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07. 学钢结构现场制造就这么简单.pdf简介：

"学钢结构现场制造"涉及的内容并非单纯地"简单"，它是一门复杂的工程实践知识，需要深入理解和掌握。钢结构是现代建筑中广泛应用的一种结构形式，现场制造包括设计、材料采购、构件加工、装配、焊接、涂装等多步骤。

1. 设计：需要了解结构力学、材料力学等相关知识，能够根据建筑物的用途和结构特点进行合理的设计，包括结构类型、尺寸、材料选择等。

2. 材料：熟悉各类钢材的性能、规格和应用，以及焊接材料、防腐涂料等的选择。

3. 加工：涉及到钢结构的切割、弯曲、焊接等工艺，需要了解相关设备的使用和操作技巧。

4. 装配：在现场环境下，需要对钢结构进行精准的定位和连接，这需要精确的测量和施工技术。

5. 质量控制：对施工过程中的质量进行严格把控，确保结构的安全性。

6. 安全：施工过程中，还需要遵守严格的安全规定，防止安全事故的发生。

因此，虽然学习钢结构现场制造的基本原理可能会相对直观，但深入学习和实践则需要付出大量的时间和精力，以及对工程实践的热爱和毅力。

07. 学钢结构现场制造就这么简单.pdf部分内容预览：

现代钢结构必须具备良好的抗腐蚀性能，以延长使用年限。从使用实 践可知，钢材抗腐蚀性能的好坏，其使用年限相差悬殊。在工业大气中， 碳素钢的腐蚀速度为每年0.1mm，低合金钢的腐蚀速度为每年0.08~ 0.09mm。钢结构的应用，量大而面广，提高钢结构的抗腐蚀能力，减少 结构的维修及延长使用年限，对国民经济是十分有利的。

°1.3钢材的质量计算

钢结构制造所采用的金属材料，大多为各种板材和各种型材，在制作 时，一般都需要计算所用材料的质量，以作为成本考核的基础和预决算的 依据。

YB／T 4816-2020标准下载1.3.1法定计量单位及换算

22第1章认知钢结构

1.3.2钢材质量计算示例

图1.241Pa的含义

贝量重计开工式 物质的总质量等于该物质的体积与密度的乘积，即 m=pV 式中，p一一代表材料的密度，kg/m²（或g/cm²）； V一一代表物质的体积，m²（或cm）； m一代表物质的总质量，kg（或g）。 不同物质的密度是不相同的，在同样的重量下，密度越大，则体积越 小；反之密度越小，则体积越大。表1.3所列为部分常用材料的密度

表1.3部分常用材料密度

2.钢板质量的计算举例 【例1.1】一块长8m、宽1.55m、厚10mm的钢板（图1.25），其总质 量是多少？（钢材密度p=7.85g/cm²）

1.3钢材的质量计算23

【解】钢板的体积为 V=8000X×1550×10=124×10°（mm3） 将单位换算成cm，即

124×106 =124000（cm² 1000

124×106 =124000 (cm²) 1000

m=pV=7.85X124000=973400（g）=973.4（kg）~0.97） 例1.2一块外圆直径为8m、内圆直径为2m、厚度为2 环钢板（图1.26），其总质量是多少？（钢材密度p=7.85g/cm 【解】圆环钢板的体积为

则总质量为 m=pV=7.85X942480=7398468 （g)~7398.5 (kg)=7.4 (t)

3.型钢质量的计算举例

合格型钢的截面形状和尺寸是符合国家标准规定的，所以对于有同样 截面的型钢（即同一规格、型号的），其总质量与长度成正比。因此，在

近年来，随着科学技术的不断发展，新材料、新技术、新工艺已应用 于许多大型的工程（产品）中。积极采用先进的计算机技术与测试技术 对正确、合理的结构设计和结构实际工作状态的测试有着重要意义，是改 进结构设计的计算方法和结构理论研究的重要手段，

1.4.1新品种钢材的使用

近年来，在建筑结构、设备结构、压力容器制造以及承受低温动荷载 的结构中，除已广泛使用的O235、O345系列钢外，又陆续增加了16MnDR 钢（16锰低温容器钢），15MnVR钢（15锰钒容器钢）、07MnCrMoVR 钢（仿日本62CF钢一一07锰铬钼钒容器钢）等低合金钢新品种。 这些新钢种都具有较好的物理、加工、焊接和高承载能力等综合性能 与之前采用的旧钢种Q235、Q345系列钢相比，可节约钢材20%左右。我 门应该及时掌握它们的各自特性，研制并制定出与之相适应的加工、焊接、 热处理、检测和试验等新的工艺方法，以方便使用。 在建筑框架、桥梁以及工业厂房的结构中，已广泛采用焊接或轧制的 H型钢。轧制H型钢的便用可以大大减少结构制造的工作量，使结构简洁， 平整，便于安装。 近年来在工业厂房的围护结构中，也广泛采用了彩色压型钢板（包括 复合板）和铝镁锰合金压型板（包括复合板）等新材料。这些材料不仅重 量轻，施工快，而且造型美观大方，如图1.27所示。

26第1章认知钢结构

图1.27某汽车维修车间

主要表现在多种先进的焊接工艺技术和高强度螺栓的应用。在焊接方 面，目前已广泛采用气体保护焊和电渣焊工艺。焊接自动化、半自动化的 没备日益完善，特别是计算机控制的多方位和多头送丝的自动焊机已应用 于焊接工作。 在非焊接连接方面，我国现已广泛采用高强度螺栓的制造和施工技术。 这种连接的最大优点是耐疲劳、易拆换、安装效率较高，是其他连接方法 不可比拟的。

随着我国经济的发展，对大型设备及高端装备的需求也越来越多，因 此，一些高端的制造机械设备也陆续进入到制造企业 例如：用于切割的有数控多头直条切割机（图1.28）、剪板机（图1.29） 等：用于精准加工的有端面铣床（图1.30）、滚板机（图1.31）和H型钢 翼缘矫正机（图1.32），以及冷旋加工曲面零件设备（图1.33）等。

1.4.4钢结构防腐蚀技术的发展

钢结构产品处在不同的气候环境、工作环境和各种复杂的工作条件下， 除了要防止大气的腐蚀外，还要防止其他接触的介质的腐蚀。因此，必须 要对钢结构产品进行防腐蚀处理。防腐蚀处理一般都是采取涂刷防腐涂料 使其与周围空气隔离的办法。由此各种防腐蚀涂料（包括专业防腐涂料） 相继应运而生，而且品种越来越多。

1.4钢结构技术的发展趋势

图1.28数控多头直条切割机

图1.31三轴滚板机

随着国家对环境保护力度的不断加强，非环保类的油性材质的防腐涂 料的使用范围逐渐减小，而新型的水性材质的环保类防腐涂料的使用范围 则越来越广泛。虽然新型的水性材质的环保类防腐涂料防腐效果更好，但

28 第 1章 认知钢结构

28 第1章 认知钢结构

图1.32H型钢翼缘矫正机

图1.33冷旋加工曲面零件设备

它对结构件表面的除锈程度也提出了更高的要求（必须进行喷砂、抛丸， 除锈质量等级为Sa2立）（参见国家标准GB8923《涂装前钢材表面锈蚀 等级和除锈等级》，且在喷砂、抛丸处理完成后4h之内需将第一道防腐汾 料底漆喷涂完毕，以防空气中的潮湿气体重新将钢材表面锈蚀）。表面的 处理方法目前以喷砂、抛丸（Sa）为主，人工除锈（St）、酸洗等也有应 用。喷砂、抛丸现已采用封闭式机械化的作业方式（图1.34）。

图1.34封闭抛丸设备

大跨度钢结构分为平面桁架结构和空间结构（包括网架、网壳、悬索、 充气膜结构等）。 随着科学技术的发展，建筑物的规模越来越大，跨度超过150m的建 筑物已非个别，结构形式丰富多样，又相继采用了许多新技术和新材料

1.4钢结构技术的发展趋势29

L4钢结构技术的发展趋势29

发展了许多新的空间结构形式。例如1961年美国建成的匹兹堡会堂，是世 界上第一座开合结构，直径达127m。英国伦敦于1999年建成的千禧穹顶， 跨度达300m。这些宏伟而富有特色的大跨度空间钢结构已成为当地的标 志性建筑和人文景观。 我国的大跨度钢结构基础比较薄弱，但随着国家经济实力的增强和社 会发展的需要，大跨度的工业厂房、候机大厅、会展中心、体育场馆等大 型公共建筑不断涌现，空间钢结构得到了前所未有的快速发展，并获得了 泛的应用。例如，我国的国家体育场钢结构工程。它是由24榻1）门式 删架围绕看体育场内部混凝王碗状看台区旋转而成，其中22榻拉通或基本 拉通，其主次结构编织成“鸟巢”的造型，图1.35为国家体育场（鸟巢） 钢结构工程实景全貌，图1.36为鸟巢主结构框架图。 图1.37~图1.42是部分大跨度钢结构建筑实例的图片展示

图1.35国家体育场（鸟巢）钢结构工程实景（空间结构）

）一个屋架叫做一榻（pin，发音同“品”）

30第1章认知钢结构

图1.36鸟巢主结构框架图

图1.38广州新白云机场（平面桁架结构）

图1.37国家大剧院全景（网壳结构

图1.39开启式弓式结构

图1.40鄂尔多斯东胜体育场全景（桁架拱结构） （整体外形体现了成吉思汗弓射大雕的形态）

41水立方（充气膜结构一ETFE

1.4钢结构技术的发展趋势

合结构的南通体育会展中心体育场

1.4.6知识扩展一一高层与超高层钢结构

1972年国际高层建筑会议将高层建筑按高度分为四类：①9～16层（最 高为50m）；②17~25层（最高到75m）；③26~40层（最高到100m）； ④40层以上（即超过100m为超高层建筑）。我国也规定超过100m的建 筑为超高层建筑。无疑现代超高层建筑从一定意义上说是城市现代化的 标志。 目前，我国对建筑物层数的定义为：1～3层称为低层、3～6层称为多 层、7～9层称为中高层、10层及以上称为高层、建筑高度大于100m的称 为超高层建筑。 人们发现，在历次发生灾难性大地震的地方，许多树或竹子都安然无 恙，为什么呢？究其原因是树与竹子其自身材质具有很好的弹性，并具有 随风摇电、随弯就弯的特性，同时根基也非常牢固。顺着这个发现及思路： 研究人员对高层及超高层建筑进行了多次的实验和研究，在设计理念上也 不断创新。目前高层与超高层建筑的设计理念世界潮流是，如果发生地震 等大的震动，那就让建筑物也跟随地基发生同方向的抵抗性运动（即具有 抵抗性的随弯就弯特性），以柔克刚。也就是说让作用在建筑物上的外力 （如地震力），以建筑物整体框架体系的弹性变形来吸收、消耗掉。其中， 支撑系统能够吸收大部分（约80%）的能量。所以一个安全、有效的支撑 本系对建筑物的安全至关重要。 高层结构目前主要有四种结构体系。

CJ∕T 144-2001 城市供水 有机磷农药的测定 气相色谱法32第1章认知钢结构

（1）框架结构体系。适用建筑高度15～30层。框架结构是指由梁与 主以刚性连接或铰接相连接而成，构成承重体系的结构，即由梁和柱组成 架来共同抵抗使用过程中出现的横向荷载和竖向荷载。结构中墙体不承 重，仅起到围护和分隔作用，一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空 心砖等轻质板材砌筑或装配而成。缺点是：框架节点应力集中显著；侧向 列度小，属柔性结构，在强烈地震作用下，结构所产生水平位移较大，易 造成严重破坏，适用于非抗震建筑（图1.43~图1.45）。

图1.43框架体系工程实例

1.4钢结构技术的发展趋势

《监狱建筑设计标准 JGJ446-2018》图1.48某工程中的耗能支撑（也称屈曲支撑）

（3）筒体结构体系。适用建筑90～110层，分为框筒结构、束筒结构 简中简结构。 （4）巨型结构体系。适用115层以上的建筑。

34第1章认知钢结构