轻型钢结构加工制造.pdf

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第一章轻型钢结构加工制造的基本知识
轻型钢结构工程是一个系统工程,它包括设计、加工制造和施工安装三个过程;包含
的具体内容有:主结构系统、次结构系统和围护系统三大方面。了解轻型钢结构各个组成
部分的加工制造过程对于工程师而言是十分必要的。
主结构系统包括主刚架和支撑体系。支撑体系包括水平支撑、柱间支撑和刚性系杆等
部分。由于支撑体系采用的构件大多为圆钢、角钢和钢管等,构件简单、制作方便,且支撑
体系节点多为标准节点,因此这部分产品大多为各公司的标准产品。
本章仅从轻型钢结构的主刚架和围护系统两方面介绍轻型钢结构的加工制造;同时介绍
钢结构的防腐处理和防火处理的相关知识。
第一节 H 型钢的制作及其设备
轻型钢结构的主刚架包括门式刚架和山墙抗风柱等部分。主刚架作为建筑结构的骨架,
支承整个建筑结构系统,承受和传递着各类荷载。根据跨度、高度及荷载的不同,门式刚
架的梁、柱一般采用变截面或等截面的实腹式焊接 H 型截面或轧制 H 型截面。变截面构件
通常改变腹板的高度做成楔形形状,必要时也可改变腹板的厚度。结构构件在运输单元内
一般不改变翼缘截面,邻接的运输单元可采用不同厚度和宽度的翼缘截面。因受加工设备
限制,H 型钢截面高度一般不能超过 2m。下面将按焊接 H 型钢生产工艺流程的顺序介绍焊
接 H 型钢的制作机器设备。
一、板材下料切割
板材下料切割的方法有:机械切割法、气割法、等离子切割法等。
在钢结构制造厂中,一般情况下,钢板厚度在 12~16mm 以下的直线型切割,采用剪切
下料。常用的剪切机械有剪板机。
气割多用于带曲线的零件和厚钢板的切割。气割能切割各种厚度的钢材,设备灵活、费
用经济、切割精度较高,是目前使用最广泛的切割方法。气割按切割设备可分为:手工气割、
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半自动气割、仿型气割、多头气割、数控气割和光电跟踪气割。焊接 H 型钢生产线的下料设
备一般配备数控多头切割机或直条多头切割机,此类切割设备是高效率的板条切割设备,纵
向割矩可根据要求配置,可一次同时加工多块板条。(见图 1-2)
各类型钢以及钢管等的下料通常采用锯割。常用的锯割机械有:弓形锯、带锯、圆盘锯、
摩擦锯和砂轮锯等。
等离子切割主要用于熔点较高的不锈钢材料及有色金属的切割。
二、板材矫正整平
H 型钢在组立焊接之前,先要对原材料(钢板)进行矫正、整平。常用的机械设备有板
条矫平机(见图 1-3)。
三、H 型组立、焊接
矫平的钢板(翼缘板、腹板)进入 H 型钢自动组立机,在组立生产线上,将未焊接的翼
缘板和腹板先工作组立器具定位好,进行头部定位焊。此类设备一般都采用 PLC 可编程序控
制器,对型钢的夹紧、对中、定位点焊及翻转实行全过程自动控制,速度快、效率高。(见
图 1-4)组立好的 H 型钢进入焊接机,H 型钢生产配备的焊机一般为埋弧自动焊机,从类型
上可分为门式焊接机(见图 1-5)及悬臂式焊接机两种类型。焊机一般都配备有焊缝自动跟
踪系统、焊剂自动输送回收系统及快速返程功能。
四、H 型矫正
轻型钢结构构件的翼缘、腹板通常采用较薄的钢板,焊接容易产生比较大的焊接变形,
且翼缘板与腹板的垂直度也有偏差,这时需要通过矫正机对焊接后的 H 型钢进行矫正。(见
图 1-6)。
五、钻孔、锁口、抛丸、涂装
钢结构的连接节点多采用高强螺栓,因此孔加工在钢结构制造中占有一定的比重。制孔
通常有钻孔和冲孔两种方法。钻孔是钢结构制造中普遍采用的方法,几乎能用于任何规格的
钢板、型钢的孔加工。钻孔的精度高,对孔壁损伤较小。冲孔一般只用于较薄钢板和非圆孔
的加工且孔径不小于钢材厚度的加工。冲孔生产效率虽高,但由于孔的周围产生冷作硬化,
孔壁质量差等原因,通常只用于檩条、墙梁端部长圆孔的制备。
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