【正文】 截面。根據(jù)跨度、高度及荷載的不同，門式剛架的梁、柱一般采用變截面或等截面的實腹式焊接H型截面或軋制H型截面。第一節(jié) H型鋼的制作及其設(shè)備輕型鋼結(jié)構(gòu)的主剛架包括門式剛架和山墻抗風(fēng)柱等部分。由于支撐體系采用的構(gòu)件大多為圓鋼、角鋼和鋼管等，構(gòu)件簡單、制作方便，且支撐體系節(jié)點(diǎn)多為標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點(diǎn)，因此這部分產(chǎn)品大多為各公司的標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品。主結(jié)構(gòu)系統(tǒng)包括主剛架和支撐體系。第一章 輕型鋼結(jié)構(gòu)加工制造的基本知識輕型鋼結(jié)構(gòu)工程是一個系統(tǒng)工程，它包括設(shè)計、加工制造和施工安裝三個過程；包含的具體內(nèi)容有：主結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、次結(jié)構(gòu)系統(tǒng)和圍護(hù)系統(tǒng)三大方面。了解輕型鋼結(jié)構(gòu)各個組成部分的加工制造過程對于工程師而言是十分必要的。支撐體系包括水平支撐、柱間支撐和剛性系桿等部分。本章僅從輕型鋼結(jié)構(gòu)的主剛架和圍護(hù)系統(tǒng)兩方面介紹輕型鋼結(jié)構(gòu)的加工制造；同時介紹鋼結(jié)構(gòu)的防腐處理和防火處理的相關(guān)知識。主剛架作為建筑結(jié)構(gòu)的骨架，支承整個建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，承受和傳遞著各類荷載。變截面構(gòu)件通常改變腹板的高度做成楔形形狀，必要時也可改變腹板的厚度。因受加工設(shè)備限制，H型鋼截面高度一般不能超過2m。一、 板材下料切割板材下料切割的方法有：機(jī)械切割法、氣割法、等離子切割法等。常用的剪切機(jī)械有剪板機(jī)。氣割能切割各種厚度的鋼材，設(shè)備靈活、費(fèi)用經(jīng)濟(jì)、切割精度較高，是目前使用最廣泛的切割方法。焊接H型鋼生產(chǎn)線的下料設(shè)備一般配備數(shù)控多頭切割機(jī)或直條多頭切割機(jī)，此類切割設(shè)備是高效率的板條切割設(shè)備，縱向割矩可根據(jù)要求配置，可一次同時加工多塊板條。常用的鋸割機(jī)械有：弓形鋸、帶鋸、圓盤鋸、摩擦鋸和砂輪鋸等。二、 板材矯正整平H型鋼在組立焊接之前，先要對原材料（鋼板）進(jìn)行矯正、整平。三、 H型組立、焊接矯平的鋼板（翼緣板、腹板）進(jìn)入H型鋼自動組立機(jī)，在組立生產(chǎn)線上，將未焊接的翼緣板和腹板先工作組立器具定位好，進(jìn)行頭部定位焊。（見圖14）組立好的H型鋼進(jìn)入焊接機(jī)，H型鋼生產(chǎn)配備的焊機(jī)一般為埋弧自動焊機(jī)，從類型上可分為門式焊接機(jī)（見圖15）及懸臂式焊接機(jī)兩種類型。四、 H型矯正輕型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的翼緣、腹板通常采用較薄的鋼板，焊接容易產(chǎn)生比較大的焊接變形，且翼緣板與腹板的垂直度也有偏差，這時需要通過矯正機(jī)對焊接后的H型鋼進(jìn)行矯正。五、 鉆孔、鎖口、拋丸、涂裝鋼結(jié)構(gòu)的連接節(jié)點(diǎn)多采用高強(qiáng)螺栓，因此孔加工在鋼結(jié)構(gòu)制造中占有一定的比重。鉆孔是鋼結(jié)構(gòu)制造中普遍采用的方法，幾乎能用于任何規(guī)格的鋼板、型鋼的孔加工。沖孔一般只用于較薄鋼板和非圓孔的加工且孔徑不小于鋼材厚度的加工。常用的邊緣加工方法有：鏟邊、刨邊、銑邊、碳弧氣刨、氣割和坡口機(jī)加工等。銑邊機(jī)利用滾銑切削原理，對鋼板焊前的坡口、斜邊、直邊、U形邊可一次同時銑削成形，耗能少操作維修方便。噴射、拋射除銹設(shè)備的種類很多，如圖17拋丸機(jī)適用于各種型材和板材的表面清理。詳見第三節(jié)鋼結(jié)構(gòu)防腐處理。板材切割矯正、整平H 型組立H型焊接（埋弧焊）尺寸、焊縫檢查尺寸、外觀檢查H型矯正鉆孔、鎖口拋丸、涂裝涂裝檢查成品檢查編號打包發(fā)運(yùn)圖1－1 焊接H型鋼的生產(chǎn)流程制作好的焊接H型鋼需經(jīng)檢查合格后方可編號打包發(fā)運(yùn)，焊接H型鋼的允許偏差見表１－１。500≤h≤1000177。截面寬度（b）177。圖1－2 ESAB六米數(shù)控切割機(jī)圖1－3 W4324X1000板條矯平機(jī)圖1－4 HG1500組立焊圖1－5 ME11000門型自動埋弧焊圖1－6 精工Ⅲ型矯正機(jī)圖1－7 美國潘邦八拋頭拋丸機(jī)在H型鋼的制做過程中，板材切割下料、矯正整平，拼裝點(diǎn)焊、焊接及焊后翼緣矯正，按常規(guī)工藝是由多臺設(shè)備來完成的。下面介紹兩條生產(chǎn)線：單面焊生產(chǎn)線（見圖18）和通用H型鋼生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線包含目前鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)中規(guī)格最大的12m8m大型剪板機(jī)，H型鋼的腹板和翼緣板可用此剪板機(jī)一次性剪切下料，超過12mm厚的鋼板采用等離子切割機(jī)進(jìn)行切割。整平后的翼緣板進(jìn)入翼緣板生產(chǎn)線，經(jīng)過對接、沖孔、切斷而成為翼緣板半成品，進(jìn)入焊接生產(chǎn)線。通用H型鋼生產(chǎn)線由直條火焰切割機(jī)和12m8m剪板機(jī)將鋼板切割下料成腹板和翼緣板，經(jīng)組立機(jī)到門型自動埋弧焊機(jī)焊接，再經(jīng)翼緣矯正機(jī)矯正后成為焊接H型鋼。圖1－8 美國林肯單面焊生產(chǎn)線鋼結(jié)構(gòu)的主剛架制作加工中，工作量最大的是節(jié)點(diǎn)的加工制作，包括節(jié)點(diǎn)處的開孔、端板的定位焊接、加勁板的定位焊接等工作。翻轉(zhuǎn)機(jī)如圖1－9所示。圍護(hù)系統(tǒng)的制造是輕鋼結(jié)構(gòu)加工制造中技術(shù)含量最高的一部分，它直接決定了整個建筑的產(chǎn)品質(zhì)量。一、冷彎薄壁型鋼檁條的加工制造在輕型門式剛架結(jié)構(gòu)中，檁條和墻梁通常采用卷邊槽形（或稱C型）和帶斜卷邊的Z型冷彎薄壁型鋼。對Z、C型冷彎薄壁型鋼，～3mm，材質(zhì)為Q235鋼板、Q345鋼板或G450高張力連續(xù)熱浸鍍鋅鋼板三種。冷彎薄壁型鋼檁條的制作偏差應(yīng)符合表1－2。表1－2 檁條尺寸的允許偏差項目符號允許偏差（mm）項目符號允許偏差（mm）截面高度h177。3翼緣高度b177。斜卷邊或直卷邊長度A1＋63腹板縱向孔中心線距離S2177。3o兩端螺栓群中心距離S3177。5o檁條構(gòu)件的長度l177。3彎曲矢高cL/500腹板孔中心至構(gòu)件端部距離A3177。3注：符號含義見圖110。單層彩色壓型鋼板和復(fù)合夾芯板的原材料普通的彩色鋼板（鋼帶）是由金屬基材經(jīng)過表面處理（熱鍍鋅、熱鍍鋅鋁合金、熱鍍鋁及電鍍鋅和熱鍍鋅合金化鋼板），再在其上覆蓋彩色涂層（聚酯涂料、有機(jī)硅改性聚酯涂料、聚偏氟乙烯涂料，也可無涂層）制成。比較高級的彩板有以鋁鎂合金材料為基板的鋁鎂板。復(fù)合夾芯板的制作是采用兩層彩板做面層，中間注入液體聚氨脂(PU)、聚苯乙烯（EPS）或巖棉，再固化加壓一次成型制成。成型后的壓型鋼板及泛水板、包角板的基板不得有裂紋；漆膜應(yīng)無裂紋、剝落和擦痕等現(xiàn)象。表1－3 壓型金屬板的尺寸偏差項目項 目尺寸偏差（mm）波 距177。h70mm177。側(cè)向彎曲在測量長度l的范圍內(nèi)壓型鋼板壓型鋁板注：（1）h為壓型金屬板截面高度。單層彩色鋼板壓型機(jī)是采用多道成型輥將彩色鋼板連續(xù)冷彎成型的原理設(shè)計的。圖1－12～1－13列出了一些彩色壓型鋼板的生產(chǎn)設(shè)備。很多輕型鋼建筑在這些地方都存在泛水、滲水現(xiàn)象，其中一個重要原因就是其包邊板是手工折成而不是采用機(jī)械加工的，這些對建筑的排水效果及建筑外觀效果都不利，而采用折彎機(jī)折彎的收邊板產(chǎn)品質(zhì)量較好。這樣加工出來的包邊板與彩色壓型鋼板貼合緊密，防水性能好。圖1－14 JZW800折邊機(jī)四、通風(fēng)采光系統(tǒng)衡量輕型鋼建筑質(zhì)量好壞的另一很重要的標(biāo)準(zhǔn)就是其屋面采光通風(fēng)及防水系統(tǒng)產(chǎn)品的質(zhì)量，它直接關(guān)系到輕型鋼建筑的使用性能。 (a)采光天棚 (b)防水細(xì)部 (c)通風(fēng)氣樓圖1－15 屋面采光通風(fēng)及防水圖1－15所示分別為采光天棚、防水細(xì)部做法和通風(fēng)氣樓，一般通風(fēng)氣樓或通風(fēng)器有主動和被動排風(fēng)兩種形式，其型號、布置位置和布置數(shù)量與建筑的具體通風(fēng)要求有關(guān)，可以根據(jù)通風(fēng)器的排風(fēng)能力進(jìn)行計算。但是鋼材耐腐蝕性和耐銹蝕性差。鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕不僅造成經(jīng)濟(jì)損失，也給結(jié)構(gòu)的安全帶來隱患，由于鋼銹蝕而導(dǎo)致的工程事故也屢見不鮮。一、 鋼結(jié)構(gòu)防銹與涂裝的一般規(guī)定１、鋼結(jié)構(gòu)的防銹及涂裝設(shè)計應(yīng)遵守《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》GB500046與《鋼結(jié)構(gòu)管道涂裝技術(shù)規(guī)程》YB/T9256的有關(guān)規(guī)定；凡在鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中，均應(yīng)有防銹涂裝設(shè)計的內(nèi)容。３、輕型鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)按表14所示外界條件對結(jié)構(gòu)的侵蝕作用分類選擇表面處理方法及配套涂料。　?。病∫话愠鞘械纳虡I(yè)區(qū)及住宅區(qū)泛指無侵蝕性介質(zhì)的地區(qū)，工業(yè)區(qū)則包括受侵蝕介質(zhì)影響及散發(fā)輕微侵蝕性介質(zhì)的地區(qū)。1. 常溫下（100℃以下）鋼材的腐蝕機(jī)理常溫下鋼鐵的腐蝕主要是電化學(xué)腐蝕。大氣的相對濕度在60％以下時，鋼材的腐蝕是很輕微的；但當(dāng)相對濕度增加到某一數(shù)值時，鋼材的腐蝕速度突然升高，這一數(shù)值稱為臨界濕度。當(dāng)空氣被污染或在沿海地區(qū)空氣中含鹽時，臨界濕度都很低，鋼材表面容易形成水膜。大氣中的水分吸附在鋼材表面形成的水膜是造成鋼材腐蝕的決定因素；大氣的相對濕度和污染物的含量是影響大氣腐蝕程度的重要因素。高溫狀態(tài)下，水以氣態(tài)存在，電化學(xué)作用很小，降為次要因素。三、 鋼結(jié)構(gòu)腐蝕的防護(hù)方法根據(jù)鋼材腐蝕的電化學(xué)原理，只要防止或破壞腐蝕電池的形成或強(qiáng)烈阻滯陰、陽極過程的進(jìn)行，就可防止鋼材的腐蝕。２、化學(xué)保護(hù)層：通過化學(xué)或電化學(xué)方法使鋼材表面生成一種具有耐腐蝕性能的化合物薄膜，以隔離腐蝕介質(zhì)與金屬的接觸，來防止對金屬的腐蝕。四、 鋼材表面處理鋼材加工后到出廠之前，構(gòu)件表面會不可避免的沾有油污、水分、灰塵等污染物以及存在毛刺、氧化鐵皮、銹層等表面缺陷。因此，鋼材表面處理質(zhì)量的好壞對涂層的防護(hù)效果及壽命的影響，有時甚至比涂料本身品種性能差異的影響更大，應(yīng)予以重視。表１－５　　　　　　　　　防腐涂裝個因素對涂層質(zhì)量的影響影響質(zhì)量的因素影響程度（％）表面處理（除銹質(zhì)量）涂層厚度（涂裝道數(shù)）涂料品種其他（施工與管理等）鋼結(jié)構(gòu)表面處理方法：手工工具除銹、滾動鋼絲輪除銹、酸洗除銹、噴砂（丸）除銹、化學(xué)轉(zhuǎn)化膜、熱浸鍍、電鍍、表面合金化以及射流控制真空除銹、激光除銹等。酸洗應(yīng)有專門的工藝控制保證（不宜用鹽酸），應(yīng)附加緩蝕劑，并清洗到位，確保角、凹部位不致積酸，引起材質(zhì)氫脆變異。表１－６　　 　　　　　　　各類構(gòu)件的物理除銹方法與等級構(gòu)件種類除銹方法除銹等級無侵蝕作用的一般構(gòu)件手工及動力工具除銹