。 （25） 电阻焊：以电流通过接触的两个焊件，在接触处电阻最大，电流通过产生高温，使材料呈半熔化状态，在加压力而熔合起来。一般用于对焊圆钢或点焊钢板。 （26） 电渣焊：借电流通过熔渣所产生的电阻热来熔化金属进行焊接。如用于箱形柱与梁刚接时柱内连接梁上下翼缘处加劲板的熔透焊。 （27） 手工焊：全
8、部用人工操作的电弧焊，工效低，质量靠自己，稳定性差，但灵活，适于较短而复杂的焊缝或工地焊。 （28） 埋弧自动焊：焊接时电弧埋在粉状焊剂下面，由机械自动撒焊剂并送出移动焊丝。适用于较长焊缝。焊缝质量好，效率高。 （29） 气体保护焊：用 CO2 或氩气等保护电弧焊熔化的金属，其焊丝和气体的送出均为自动，仅需手工移动焊枪。属半自动焊，焊接质量好，效率高。 （30） 抛丸：抛丸将粒径为 0.82.0mm 的钢丸经抛射机叶轮中心吸入,在叶轮尖定向高速抛出,射向需要作防锈处理的钢结构表面,达到机械除锈的目的.这种方法除锈效率高,费用低,污染少。高强度螺栓的知识高强度螺栓的知识高强度螺栓的知识quote
9、高强度螺栓在生产上全称叫高强度螺栓连接副，一般不简称为高强螺栓。 根据安装特点分为：大六角头螺栓和扭剪型螺栓。其中扭剪型只在10.9 级中使用。 根据高强度螺栓的性能等级分为：8.8 级和 10.9 级。其中 8.8 级仅有大六角型高强度螺栓，在标示方法上，小数点前数字表示热处理后的抗拉强度；小数点后的数字表示屈强比即屈服强度实测值与极限抗拉强度实测值之比。8.8 级的意思就是螺栓杆的抗拉强度不小于 800MPa，屈强比为 0.8；10.9 级的意思就是螺栓杆的抗拉强度不小于 1000MPa，屈强比为 0.9。 结构设计中高强度螺栓直径一般有 M16/M20/M22/M24/M27/M30，不
10、过 M22/M27 为第二选择系列，正常情况下选用 M16/M20 /M24/M30 为主。 高强度螺栓在抗剪设计上根据设计要求分为：高强度度螺栓承压型和高强度螺栓摩擦型。摩擦型的承载能力取决于传力摩擦面的抗滑移系数和摩擦面数量，喷砂（丸）后生赤锈的摩擦系数最高，但从实际操作来看受施工水平影响很大，很多监理单位都提出能否降低标准来确保工程质量。承压型的承载能力取决于螺栓抗剪能力和栓杆承压能力能力的最小值。在只有一个连接面的情况下，M16 摩擦型抗剪承载力为 21.645.0kN，而 M16 承压型抗剪承载力为39.248.6 kN，性能要优于摩擦型。在安装上，承压型工艺要简单一些，连接面仅需清
11、除油污及浮锈。 沿轴杆方向抗拉承载力，在钢结构规范中写的很有意思，摩擦型设计值等于 0.8 倍预拉力，承压型设计值等于螺杆有效面积乘以材料抗拉强度设计值，看起来似乎有很大区别，实际上两个值基本一致，我一直不太明白规范为什么要这么写，采用的都是同一种材料为何要用两种表达方式计算同一个数值？ 在同时承受剪力和杆轴方向拉力时，摩擦型要求是螺栓承受的剪力与受剪承载力之比加上螺杆承受轴力与受拉承载力应力比之和小于1.0，承压型要求是螺栓承受的剪力与受剪承载力之比的平方加上螺杆承受轴力于受拉承载力应力比的平方之和小于 1.0，也就是说在同种荷载组合情况下，相同直径的承压型高强度螺栓在设计上的安全储备要高于
12、摩擦型高强度螺栓的。 考虑到在强震反复作用下，连接摩擦面可能会失效，这时候的抗剪承载力还是要取决于螺栓抗剪能力和板件承压能力，因此抗震规范规定了高强度螺栓极限受剪的承载力计算公式。 尽管承压型在设计数值上占有优势，但由于其属于剪压破坏型式，螺栓孔为类似普通螺栓的孔隙型螺栓孔，在承受荷载作用时的变形远大于摩擦型，所以高强度螺栓承压型主要用于非抗震构件连接、非承受动荷载构件连接、非反复作用构件连接。 这两种型式的正常使用极限状态也是有区别的： 摩擦型连接是指在荷载基本组合作用下连接摩擦面发生相对滑移； 承压型连接是指在荷载标准组合作用下连接件之间发生相对滑移；焊缝与螺栓知识 焊缝等级 1. 焊缝等
13、级是施工验收等级，有三级。三级最低，只要求外观检查和尺寸检查。二级要求部分作超声波探伤检查。一级最高，要求全部做探伤检查。 2. 对焊缝等级来说，原则是受拉等级高于受压，受动力的高于受静力的。 3. 对接焊缝一般需要做无损探伤（或部分需要）。故一般对接焊缝的焊接等级为二级或一级，不小于二级。 4. 角焊缝没必要作无损探伤，故角焊缝为一级的话，就没有多少意义。一般角焊缝为二级或三级。 5. 焊缝等级见钢规 7.1.1 条，注意条文解释。 普通螺栓 1. 普通螺栓分 A、B、C 三种。前两种是精制螺栓，较少用。一般说的普通螺栓，均指 C 级普通螺栓。 2. 在一些临时连接及需拆卸的连接中，常用到
14、C 级普通螺栓。建筑结构常用的普通螺栓有 M16、M20、M24。某些机械工业粗制螺栓直径可能比较大，用途特殊。 高强螺栓 3.高强螺栓的材料与普通螺栓不同。高强螺栓一般用于永久连接。常用的有 M16M30。超大规格的高强螺栓性能不稳定，应慎重使用。4.建筑结构的主构件的螺栓连接，一般均采用高强螺栓连接。 5.工厂出厂的高强螺栓并不分承压型还是摩擦型。 6. 究竟是摩擦型高强螺栓与承压型高强螺栓？实际上是设计计算方法上有区别： （1） 摩擦型高强螺栓以板层间出现滑动作为承载能力极限状态。 （2）承压型高强螺栓以板层间出现滑动作为正常使用极限状态，而以连接破坏作为承载能力极限状态。 7.摩擦型高
15、强螺栓并不能充分发挥螺栓的潜能。在实际应用中，对十分重要的结构或承受动力荷载的结构，尤其是荷载引起反向应力时，应该用摩擦型高强螺拴，此时可把未发挥的螺栓潜能作为安全储备。除此以外的地方应采用承压型高强螺栓连接以降低造价。 普通螺栓与高强螺栓区别 8.普通螺栓可重复使用，高强螺栓不可重复使用。 9.高强螺栓一般由高强钢材制成（45 号钢(8.8s),20MmTiB(10.9S)，是预应力螺栓,摩擦型用扭矩扳手施加规定预应力,承压型拧掉梅花头。普通螺栓一般由普通钢材(Q235)制成，只需拧紧即可。 10.普通螺栓一般为 4.4 级、4.8 级、5.6 级和 8.8 级。高强螺栓一般为 8.8 级和
16、 10.9 级，其中 10.9 级居多。 11.普通螺栓的螺孔不一定比高强螺栓大。实际上，普通螺栓螺孔比较小。 12.普通螺栓 A、B 级螺孔一般只比螺栓大 0.30.5mm。C 级螺孔一般比螺栓大 1.01.5mm。 13.摩擦型高强螺栓靠摩擦力传递荷载，所以螺杆与螺孔之差可达1.52.0mm。 14.承压型高强螺栓传力特性是保证在正常使用情况下，剪力不超过摩擦力，与摩擦型高强螺栓相同。当荷载再增大时，连接板间将发生相对滑移，连接依靠螺杆抗剪和孔壁承压来传力，与普通螺栓相同，所以螺杆与螺孔之差略小些，为 1.01.5mm。 柱脚锚栓 19.锚栓没有等级，只有材料之分：Q235 和 Q345。建筑结构上用锚栓最多的就是柱脚锚栓。 20.柱脚锚栓既不属于普通螺栓也不属于高强螺栓。严格来说，它不属于螺栓。柱脚锚栓一般采用 M20 或 M24。 21. 柱脚锚栓的制造标准应该同普通螺栓的制造标准。柱脚锚栓买入的长度应该与其与混凝土之间的摩擦力，还有就是锚栓的形式有关。 膨胀螺栓和化学螺栓 22.不管是膨胀锚栓还是化学锚栓，均非国标规范中的连接形
