淺談建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作

鄺伯初

（博思格建筑鋼結(jié)構(gòu)（廣州）有限公司，廣東 廣州 510530）

1 引言

鋼結(jié)構(gòu)是從承重骨架的材料角度定義的，即指結(jié)構(gòu)體系中主要受力構(gòu)件由鋼材做成的房屋建筑。鋼結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)體系主要是由鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼通過連接、制造、組裝而成。

2 鋼結(jié)構(gòu)的特點

和其他材料的房屋結(jié)構(gòu)相比，具有以下幾個方面的特點：強(qiáng)度高、質(zhì)量輕；材料均勻，塑性、韌性、抗震等性能良好；制造簡單，工業(yè)化程度高，施工周期短；構(gòu)件截面小，有效空間大。鋼結(jié)構(gòu)因為擁有這些特性而使得其被應(yīng)用在很多建筑工程等工程中。

3 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加工制作

在建筑工程施工中使用的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件具備其特有的一套制作加工的方法，其流程如圖所示。

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件制作加工流程簡圖

其中鋼材的下料方法有氣割、機(jī)械剪切、等離子切割和鋸切等；平直方法主要有人工矯正、機(jī)械矯正、火焰矯正和混合矯正等；制孔也包括了鉆孔、擴(kuò)孔、锪孔、沖孔和鉸孔。

3.1 下料

鋼材的下料有一定的規(guī)定，其偏差應(yīng)該符合相關(guān)的規(guī)定，主要使用的方法有氣割、機(jī)械剪切、等離子切割和鋸切等。

3.1.1 氣割

利用氧氣和燃料燃燒時產(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。它可以對各種鋼材進(jìn)行切割，而氧氣的純度和氣體消耗量、切割速度、切割質(zhì)量有很大的關(guān)系。

氧氣切割是鋼材切割工藝中最簡單、最方便的一種，近年來又通過提高火焰的噴射速主星效率和質(zhì)量大為提高，目前多頭切割和電磁仿形、光電跟蹤等自動切割也已經(jīng)廣泛使用。

3.1.2 機(jī)械剪切

用剪切機(jī)和沖切機(jī)切割鋼材是最方便的切割方法，適用于較薄板材和曲線切割。當(dāng)鋼板厚度較大時，不容易保證其平直，且離剪切邊緣2～3mm的范圍內(nèi)，會產(chǎn)生嚴(yán)重的冷作硬化，使脆性增大。剪切采用碳工具鋼和合金工具鋼，剪切的間隙應(yīng)根據(jù)板厚調(diào)整。

3.1.3 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)2000℃～3000℃的等離子弧熔化而進(jìn)行切割。切割時，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，可用于切割用氧割和電弧所不能切割或難以切割的鋼材。切割時，應(yīng)先清除鋼材表面切割區(qū)域的鐵銹、油污等；切割后，斷口上不得有裂紋和大于1.0mm 的缺棱。

3.2 平直

鋼材在運輸、裝卸、堆放和切割過程中，有時會產(chǎn)生不同的彎曲波浪變形，如變形值超過規(guī)范規(guī)定的允許值時，必須在下料之前及切割之后進(jìn)行平直矯正。常用的平直方法有人工矯正、機(jī)械矯正、火焰矯正和混合矯正等。鋼材校正后的允許偏差應(yīng)符合相應(yīng)的規(guī)范規(guī)定。

3.2.1 人工矯正

人工矯正采用錘擊法，錘子使用木錘，如用鐵錘，應(yīng)設(shè)平墊。錘的大小、錘擊點和著力的輕重程度應(yīng)根據(jù)型鋼的截面尺寸和板料的厚度合理選擇。該法適用于薄板或比較小的型鋼構(gòu)件的彎陷、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，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。

采用本法時，應(yīng)根據(jù)型鋼截面的尺寸和板厚，合理選擇錘的大小，并根據(jù)變形情況確定錘擊點和著力的輕重程度。當(dāng)型鋼邊緣局部彎曲時，亦可配合火焰加熱。

3.2.2 機(jī)械矯正

機(jī)械矯正適用于一般板件和型鋼構(gòu)件的變形矯正，但普通碳素鋼在低于-16℃、低合金鋼低于-12℃時不得使用本法。板料變形采用多輥平板機(jī)，利用上、下兩排輥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)。

3.2.3 火焰矯正

火焰矯正變形一般只適用于低碳鋼和16Mn鋼，對于中碳鋼、高合金鋼、鑄鐵和有色金屬等脆性較大的材料，則由于冷卻收縮變形產(chǎn)生裂紋而不宜采用。其中，點狀加熱適于矯正板料局部彎曲或凹凸不平；線狀加熱多用于10mm以上板的角變形和局部圓弧、彎曲變形的矯正：三角形加熱面積大，收縮量也大，適于型鋼、鋼板及構(gòu)件縱向彎曲的矯正。火焰加熱的溫度一般為700℃，最高不應(yīng)超過900℃。

3.2.4 混合矯正

混合矯正法適用于型材、鋼構(gòu)件、工字梁、吊車梁、構(gòu)架或結(jié)構(gòu)構(gòu)件的局部或整體變形的矯正，常用方法有矯正胎加撐直機(jī)、壓力機(jī)、油壓機(jī)或沖壓機(jī)等?；蛴眯⌒鸵簤呵Ы镯?，或加橫梁配合熱烤。該法是將零部件或構(gòu)件兩端墊以支承件，通過壓力將其凸出變形部位矯正。

3.3 制孔

3.3.1 鉆孔

鉆孔有人工鉆孔和機(jī)床鉆孔兩種方式，前者采用手槍式或手提式電鉆直接鉆孔，多用于鉆直徑較小、板厚較薄的孔，也可以采用手抬式壓杠電鉆鉆孔，其不受工件位置和大小的限制，可鉆一般鋼結(jié)構(gòu)的孔；后者采用臺式或立式搖臂鉆床鉆孔，其施鉆方便，工效和精度都較高，如鉆制精度要求高的A、B級螺栓孔或折疊層數(shù)多、長排連接、多排連接的群孔時，可借助鉆模卡在工件上制孔，各級螺栓孔孔徑和孔距的允許偏差應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)范規(guī)定。

3.3.2 擴(kuò)孔

擴(kuò)孔采用擴(kuò)孔鉆或麻花鉆，當(dāng)麻花鉆擴(kuò)孔時，需將后角修小，以使切屑少而易于排出，可提高孔的表面光潔度，其主要用于構(gòu)件的安裝和拼裝。

3.3.3 锪孔

锪孔是將已鉆好的孔的上表面加工成一定形狀的孔，常用的有錐形埋頭孔、圓柱形頭孔等。錐形埋頭孔應(yīng)用專用的錐形孔鉆制孔，或用麻花鉆改制；圓柱形埋頭孔應(yīng)用柱形鉆，鉆前端設(shè)導(dǎo)向柱，以確保位置的正確。

3.3.4 沖孔

沖孔一般用于沖制非圓孔 (圓孔多用鉆孔)和薄板孔。沖孔的直徑應(yīng)大于板厚，否則易長壞沖頭。如大批量沖孔時.應(yīng)按批抽查孔的尺寸及孔的中心距，以便及時發(fā)現(xiàn)問題而及時多正；當(dāng)環(huán)境溫度低于-20℃時，應(yīng)禁止沖孔；沖裁力應(yīng)按相應(yīng)的公式計算得到。

3.3.5 鉸孔

鉸孔是用絞刀對已經(jīng)粗加工的孔進(jìn)行精加工，可提高孔的表面光潔度和精度。

[1]呂建微.高層建筑鋼結(jié)構(gòu)施工技術(shù)與管理[J].黑龍江科技信息,2010,36.

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