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关 键 词：昆明钢结构楼梯厂加工
行 业：钢铁 建筑钢材 不锈钢管
发布时间：2022-04-16
一、钢结构加工制作工序
二、钢结构加工制作前的生产准备
技术准备：图纸会审、深化设计、加工制作方案、工艺试验。
材料准备：采购、检验、储存。
机具准备：运输、加工（切割、制孔、边缘加工等）、焊接、涂装、检测。
劳动组织准备：特种作业持证上岗、岗前培训、技术交底。
三、钢结构加工制作工艺
1.放样、号料
1)放样
钢结构制作工艺中的道工序，是根据产品施工详图或零、部件图样要求的形状和尺寸，按1:1的比例把产品或零、部件的实体画在放样台或平板上，求取实长并制成样板的过程。
内容：核对图纸的安装尺寸和孔距；以1:1的大样放出节点；核对各部分的尺寸；制作样板和样杆作为下料、弯制、铣、刨、制孔等加工的依据.
用0.50～0.75mm的铁皮或塑料板制作样板，用木杆、钢皮或扁铁制作样杆,当长度较短时可用木尺杆。样杆、样板应妥善保存，直至工程结束后方可销毁。
加工余量3～5mm(焊接收缩量、切割、铣端) ，允许偏差±1mm 。
目前，多数厂家利用数控技术进行放样和号料
2)号料(划线)
根据样板在钢材上画出构件的实样，并打上各种加工记号，为钢材的切割下料作准备。
工作内容:检查核对材料；在材料上划出切割、铣、刨、弯曲、钻孔等加工位置，打冲孔，标注出零件的编号等 。
集中号料法、套料法、统计计算法、余料统一号料法
2、切割（下料）
切割是将放样和号料的零件形状从原材料上进行下料分离。常用的切割方法有：气割、机械切割(剪切、锯切)和等离子切割三种方法。
气割
利用氧气与可燃气体混合产生的预热火焰加热金属表面达到燃烧温度并使金属发生剧烈的氧化，放出大量的热促使下层金属也自行燃烧，同时通以高压氧气射流，将氧化物吹除而形成一条狭小而整齐的割缝。
气割法设备灵活、费用低廉、精度高，能切割各种厚度的钢材，尤其是带曲线的零件或厚钢板，是目前使用广泛的切割方法。
直线气割机
机械切割
通过冲剪、切削、磨擦等机械来实现。
⑴ 冲剪切割：当钢板厚度≯12cm时，采用剪板机、联合冲剪机切割钢材，速度快、效率高，但切口略粗糙。
⑵ 切削切割：采用弓锯床、带锯机等切削钢材，精度较好。
⑶ 磨擦切割：采用磨擦锯床、砂轮切割机等切割钢材，速度快、但切口不够光洁、噪声大。
等离子切割
利用高温高速的等离子焰流将切口处金属及其氧化物熔化并吹掉来完成切割，能切割任何金属，特别是熔点较高的不锈钢及有色金属铝、铜等。
3.成型
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。一般有冷弯和热弯两种方法。
(1) 冷弯。钢板或型钢冷弯的工艺方法有滚圆机滚弯、压力机压弯以及弯、拉弯等，各种工艺方法均应按型材的截面形状、材质、规格及弯曲半径制作相应的胎膜，并经试弯符合要求后方准正式加工。冷弯后零件的自由尺寸的允许偏差应符合相应的规定。
(2) 热弯。也称煨弯，是将钢材加热到1000℃～1100℃(暗)时立即进行煨弯，并在500℃～550℃(暗黑色)之前结束。钢材加热如**过1100℃，则晶格将会发生裂隙，材料变脆，致使质量急剧降低而不能使用；如低于550℃，则钢材产生蓝脆而不能保证煨弯的质量，因此一定要掌握好加热温度。
4.矫正
钢材在存放、运输、吊运和加工成型过程中会变形,必须对不符合技术标准的钢材、构件进行矫正。钢结构的矫正，是通过外力或加热作用迫使钢材反变形，使钢材或构件达到技术标准要求的平直或几何形状。
矫正的方法：火焰矫正(亦称热矫正)、机械矫正和手工矫正(亦称冷矫正) 。
⑴ 火焰矫正
利用火焰对钢材进行局部加热，被加热处理的金属由于膨胀受阻而产生压缩塑性变形，使较长的金属纤维冷却后缩短而完成的。
相对于当今常见的混凝土结构，钢结构具备明显的优势。钢结构自重轻，抗震性能好，资源回收价值高，被称为可重复利用型与环保型绿色建筑。如今，钢结构的数量，更标志着一个国家或地区的经济实力，自我国提出在建筑中“积、合理的用钢”后，我国钢结构的数量也在逐年呈上升趋势。
截面焊接加固
焊接加固施工的便捷性和可靠性，往往是钢结构加固中传统也是直接的选择。焊接加固即在结构受损部位焊接金属盖板或型钢，对钢结构起到加固补强的作用。焊接加固应用时间长，技术成熟度高，但存在焊接后材料性能变差、受操作人员影响程度高的风险。
横截面法是一种基本的加固方法，尤其是在承载条件下，考虑长期以来，承载条件下焊接加固钢结构工作是按照CECS：7796和YB9257-96两本标准进行的，但由于两者应力比限值及相关参数的取值上的差异，缺乏充分的实验基数和数值分析，还存在着诸多不合理之处。
基于此，国标《钢结构加固设计规范》编制组开展了承载条件下焊接加固钢结构构件承载性能的研究工作，以提供截面焊接加固法的基础数据和理论支持，包含新的技术要点。
粘钢加固
粘贴钢板加固法又称粘钢加固技术，其流程是在钢结构表面用特制的建筑结构胶粘贴加固钢板，使之黏结形成整体，共同承载，提高结构的稳固能力。
从国内部分学者对粘钢加固技术的试验研究来看，该技术具有无明火、作业面小、不影响结构外形等一系列优点，但是由于加固件与被加固件连接界面的受力复杂，在各种因素的作用下发生开裂，而且加固效果过于依赖结构胶层的作用发挥期，此方法在工程界受到一定程度的质疑。
另外，钢结构加固还可通过在原有钢结构上开孔，采用铆接与螺接的形式对钢结构进行加固。缺点就是，削弱了开孔处截面，产生新的应力集中。
碳纤维加固
1、工艺现状
纤维增强复合材料的优点主要有强度大于刚度、抗疲劳性和耐腐蚀性好、现场可操作性强、施工周期短、保护原结构等等，而且因其优异的物理、力学性能，目前已广泛用于混凝土结构和砌体结构的加固之中。
迄今为止，国内外学者对纤维增强复合材料在钢结构加固领域中的应用已展开了大量的研究工作，国外的研究主要集中于受弯构件承载性能及疲劳加固方面；而国内则侧重于受弯构件和受拉构件黏结加固的试验研究，结合粘贴面的受力机制，得到了碳纤维布拉伸应变、黏结剪应力和有效黏结长度的计算公式，为粘贴纤维增强复合材料加固方法提供了理论支持。
在2016年就已经出版了碳纤维加固钢结构的行业标准YB/T 4558-2016《纤维增强复合材料加固修复钢结构技术规程》，这也为我们碳纤维加固钢结构提供了有力的依据，并且碳纤维加固钢结构在宝钢、太钢厂房等多个钢结构构件中得到应用，早的碳纤维加固钢结构的实际案例距今已有15年，都取得了良好的效果。
2、关于粘接面的处理
在采用粘贴碳纤维复合材料加固钢结构的时候，对钢材表面和碳纤维复合材料（特指碳纤维板）表面的处理是碳纤维复合材料加固钢结构的重要工序之一，也是加固成功或失败的关键因素之一。
正常情况下，钢材表面会存在一些不同程度的氧化物、锈迹、油污以及其他杂质；同样，碳纤维复合材料在一系列加工、运输、储存的过程中表面也会存在种吸附物，而碳纤维复合材料加固钢结构是借用结构胶粘剂将碳纤维材料和钢材粘接在一起，使之共同受力，达到加固补强的目的，如果在表面存在杂质，将直接影响到粘接表面的内聚强度。
通常来说钢材表面的处理一般表现为三个方面：
1、除去钢材表面的油污及松散层，提高结构胶的粘结能力；
2、增加钢材与碳纤维复合材料的有效粘贴面积；
3、提高粘接表面的内聚强度；
而这三个方面的相关影响因素则是粘接表面的清洁度和粗糙度，在实际使用中的钢材都没有经过钝化处理，在其表面经常会有一层氧化物或者油污的杂质，这些杂质结构疏松，与基体的结合强度很低，影响了结构胶的粘结能力，降低了界面的粘结强度，所以需要对粘接表面进行清洁处理是十分有必要的。
对于截面较小的钢结构来说，适当的将粘接表面粗糙化，一方面不仅提高了粘接表面积，另一方面胶粘剂还与表面的凸起物之间形成了微观机械咬合力并提高了粘接表面的摩擦力，有效的提高碳纤维复合材料与钢结构粘接表面的粘接力。
碳纤维布不需要处理，对于预成型碳纤维板来说，应该在其表面采取喷砂处理来增加碳纤维板的粗糙程度，以增加其粘附强度。在进行处理的工程中，应控制处理的程度和力度，不要使碳纤维丝或有损伤，并将其表面用干燥的布清除表面残留物。
每家钢结构企业都会有一定的包括原材料、半加工品的库存量。实践，库存合理，将会促进企业生产经营率运转，反之，库存不合理，如库存过于分散、库存物资积压等，则会阻滞企业生产经营发展，影响企业经济效益，如何处置这些有意或无意间留下来的材料也是一项重要工作。
【1】注重价值变化。钢结构材料如储存的时间过长，虽然使用价值变化少，但企业需要发生了变化，从而使该材料的效用降低，无法按原价值继续使用，形成了长期聚积在仓库的呆滞物资，这些材料终要进行分割成零部件或报废处理。还应注意时间问题，现在钢结构材料市场价格一年浮动几次，钢结构企业储存材料实际也是储存的一种形式，应根据经验在市场价格低时买进，这就可以为后来的工程节约了建设成本。
【2】加强入库管理。钢结构企业在充分掌握到货时间、数量、重量、体积等基本情况的基础上，根据库存力量及整个企业的经营要求，并与有关业务部门协商。如提货或接取手续、财务手续。对所到的材料做卸货搬运、查看、清点及到货签收工作并在适当地点暂存。保管员并对材料进行核证、检查、检验，以确认接货的完好准确。如对品名、产地、认证材料、出厂日期、材质报告等，办理入库、出库手续。入库、出库手续由此产生的凭证，是保管的重要基础工作，也是系统管理、进行财务、统计分析的基本信息。
【3】注重维护与保养。如钢材堆放应减少钢材的变形和锈蚀，并应放置垫木或垫块；焊条、焊丝、焊剂等焊接材料应按品种、规格和批号分别存放在干燥的存储室内，焊条、焊剂及栓钉瓷环在使用前，应按产品说明书的要求进行焙烘；连接用紧固件应防止锈蚀和碰伤，不得混批存储；各种油漆涂装材料应按产品说明书的要求进行存储。严禁库存材料因疏于管理而造成丢失、破损、锈蚀。
【4】减少不合理的库存。不合理库存主要表现在两方面，一方面是由于储存方法不合理，造成了钢结构材料的损坏，另一方面是库存管理、组织不合理，不能充分发挥库存作为一个利润源的作用。如：库存时间过长，库存的数量过大，库存数量过低。库存数量过低会严重降低储存对供应、生产、消费的保证能力。
所周知，轻钢别墅钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好、地基基础费用省、建筑使用面积大、建筑品质高、适于工业化和标准化生产、可干式绿色施工、适合于不同气候条件、不受施工季节的影响、综合造价低等优点,同时,钢结构还可减少建筑垃圾对环境的污染、在全寿命周期内可循环利用等,所以被称为绿色建筑的主要代表，他符合我国节能减排的经济发展方向。
设计师特别强调轻钢结构房屋将自然采光引导进入整栋建筑物,也可大量的节省未来照明的电力花费,并且采用大量的落地门窗,当冬天来临时,灿烂温和的阳光进入,可以让您感觉到房屋内部非常的明亮和温暖；当夏天来临时,敞开门窗,藉由自然通风,可减少冷气的使用量。就这样就为您的生活开支减少了不少,同时在视觉上也因为穿透感的空间规划,轻钢别墅引进室外的美景,让处轻钢结构房屋室内的人能感受空间开阔,心情愉悦。
普遍采用Q235-B钢或Q345-B钢，也有采用Q345-A钢，厚t≤2mm,镀锌层z180低层冷弯薄壁型钢建筑住宅目前国内采用的主要是澳标和美标2种型制，
澳标多采用LQ550钢带（G550钢）冷弯成型，厚0.6＜t≤1.5mm,镀铝锌AZ150
美标多采用Q235级,Q345钢带冷弯成型，厚0.8＜t≤2mm, 镀锌层Z275
镀铝锌钢板（GALVALUME/GL）是目前具有抗腐蚀性能的金属镀层配比的钢板。镀铝锌钢板的铝锌合金结构是由55%铝、43.4%锌与1.6%硅在600℃高温下固化而组成，其整个结构由铝－铁－硅－锌，形成致密的四元结晶体，从而形成一层强有效防止腐蚀因子透穿的屏障。
LQ550镀铝锌常用机械性能和物理参数如下
名称
屈服强度
弹性模量
容重
热膨胀系数
LQ550
550Mpa
2.06X105 N/mm2
7.85g/cm3
1.2×10-5℃
“镀55%铝锌钢卷”的耐腐蚀性来自铝的障碍层保护功能，和锌的牺牲性保护功能。当锌在切边、刮痕及镀层擦伤部分作牺牲保护时，铝便形成不能溶解的氧化物层，发挥屏障保护功能。镀铝锌合金钢卷已在各种不同的大气环境中，进行了20多年的室外曝露试验，证实镀55%铝锌钢板的切边保护功能，比镀锌钢板及镀5%铝锌钢板为佳。
热镀铝锌钢板是以各种强度和厚度规格的冷轧钢板为基材，在双面热镀一层Al-Zn镀层所得到的预镀层钢板，镀层成分中质量百分比约为55%Al、43.5%锌、1.5%Si，融合了Al的物理保护和高耐久性以及Zn的电化学保护特性，材料具有基板钢的强度和塑性，又有镀层的耐腐蚀性，它能保护金属基体内部不再受到腐蚀，此外，在表面呈具有高装饰性的光亮银灰色泽及规则的花纹，并具有浮凸感。
产品用途与选用:
DC51D+AZ150
S300GD+AZ150
S350GD+AZ150
S550GD+AZ150
G550+AZ150
性能介绍：
耐热性： 镀55%铝锌合金钢板之耐热性比镀锌钢板佳，与镀铝钢板之抗高温氧化性类似。镀铝锌合金钢板可用于达315度的高温环境。
反射性：
镀55%铝锌合金钢板具有高度反射率，使其成为抗热的屏障；镀铝锌钢板的热反射率几乎是镀锌钢板的两倍，因此，在未上漆的情况下充当屋和嵌板亦能达到节能效果。
上漆性：
由于镀铝锌钢板的锌层和油漆之间具有优异的附着力，因此用作标志板成一般用途时，不需预处理和风化处理就能上漆；而镀锌钢板需要风化处理和预处理。
在美国宾西法尼亚州Bethlehem市工业地区进行的镀面钢板比较试验，可得到以下结果：
镀55%铝锌合金钢板经过20年后约无锈蚀迹，但相对的镀锌钢板约10年、镀4%铝锌钢板10年、镀7%铝锌钢板约9年即产生锈蚀现像。
加工性:满足辊压、冲压成形、弯曲和其它形式的加工要求。
耐蚀性（与热镀锌对比）:热镀铝锌钢板有优异的耐腐蚀性，使用寿命是同等镀层厚度的普通镀锌钢板的2-6倍。
反射性:反射热和光的能力是热镀锌钢板的2倍，反射率大于0.70，优于EPA Energy Star（美国环保署 能源之星）规定的0.65，是理想的节能建筑材料。
耐热性:普通热镀锌产品通常使用温度不**过230℃，250℃时会变色，而镀铝锌板可在315℃环境下长期使用不变色。 宝钢耐热钝化处理的镀铝锌钢板，在300℃环境下120小时，其颜色变化较铝板和镀铝板的变化均小。
影响矫正效果的因素：火焰加热位置、加热的形式、加热的温度。
火焰矫正加热的温度：对于低碳钢和普通低合金钢为600～8000C。
⑵ 机械矫正
是通过矫正机使用权弯曲的钢材在外力作用下产生过量的塑性变形，以达到平直的目的。
拉伸机矫正：用于薄板扭曲、型钢扭曲、钢管、带钢、线材等的矫正。
压力机矫正：用于板材、钢管和型钢的矫正。
多辊矫正机：用于型材、板材等的矫正。
⑶ 手工矫正
采用锤击的方法进行，操作简单灵活。由于矫正力小、劳动强度大、效率低而用于矫正尺寸较小的钢材，或矫正设备不便于使用时采用。
5.边缘加工
边缘加工包括：为消除切割造成的边缘硬化而将板边刨去2～4mm；为了保证焊缝质量而将钢板边刨成坡口；为了装配的准确性及保证压力的传递，而将钢板刨直或铣平。
边缘加工方法有：铲边、刨边、铣边和碳弧气刨边。
①铲边：有手工铲边和机械铲边两种。铲边后的棱角垂直误差不得**过弦长的1/3000，且不得大于2mm。
②刨边：使用的设备是刨边机。刨边加工有刨直边和刨斜边两种。一般的刨边加工余量2～4mm。
③铣边：使用的设备是铣边机，工效高，能耗少。
④碳弧气刨：使用的设备是气刨。效率高，无噪音，灵活方便。
6.制孔
包括铆钉孔、螺栓孔，可钻可冲。钻孔用钻孔机进行，能用于钢板、型钢的孔加工；冲孔用冲孔机进行，一般只能在较薄的钢板、型钢上冲孔，且孔径一般≮钢材的厚度。施工现场的制孔可用电钻、风钻等加工。
制孔精度、孔距等允许偏差应符合设计和规范规定。
7.组装
组装，也称拼装、装配、组立，是按照施工图的要求，把已加工完成的各零件和半成品构件装配成立的成品。钢结构组装的方法包括地样法、仿形复制装配法、立装法、卧装法、胎模装配法。
①地样法：用1：1的比例在装配平台上放出构件实样，然后根据零件在实样上的位置，分别组装起来成为构件。此装配方法适用于桁架、构架等小批量结构的组装。
②仿形复制装配法：先用地样法组装成单面（单片）的结构，然后定位点焊牢固，将其翻身，作为复制胎模，在其上面装配另一单面结构，往返两次组装。此种装配方法适用于横断面互为对称的桁架结构。
③立装法：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顺序装配。此装配方法适用于放置平稳，高度不大的结构或者大直径的圆筒。
④卧装法：将构件放置于卧的位置进行的装配。适用于断面不大，但长度较大的细长构件。
⑤胎模装配法：将构件的零件用胎模定位在其装配位置上的组装方法。此种装配方法适用于制造构件批量大、精度高的产品。
8.焊接
焊接是钢结构加工制作中的关键步骤，见*5章。
9.铣端、钻安装孔及摩擦面处理
对受力较大的柱或支座底板，宜进行端部铣平，使所传的力由承压面直接传递给底板，以减小连接焊缝的焊脚尺寸，其工序应在矫正合格后进行。铣端应根据构件的形式采取必要的措施，保证铣平端面与轴线垂直。
钻安装孔一般在构件焊好后进行，以保证有较高精度。
摩擦面的处理：高强度螺栓摩擦面处理后的抗滑移系数值应符合设计的要求（一般为0.45～0.55）。摩擦面的处理可采用喷砂、喷丸、酸洗、砂轮打磨等方法，一般应按设计要求进行，设计无要求时施工单位可采用适当的方法进行施工。
10.除锈、涂装及编号
涂装环境温度应符合涂料产品说明书的规定,无规定时,环境温度应在5～38℃之间,相对湿度不应大于85%,构件表面没有结露和油污等,涂装后4h内应保护免受淋雨。
钢构件表面的除锈方法和除锈等级应符合规范的规定,其质量要求应符合国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》的规定。构件表面除锈方法和除锈等级应与设计采用的涂料相适应。
施工图中不涂装的部位和安装焊缝处的30～50mm宽范围内以及高强度螺栓摩擦连接面不得涂装。涂料、涂装遍数、涂层厚度均应符合设计的要求。
构件涂装后,应按设计图纸进行编号,编号的位置应符合便于堆放、便于安装、便于检查的原则。对于大型或重要的构件还应标注重量、重心、吊装位置和定位标记等记号。编号的汇总资料与运输文件、施工组织设计的文件、质检文件等统一起来,编号可在竣工验收后加以复涂。
四、钢结构预拼装
由于受运输、安装设备能力的限制，或者为了保证安装的顺利进行，在工厂里将多个成品构件按设计要求的空间设置试装成整体，以检验各部分之间的连接状况，称为预拼装。
预拼装一般分平面预拼装和立体预拼装两种状态，拼装的构件应处于自由状态，不得强行固定。预拼装检验合格后，应在构件上标注上下定位中心线、标高基准线、交线中心点等必要标记，必要时焊上临时撑件和等。其允许偏差应符合相应的规定。
预拼装方法：平装法、立拼拼装法、模具拼装法。
施加预应力可直接减小变形，迅速消除**逾应力和内力峰值；
与非预应力方式相比，可消除应力滞后现象，充分利用碳纤维高强特性，提高加固效率。
结合可靠锚固，可降低粘结界面的剥离应力，避免碳纤维整体剥落，提高加固的可靠性；
降低加固费用和使用成本。
、不足
对已损坏的钢结构，是否可以承受预应力碳板所施加的力；
钢结构表面的平整程度决定着施工操作的难易程度；
结构胶与钢结构粘接效果的确定。
预应力碳纤维板加固钢结构除遵守一般钢结构加固的准则与规定外，还应遵循预应力碳板加固的设计与计算原则。
总结
建筑工程中的钢结构不可避免地存在各种缺陷和损伤。在荷载和环境等因素的作用下，材料发生变化，引起宏观力学性能的劣化，导致钢结构工程事故。
为确保结构安全工作，延长使用寿命就必须对损伤构件进行更换或加固，更换这些构件将造成大的浪费，而且会影响结构的正常使用。
同时，结构损伤具有局部性和多发性特点，这些结构不可能在出现损伤时就立即退役。因此，寻求经济的钢结构加固技术既是土木工程领域亟待解决的技术问题，又是一个关系到社会可持续发展的问题。
