轻型门式刚架.pptx

引言引言n n铁曾经在西方工业革命中起了十分重要的作用。由生铁冶炼为钢材的思想始于1855年，到1879年钢材冶炼技术逐渐成熟。金属结构的应用历史大致可分为三个时期：n n（一）、17801850年的铸铁时期；n n（二）、18501900年的锻铁时期；n n（三）、1880至今的钢结构时期。1n n1880188019001900年代，钢结构主要由年代，钢结构主要由热轧截面热轧截面和和铆接铆接连接构成，连接构成，结构体系大多为结构体系大多为静定静定结构，其结构，其稳定性稳定性主要由主要由支撑支撑来保证，来保证，设计计算主要针对构件采用设计计算主要针对构件采用弹性理论弹性理论和和容许应力容许应力设计法；设计法；n n19301930年代起，年代起，焊接焊接技术带来了钢结构制造业的根本性变革，技术带来了钢结构制造业的根本性变革，实截面的实截面的焊接框架焊接框架代替了精致的铆接结构，代替了精致的铆接结构，梁柱刚性节点梁柱刚性节点替代了支撑以保障结构的稳定性，设计计算逐渐针对整个替代了支撑以保障结构的稳定性，设计计算逐渐针对整个框架采用框架采用弹塑性理论弹塑性理论和和极限状态极限状态方法；方法；n n冷弯薄壁型钢冷弯薄壁型钢自自19401940年代起在钢结构建筑中得到了广泛的年代起在钢结构建筑中得到了广泛的应用，考虑应用，考虑板件局部失稳后极限强度板件局部失稳后极限强度的设计方法以及考虑的设计方法以及考虑板材与框架体系共同作用板材与框架体系共同作用的设计方法逐渐得到发展。的设计方法逐渐得到发展。2n n我国钢结构体系的发展大致经过了这样的时期：我国钢结构体系的发展大致经过了这样的时期：n n19901990年以前，钢结构建筑在年以前，钢结构建筑在工业工业领域中的主要应用是领域中的主要应用是重型重型厂房厂房中的中的排架排架结构体系，在结构体系，在民用民用领域中的主要应用是领域中的主要应用是螺栓螺栓球球或或焊接球网架焊接球网架结构；结构；n n自自19901990年代起，钢结构在我国进入了快速的全面的发展和年代起，钢结构在我国进入了快速的全面的发展和应用时期。应用时期。门式钢刚架门式钢刚架结构被大量应用于结构被大量应用于工业厂房工业厂房、超市、超市、仓库中；钢框架在多高层建筑中也得到了越来越多的应用；仓库中；钢框架在多高层建筑中也得到了越来越多的应用；薄壁彩钢板已大量应用于各类结构的维护体系和无梁无柱薄壁彩钢板已大量应用于各类结构的维护体系和无梁无柱穹顶中；钢管直接汇交焊接结构及其与高强度拉索的组合穹顶中；钢管直接汇交焊接结构及其与高强度拉索的组合结构已推广应用于各类体育、文化等公共建筑中；冷弯薄结构已推广应用于各类体育、文化等公共建筑中；冷弯薄壁型钢截面除广泛应用于檩条等维护结构构件外也开始作壁型钢截面除广泛应用于檩条等维护结构构件外也开始作为结构的主要受力构件或其组成部件得到应用。为结构的主要受力构件或其组成部件得到应用。3n n现代钢结构体系现代钢结构体系由由热轧热轧截面、截面、焊接焊接截面和截面和冷弯薄壁型钢冷弯薄壁型钢截截面构件组成。人们往往将钢结构划分为面构件组成。人们往往将钢结构划分为普通钢结构普通钢结构和和轻型轻型钢结构钢结构两大类。但是，究竟如何定义或区分这两类结构，两大类。但是，究竟如何定义或区分这两类结构，却存在着很多不同的标准。却存在着很多不同的标准。n n例如，结构例如，结构跨度跨度的标准，结构的标准，结构层数层数的标准，结构的标准，结构用途用途的标的标准，准，吊车吨位吊车吨位的标准等。这些标准都有一定的合理性，但的标准等。这些标准都有一定的合理性，但是都是建立在是都是建立在结构体系结构体系外在因素或特征外在因素或特征基础上的。事实上，基础上的。事实上，轻型钢结构体系的本质是轻型钢结构体系的本质是“轻轻”，实现这一本质的条件是，实现这一本质的条件是截面板件要截面板件要“薄薄”，设计时必然要考虑，设计时必然要考虑板件局部失稳后板件局部失稳后的的极限强度极限强度。所以，从结构工作机理和设计计算原理的角度。所以，从结构工作机理和设计计算原理的角度出发，出发，轻型钢结构体系是指轻型钢结构体系是指轻型钢结构体系是指轻型钢结构体系是指“结构结构结构结构构件构件构件构件采用采用采用采用较薄较薄较薄较薄板件，板件，板件，板件，设设设设计计计计时时时时考虑板件局部失稳后的后继强度考虑板件局部失稳后的后继强度考虑板件局部失稳后的后继强度考虑板件局部失稳后的后继强度的钢结构体系的钢结构体系的钢结构体系的钢结构体系”。4按照轻型门式钢刚架各组成部分，力求通俗易懂地阐述其按照轻型门式钢刚架各组成部分，力求通俗易懂地阐述其按照轻型门式钢刚架各组成部分，力求通俗易懂地阐述其按照轻型门式钢刚架各组成部分，力求通俗易懂地阐述其:受力特点、计算理论、设计思想、连接节点受力特点、计算理论、设计思想、连接节点和构造细节和构造细节 .n n门式钢刚架是典型的轻型钢结构，也是目前国内应用最为门式钢刚架是典型的轻型钢结构，也是目前国内应用最为广泛的轻型钢结构。早期典型的门式钢刚架是广泛的轻型钢结构。早期典型的门式钢刚架是19101910年布鲁年布鲁塞尔世博会的德国机械工程展厅，采用了多层阶形钢框架塞尔世博会的德国机械工程展厅，采用了多层阶形钢框架结构；结构；19321932年建成的德国埃森煤矿税收协会采用了门式钢年建成的德国埃森煤矿税收协会采用了门式钢框架结构。现代轻型门式钢刚架体系是由国外钢结构专业框架结构。现代轻型门式钢刚架体系是由国外钢结构专业公司引入我国的，它包括公司引入我国的，它包括主结构系统主结构系统（刚架、支撑、抗风（刚架、支撑、抗风柱等）、柱等）、次结构系统次结构系统（屋面和墙面檩条等）、（屋面和墙面檩条等）、辅助结构体辅助结构体系系（挑檐、雨蓬、女儿墙、楼梯、吊车梁等）、（挑檐、雨蓬、女儿墙、楼梯、吊车梁等）、围护板材围护板材体系体系、柱脚和基础柱脚和基础等。等。5课程主要内容课程主要内容n nCh1 Ch1 轻型门式刚架轻型门式刚架加工制造加工制造的基本的基本知识知识 n nCh2 Ch2 轻型门式刚架轻型门式刚架设计设计的基本的基本理论理论 n nCh3 Ch3 主结构主结构及其及其支撑支撑体系体系n nCh4 Ch4 次结构次结构及其及其连接连接构造构造n nCh5 Ch5 辅助结构辅助结构系统系统n nCh6 Ch6 围护围护材料及其材料及其连接连接构造构造n nCh7 Ch7 连接件连接件和和密封密封材料材料n nCh8 Ch8 基础基础设计设计n nCh9 Ch9 应用实例应用实例 6参考教材参考教材7第一章第一章 轻型钢结构加工制造的基本知识轻型钢结构加工制造的基本知识n n轻型钢结构工程是一个轻型钢结构工程是一个系统工程系统工程，它包括，它包括设计、加工制造设计、加工制造和施工安装三和施工安装三个过程；包含的具体内容有：个过程；包含的具体内容有：主主结构系统、结构系统、次次结构系统和结构系统和围护围护系统三大方面。系统三大方面。n n主结构系统包括主结构系统包括主刚架和支撑体系主刚架和支撑体系。支撑体系包括水平支。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。司的标准产品。n n本章本章仅从轻型钢结构的仅从轻型钢结构的主刚架主刚架和和围护系统围护系统两方面介绍轻型两方面介绍轻型钢结构的钢结构的加工制造加工制造；同时介绍钢结构的；同时介绍钢结构的防腐防腐处理和处理和防火防火处处理的相关知识。理的相关知识。8第一节第一节 H型钢的制作及其设备型钢的制作及其设备n n根据跨度、高度及荷载的不同，门式刚架的梁、柱一般采根据跨度、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用变截面或等截面的实腹式实腹式焊接焊接HH型截面或轧制型截面或轧制HH型截面。型截面。n n变截面变截面构件通常改变腹板的高度做成构件通常改变腹板的高度做成楔形楔形形状，必要时也形状，必要时也可改变腹板的厚度。可改变腹板的厚度。n n结构构件在结构构件在运输单元运输单元内一般不改变内一般不改变翼缘翼缘截面，截面，邻接邻接的运输的运输单元可采用单元可采用不同厚度和宽度不同厚度和宽度的翼缘截面。的翼缘截面。n n因受加工设备限制，因受加工设备限制，HH型钢型钢截面高度一般不能超过截面高度一般不能超过2m2m。下。下面将按面将按焊接焊接HH型钢型钢生产工艺流程的顺序介绍焊接生产工艺流程的顺序介绍焊接HH型钢的型钢的制作机器设备制作机器设备。9n n一、一、板材下料切割板材下料切割n n板材下料切割的方法有：板材下料切割的方法有：机械机械切割法、切割法、气气割法、割法、等离等离子子切割法等。切割法等。n n在钢结构制造厂中，一般情况下，钢板厚度在在钢结构制造厂中，一般情况下，钢板厚度在121216mm16mm以下以下的的直线型切割直线型切割，采用，采用剪切下料剪切下料。常用的剪切。常用的剪切机械有机械有剪板机剪板机。n n气割气割多用于带多用于带曲线曲线的的零件零件和和厚钢板厚钢板的切割。气割能切的切割。气割能切割割各种厚度各种厚度的钢材，的钢材，设备灵活、费用经济、切割精度设备灵活、费用经济、切割精度较高较高，是目前使用，是目前使用最广泛最广泛的切割方法。的切割方法。10n n焊接焊接HH型钢型钢生产线的生产线的下料设备下料设备一般配备一般配备数控多头数控多头切割机或切割机或直条多头直条多头切割机，此类切割设备是高效率的切割机，此类切割设备是高效率的板条板条切割设备，切割设备，纵向纵向割矩割矩可根据要求配置，可一次同时加工多块板条。可根据要求配置，可一次同时加工多块板条。n n各类型钢各类型钢以及以及钢管钢管等的下料通常采用等的下料通常采用锯割锯割。常用的锯割机。常用的锯割机械有：械有：弓形弓形锯、锯、带带锯、锯、圆盘圆盘锯、锯、摩擦摩擦锯和锯和砂轮砂轮锯等。锯等。n n等离子等离子切割主要用于切割主要用于熔点较高熔点较高的的不锈钢不锈钢材料材料及有色金属及有色金属的的切割。切割。ESAB六米数控切割机11n n二、板材二、板材矫正整平矫正整平n nHH型钢在型钢在组立焊接之前组立焊接之前，先要对原材料（钢板）进行矫，先要对原材料（钢板）进行矫正、整平。常用的机械设备有正、整平。常用的机械设备有板条矫平机板条矫平机。W43-24X1000板条矫平机 12n n三、三、HH型型组立组立、焊接焊接n n矫平的钢板（矫平的钢板（翼缘板、腹板翼缘板、腹板）进入）进入HH型钢自动型钢自动组立机组立机，在，在组立生产线上，将未焊接的翼缘板和腹板先工作组立生产线上，将未焊接的翼缘板和腹板先工作组立器具组立器具定位定位好，进行头部好，进行头部定位焊定位焊。此类设备一般都采用。此类设备一般都采用PLCPLC可编可编程序控制器程序控制器，对型钢的，对型钢的夹紧、对中、定位点焊及翻转夹紧、对中、定位点焊及翻转实行实行全过程自动控制，速度快、效率高。全过程自动控制，速度快、效率高。HG-1500组立焊13n n组立好组立好的的HH型钢进入型钢进入焊接机焊接机，HH型钢生产配备的焊机一般型钢生产配备的焊机一般为为埋弧自动焊机埋弧自动焊机，从类型上可分为，从类型上可分为门式焊接机门式焊接机及及悬臂式焊悬臂式焊接机接机两种类型。焊机一般都配备有两种类型。焊机一般都配备有焊缝自动跟踪系统焊缝自动跟踪系统、焊焊剂自动输送回收系统剂自动输送回收系统及及快速返程快速返程功能。功能。ME-1-1000门型自动埋弧焊14n n四、四、HH型型矫正矫正n n轻型钢结构构件的翼缘、腹板通常采用轻型钢结构构件的翼缘、腹板通常采用较薄较薄的钢板，焊接的钢板，焊接容易产生比较大的容易产生比较大的焊接变形焊接变形，且翼缘板与腹板的，且翼缘板与腹板的垂直度垂直度也也有偏差，这时需要通过矫正机对有偏差，这时需要通过矫正机对焊接后的焊接后的HH型钢型钢进行进行矫正矫正。精工-型矫正机15n n五、五、钻孔、锁口、抛丸、涂装钻孔、锁口、抛丸、涂装n n钢结构的连接节点多采用高强螺栓，因此孔加工在钢结构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。制造中占有一定的比重。n n制孔通常有制孔通常有钻孔钻孔和和冲孔冲孔两种方法。两种方法。钻孔钻孔是钢结构制造中是钢结构制造中普普遍遍采用的方法，几乎能用于采用的方法，几乎能用于任何规格的钢板、型钢的孔加任何规格的钢板、型钢的孔加工工。钻孔钻孔的的精度高精度高，对孔壁损伤较小对孔壁损伤较小。冲孔冲孔一般只用于较一般只用于较薄钢板薄钢板和和非圆孔的加工非圆孔的加工且且孔径不小于钢材厚度孔径不小于钢材厚度的加工。冲的加工。冲孔生产孔生产效率虽高效率虽高，但由于，但由于孔孔的的周围周围产生产生冷作硬化冷作硬化，孔壁质孔壁质量差量差等原因，通常等原因，通常只只用于用于檩条、墙梁檩条、墙梁端端部长圆孔部长圆孔的制备。的制备。16n n常用的常用的边缘加工边缘加工方法有：铲边、刨边、铣边、碳弧气刨、方法有：铲边、刨边、铣边、碳弧气刨、气割和坡口机加工等。气割和坡口机加工等。n nHH型钢型钢端面铣床端面铣床，用于，用于焊接或轧制成型焊接或轧制成型的的HH型钢型钢、箱形截箱形截面梁柱面梁柱的的两端面铣削两端面铣削加工。加工。铣边机铣边机利用利用滚铣切削滚铣切削原理，对原理，对钢板钢板焊前焊前的坡口、斜边、直边、的坡口、斜边、直边、U U形边可一次同时铣削成形边可一次同时铣削成形，耗能少操作维修方便。形，耗能少操作维修方便。17n n钢构件在涂刷之前应进行钢构件在涂刷之前应进行除锈除锈处理，构件表面的除锈方法处理，构件表面的除锈方法分为分为喷射、抛射除锈喷射、抛射除锈和和手工或动力除锈手工或动力除锈。喷射、抛射除锈。喷射、抛射除锈设备的种类很多，如下图所示的抛丸机适用于各种型材和设备的种类很多，如下图所示的抛丸机适用于各种型材和板材的表面清理。板材的表面清理。n n制做好的制做好的HH型钢需要型钢需要防腐防腐，即，即涂刷油漆涂刷油漆。美国潘邦八抛头抛丸机18焊接焊接焊接焊接HH型钢的生产工艺流程型钢的生产工艺流程型钢的生产工艺流程型钢的生产工艺流程19n n在在HH型钢的制做过程中，板材切割下料、矫正整平，拼装型钢的制做过程中，板材切割下料、矫正整平，拼装点焊、焊接及焊后翼缘矫正，按常规工艺是由多台设备来点焊、焊接及焊后翼缘矫正，按常规工艺是由多台设备来完成的。将以上完成的。将以上工序集于一身工序集于一身的的HH型钢生产线型钢生产线具有结构紧具有结构紧凑、占地省、生产效率高等优点。凑、占地省、生产效率高等优点。n n下面介绍两条生产线：下面介绍两条生产线：单面焊单面焊HH型钢生产线型钢生产线（见图）和（见图）和通通用用HH型钢生产线型钢生产线。20美国林肯单面焊生产线21n n单面焊单面焊HH型钢型钢生产线采用生产线采用低合金高强度钢板低合金高强度钢板以以卧式焊接机卧式焊接机单面焊接，采用美国林肯公司的单弧双自动埋弧焊机。该单面焊接，采用美国林肯公司的单弧双自动埋弧焊机。该生产线包含目前钢结构行业中生产线包含目前钢结构行业中规格最大规格最大的的12m12m 8m8m大型剪大型剪板机，板机，HH型钢的腹板和翼缘板可用此剪板机一次性剪切下型钢的腹板和翼缘板可用此剪板机一次性剪切下料，料，超过超过12mm12mm厚厚的钢板采用的钢板采用等离子切割机等离子切割机进行切割。对进行切割。对于平整度不符合要求的钢板用于平整度不符合要求的钢板用9 9辊矫平机辊矫平机整平。整平后的整平。整平后的翼缘板进入翼缘板生产线，经过对接、冲孔、切断而成为翼缘板进入翼缘板生产线，经过对接、冲孔、切断而成为翼缘板半成品，进入焊接生产线。半成品经组立及头部定翼缘板半成品，进入焊接生产线。半成品经组立及头部定位焊后进入卧式焊接机，一次性焊接完成。位焊后进入卧式焊接机，一次性焊接完成。22n n通用通用HH型钢生产线由型钢生产线由直条火焰切割机直条火焰切割机和和12m12m 8m8m剪板机剪板机将将钢板切割下料成腹板和翼缘板，经钢板切割下料成腹板和翼缘板，经组立机组立机到到门型自动埋弧门型自动埋弧焊机焊机焊接，再经焊接，再经翼缘矫正机翼缘矫正机矫正后成为焊接矫正后成为焊接HH型钢。矫正型钢。矫正后的后的HH型钢通过型钢通过抛丸除锈抛丸除锈处理后，涂底漆、编号发运。处理后，涂底漆、编号发运。n n钢结构的钢结构的主刚架主刚架制作加工中，工作量最大的是制作加工中，工作量最大的是节点节点的加工的加工制作，包括节点处的制作，包括节点处的开孔开孔、端板端板的的定位焊接定位焊接、加劲板加劲板的的定定位焊接位焊接等工作。对梁柱上等工作。对梁柱上四个面四个面都有都有加劲板加劲板的情况，梁柱的情况，梁柱还需要还需要翻转焊接翻转焊接，构件的翻转需要采用，构件的翻转需要采用特殊特殊的的翻转设备翻转设备。通用H型钢生产线由直条火焰切割机和12m8m剪板机将钢板切割下料成腹板和翼缘板，经组立机到门型自动埋弧焊机焊接，再经翼缘矫正机矫正后成为焊接H型钢。矫正后的H型钢通过抛丸除锈处理后，涂底漆、编号发运。23钢结构节点加工用的翻转机24第二节第二节 围护系统的制作及其设备围护系统的制作及其设备n n轻钢结构的轻钢结构的围护系统围护系统包括包括檩条、墙梁、墙面及屋面彩板、檩条、墙梁、墙面及屋面彩板、楼面板、通风采光系统、排水系统和收边系统楼面板、通风采光系统、排水系统和收边系统等。围护系等。围护系统的制造是轻钢结构加工制造中统的制造是轻钢结构加工制造中技术含量最高技术含量最高的一部分，的一部分，它直接它直接决定决定了了整个建筑整个建筑的的产品质量产品质量。下面通过相关设备来。下面通过相关设备来介绍围护系统的加工制造过程。介绍围护系统的加工制造过程。25n n一、一、冷弯薄壁型钢檩条冷弯薄壁型钢檩条的加工制造的加工制造n n在轻型门式刚架结构中，在轻型门式刚架结构中，檩条和墙梁檩条和墙梁通常采用通常采用卷边槽形卷边槽形（或称（或称C C型）和带斜卷边的型）和带斜卷边的Z Z型冷弯薄壁型钢型冷弯薄壁型钢。冷弯薄壁。冷弯薄壁型钢一般由薄钢板通过型钢一般由薄钢板通过檩条机檩条机冷弯冷弯辊压成型辊压成型而成。对而成。对Z Z、C C型冷弯薄壁型钢，钢板厚度一般为型冷弯薄壁型钢，钢板厚度一般为1.51.53mm3mm，材质为，材质为Q235Q235钢板、钢板、Q345Q345钢板或钢板或G450G450高张力连续热浸镀锌钢板高张力连续热浸镀锌钢板三三种。檩条上的孔可采用种。檩条上的孔可采用冲孔冲孔。26HG-型檩条机27n n二、二、压型金属板压型金属板的制作的制作n n彩色钢板建筑制品分为彩色钢板建筑制品分为单层彩色压型钢板单层彩色压型钢板和和复合夹芯板复合夹芯板两两类轻型建筑预制板材。类轻型建筑预制板材。n n单层彩色压型钢板和复合夹芯板的原材料普通的彩色钢板单层彩色压型钢板和复合夹芯板的原材料普通的彩色钢板（钢带）是由金属（钢带）是由金属基材基材经过经过表面处理表面处理（热镀锌、热镀锌铝（热镀锌、热镀锌铝合金、热镀铝及电镀锌和热镀锌合金化钢板），再在其上合金、热镀铝及电镀锌和热镀锌合金化钢板），再在其上覆盖覆盖彩色涂彩色涂层（聚酯涂料、有机硅改性聚酯涂料、聚偏氟层（聚酯涂料、有机硅改性聚酯涂料、聚偏氟乙烯涂料，也可无涂层）制成。彩色钢板按其基板的用途乙烯涂料，也可无涂层）制成。彩色钢板按其基板的用途不同、镀层不同、涂层不同可分为若干类别，彩板的选择不同、镀层不同、涂层不同可分为若干类别，彩板的选择要对金属基材、镀层、涂层分别进行确定。比较高级的彩要对金属基材、镀层、涂层分别进行确定。比较高级的彩板有以铝镁合金材料为基板的板有以铝镁合金材料为基板的铝镁板铝镁板。28n n单层彩色压型钢板的制作是采用压型机将彩钢卷通过连续单层彩色压型钢板的制作是采用压型机将彩钢卷通过连续完成的完成的开卷、辊压、剪切开卷、辊压、剪切而成的。而成的。n n复合夹芯板的制作是采用复合夹芯板的制作是采用两层彩板做面层两层彩板做面层，中间中间注入注入液体液体聚氨脂聚氨脂(PU)(PU)、聚苯乙烯（、聚苯乙烯（EPSEPS）或岩棉）或岩棉，再，再固化加压固化加压一次一次成型制成。这种复合板具有成型制成。这种复合板具有承力、保温、装修、防水承力、保温、装修、防水的的综综合功能。合功能。n n成型后的压型钢板及泛水板、包角板的基板不得有裂纹；成型后的压型钢板及泛水板、包角板的基板不得有裂纹；漆膜应无裂纹、剥落和擦痕等现象。漆膜应无裂纹、剥落和擦痕等现象。29n n单层彩色钢板压型机是采用单层彩色钢板压型机是采用多道成型辊多道成型辊将彩色钢板将彩色钢板连续冷连续冷弯成型弯成型的原理设计的。它由开卷机（架）、送料台、成型的原理设计的。它由开卷机（架）、送料台、成型机、切断机和成品辊架五部分组成，当加工曲板时还需曲机、切断机和成品辊架五部分组成，当加工曲板时还需曲面冲压机。面冲压机。30n n三、三、排水排水和和收边收边系统系统n n轻型钢建筑中，轻型钢建筑中，天沟、落水管、包边板天沟、落水管、包边板等的制造质量对于等的制造质量对于防水功能防水功能至关重要。很多轻型钢建筑在这些地方都存在至关重要。很多轻型钢建筑在这些地方都存在泛泛水、渗水现象水、渗水现象，其中一个重要原因就是其，其中一个重要原因就是其包边板包边板是手工折是手工折成而不是采用机械加工的，这些对建筑的排水效果及建筑成而不是采用机械加工的，这些对建筑的排水效果及建筑外观效果都不利，而采用外观效果都不利，而采用折弯机折弯机折弯的收边板产品质量较折弯的收边板产品质量较好。下图的折边机可以针对一定形状的包边，适应不同的好。下图的折边机可以针对一定形状的包边，适应不同的彩色压型钢板的板型，对包边板进行折弯加工。这样加工彩色压型钢板的板型，对包边板进行折弯加工。这样加工出来的包边板与彩色压型钢板出来的包边板与彩色压型钢板贴合紧密，防水性能好贴合紧密，防水性能好。31浙江精工科技有限公司开发研制的JZW800折边机32一般一般通风气楼或通风器通风气楼或通风器有有主动和被动排风主动和被动排风两种形式，其型号、两种形式，其型号、布置位置和布置数量与建筑的具体通风要求有关，可以根据布置位置和布置数量与建筑的具体通风要求有关，可以根据通风器的排风能力进行计算。通风器的排风能力进行计算。n n四、四、通风采光通风采光系统系统n n衡量轻型钢建筑质量好坏的另一很重要的标准就是其衡量轻型钢建筑质量好坏的另一很重要的标准就是其屋面屋面采光通风及防水系统产品采光通风及防水系统产品的质量，它直接关系到轻型钢建的质量，它直接关系到轻型钢建筑的使用性能。这部分产品大多为专利产品，由钢结构公筑的使用性能。这部分产品大多为专利产品，由钢结构公司或各相关专业厂家开发生产。司或各相关专业厂家开发生产。(a)采光天棚(b)防水细部(c)通风气楼屋面采光通风及防水33 第三节第三节 钢结构的防腐处理钢结构的防腐处理n n由于建筑钢材由于建筑钢材强度高、塑性韧性好、自重轻强度高、塑性韧性好、自重轻，加上钢结构，加上钢结构具有具有制作简便、施工工期短制作简便、施工工期短，适用于跨度大、高度高、承适用于跨度大、高度高、承载重的结构载重的结构等优点，使钢材在建筑业中得到了广泛应用。等优点，使钢材在建筑业中得到了广泛应用。n n但是钢材耐但是钢材耐腐蚀性和耐锈蚀性差腐蚀性和耐锈蚀性差。据发达国家的不完全统。据发达国家的不完全统计，每年由于腐蚀造成的经济损失约占国民经济总产值的计，每年由于腐蚀造成的经济损失约占国民经济总产值的。钢结构的腐蚀不仅造成经济损失，也给结构的安全。钢结构的腐蚀不仅造成经济损失，也给结构的安全带来隐患，由于钢锈蚀而导致的工程事故也屡见不鲜。因带来隐患，由于钢锈蚀而导致的工程事故也屡见不鲜。因此钢结构（特别是此钢结构（特别是薄壁薄壁钢构件）的防腐处理具有重要的经钢构件）的防腐处理具有重要的经济和社会意义。济和社会意义。34n n一、钢结构一、钢结构防锈与涂装防锈与涂装的的一般规定一般规定n n、钢结构的防锈及涂装设计应遵守、钢结构的防锈及涂装设计应遵守工业建筑防腐蚀设工业建筑防腐蚀设计规范计规范GB500046GB500046与与钢结构管道涂装技术规程钢结构管道涂装技术规程YB/T9256YB/T9256的有关规定；凡在的有关规定；凡在钢结构工程设计钢结构工程设计中，均中，均应有防应有防锈涂装设计锈涂装设计的内容。的内容。35n n、钢结构防锈及涂装设计应综合考虑、钢结构防锈及涂装设计应综合考虑结构的重要性、环结构的重要性、环境侵蚀条件、维护条件及使用寿命，以及施工条件与工程境侵蚀条件、维护条件及使用寿命，以及施工条件与工程造价等因素造价等因素，合理的选用或确定钢材，合理的选用或确定钢材表面原始锈蚀等级表面原始锈蚀等级、除锈方法与等级除锈方法与等级（涂装前钢材表面锈蚀等级和涂装等级涂装前钢材表面锈蚀等级和涂装等级GB8923GB8923）、涂料与涂装要求以及涂装施工的质量检验要）、涂料与涂装要求以及涂装施工的质量检验要求（求（钢结构工程施工质量验收规范钢结构工程施工质量验收规范GB50205GB50205）等。）等。n n、轻型钢结构构件应、轻型钢结构构件应按外界条件对结构的侵蚀作用分类按外界条件对结构的侵蚀作用分类选择表面处理方法及配套涂料。选择表面处理方法及配套涂料。36n n二、钢结构二、钢结构腐蚀腐蚀的的主要原因主要原因n n防止钢结构腐蚀首先要了解钢材腐蚀的原因。防止钢结构腐蚀首先要了解钢材腐蚀的原因。n n1 1常温下常温下（100100以下以下）钢材的腐蚀机理）钢材的腐蚀机理n n常温下钢铁的腐蚀主要是常温下钢铁的腐蚀主要是电化学腐蚀电化学腐蚀。钢结构在常温大气。钢结构在常温大气环境中使用，钢材受环境中使用，钢材受大气中水分、氧和其他污染物大气中水分、氧和其他污染物（未清（未清理干净的焊渣、锈层、表面污物）的作用而被腐蚀。大气理干净的焊渣、锈层、表面污物）的作用而被腐蚀。大气的的相对湿度在相对湿度在6060以下以下时，钢材的腐蚀是很时，钢材的腐蚀是很轻微轻微的；但当的；但当相对湿度增加到某一数值时，钢材的相对湿度增加到某一数值时，钢材的腐蚀速度突然升高腐蚀速度突然升高，这一数值称为这一数值称为临界湿度临界湿度。常温下，一般钢材的临界湿度为。常温下，一般钢材的临界湿度为60607070。n n当当空气被污染空气被污染或在或在沿海地区空气中含盐沿海地区空气中含盐时，临界湿度都很时，临界湿度都很低，钢材表面容易形成低，钢材表面容易形成水膜水膜。此时。此时焊渣焊渣和和未处理干净的锈未处理干净的锈层（氧化铁皮）层（氧化铁皮）作为作为阴极阴极，钢结构构件钢结构构件（母材）作为（母材）作为阳极阳极在水膜中发生在水膜中发生电化学电化学腐蚀。大气中的水分吸附在钢材表面腐蚀。大气中的水分吸附在钢材表面形成的水膜是造成钢材腐蚀的决定因素；大气的相对湿度形成的水膜是造成钢材腐蚀的决定因素；大气的相对湿度和污染物的含量是影响大气腐蚀程度的重要因素。和污染物的含量是影响大气腐蚀程度的重要因素。37n n2 2高温下高温下（100100以上以上）钢材的腐蚀机理）钢材的腐蚀机理n n高温下钢铁的腐蚀主要是高温下钢铁的腐蚀主要是化学腐蚀化学腐蚀。高温状态下，。高温状态下，水以气水以气态存在，电化学作用很小，降为次要因态存在，电化学作用很小，降为次要因素。素。金属和干燥气金属和干燥气体体（如（如OO2 2、HH2 2S S、SOSO2 2、ClCl2 2等）相接触，表面生成相应的等）相接触，表面生成相应的化合物（氯化物、硫化物、氧化物），形成对钢材的化学化合物（氯化物、硫化物、氧化物），形成对钢材的化学腐蚀。腐蚀。38n n钢结构钢结构腐蚀腐蚀的的防护防护方法方法n n根据钢材腐蚀的电化学原理，只要根据钢材腐蚀的电化学原理，只要防止或破坏腐蚀电池的防止或破坏腐蚀电池的形成形成或或强烈阻滞阴、阳极过程的进行强烈阻滞阴、阳极过程的进行，就可防止钢材的腐，就可防止钢材的腐蚀。采用蚀。采用防护层防护层方法防止钢结构腐蚀是目前通用的方法，方法防止钢结构腐蚀是目前通用的方法，常用的保护层有以下几种：常用的保护层有以下几种：39n n、金属金属保护层：金属保护层是保护层：金属保护层是用具有阴极或阳极保护作用具有阴极或阳极保护作用用的的金属或合金金属或合金，通过电镀、喷镀、化学镀、热镀和渗镀，通过电镀、喷镀、化学镀、热镀和渗镀等方法，在需要防护的金属表面形成等方法，在需要防护的金属表面形成金属保护层（膜）金属保护层（膜）来来隔离金属与腐蚀介质的接触隔离金属与腐蚀介质的接触，或利用电化学的保护作用使，或利用电化学的保护作用使金属得到保护，从而防止腐蚀。金属得到保护，从而防止腐蚀。n n、化学化学保护层：通过化学或电化学方法使钢材表面生成保护层：通过化学或电化学方法使钢材表面生成一种具有耐腐蚀性能的一种具有耐腐蚀性能的化合物薄膜化合物薄膜，以，以隔离隔离腐蚀介质与金腐蚀介质与金属的接触，来防止对金属的腐蚀。属的接触，来防止对金属的腐蚀。n n、非金属非金属保护层：用保护层：用涂料、塑料、搪瓷涂料、塑料、搪瓷等材料，通过等材料，通过涂涂刷和喷涂刷和喷涂等方法，在金属表面形成保护膜，使金属与腐蚀等方法，在金属表面形成保护膜，使金属与腐蚀介质隔离，从而防止金属的腐蚀。介质隔离，从而防止金属的腐蚀。40n n四、钢材四、钢材表面处理表面处理n n钢材加工后到出厂之前，构件表面会不可避免的沾有钢材加工后到出厂之前，构件表面会不可避免的沾有油污、油污、水分、灰尘等污染物以及存在毛刺、氧化铁皮、锈层等表水分、灰尘等污染物以及存在毛刺、氧化铁皮、锈层等表面缺陷。面缺陷。由前面钢结构腐蚀的主要原因我们知道，污染物由前面钢结构腐蚀的主要原因我们知道，污染物的含量是影响大气腐蚀程度的重要因素，且的含量是影响大气腐蚀程度的重要因素，且表面污物会严表面污物会严重影响涂料在钢材表面的附着力重影响涂料在钢材表面的附着力，并使漆膜下的锈蚀继续，并使漆膜下的锈蚀继续扩展，导致涂层失效或破坏，无法达到预期的防护效果。扩展，导致涂层失效或破坏，无法达到预期的防护效果。因此，因此，钢材表面处理质量的好坏对涂层的防护效果及寿命钢材表面处理质量的好坏对涂层的防护效果及寿命的影响，有时甚至比涂料本身品种性能差异的影响更大，的影响，有时甚至比涂料本身品种性能差异的影响更大，应予以重视。应予以重视。41n n钢结构钢结构表面处理方法表面处理方法：手工工具手工工具除锈、除锈、滚动钢丝轮滚动钢丝轮除锈、除锈、酸洗酸洗除锈、除锈、喷砂（丸）喷砂（丸）除锈、除锈、化学转化膜、热浸镀、电镀化学转化膜、热浸镀、电镀、表面合金化表面合金化以及以及射流控制真空除锈、激光除锈射流控制真空除锈、激光除锈等。等。n n在在中等侵蚀中等侵蚀作用环境中的作用环境中的承重钢构件承重钢构件，当其形状较复杂或，当其形状较复杂或体型较特殊时，可选用体型较特殊时，可选用酸洗除锈酸洗除锈方法。酸洗应有专门的工方法。酸洗应有专门的工艺控制保证（艺控制保证（不宜用盐酸不宜用盐酸），应附加），应附加缓蚀剂缓蚀剂，并清洗到位，并清洗到位，确保角、凹部位不致积酸，引起材质确保角、凹部位不致积酸，引起材质氢脆氢脆变异。变异。42n n五、五、防腐防腐涂料涂料n n钢构件的防腐涂层可根据具体情况采用不同的方式钢构件的防腐涂层可根据具体情况采用不同的方式,如如金属金属保护层保护层(镀锌镀锌等等)、油漆油漆涂层、涂层、复合保护层复合保护层（即一、二项同（即一、二项同时使用）。时使用）。n n目前通常的钢结构防腐做法就是目前通常的钢结构防腐做法就是刷防腐涂料刷防腐涂料。涂料是一种。涂料是一种含油含油的的或不含油或不含油的的胶体溶液胶体溶液，将它涂敷在钢材表面上，可，将它涂敷在钢材表面上，可结成一层薄膜来保护钢结构。结成一层薄膜来保护钢结构。43n n防腐涂料一般由防腐涂料一般由底漆和面漆底漆和面漆组成。组成。n n底漆底漆中中粉料多，基料少，成膜粗糙粉料多，基料少，成膜粗糙，底漆的功能是，底漆的功能是使漆膜使漆膜与基层和面漆结合牢固与基层和面漆结合牢固，即就是要有，即就是要有好好的的附着力附着力；底漆有；底漆有阻蚀性颜料阻蚀性颜料，可以阻止锈蚀的发生，有的还能对金属起，可以阻止锈蚀的发生，有的还能对金属起钝钝化和电化学保护化和电化学保护作用，防止金属生锈。作用，防止金属生锈。n n而而面漆面漆则则粉料少，基料多粉料少，基料多，成膜后有，成膜后有光泽光泽，主要功能是，主要功能是保保护下层底漆护下层底漆，故要对，故要对大气和湿度大气和湿度具有具有不渗透性不渗透性，要能，要能抵抗抵抗由风化引起的物理和化学分解由风化引起的物理和化学分解。目前的趋势是使用。目前的趋势是使用合成树合成树脂脂来提高介质的抗风化性能。来提高介质的抗风化性能。耐大气性能的防腐涂料耐大气性能的防腐涂料一般一般只只能耐大气中的能耐大气中的气相腐蚀气相腐蚀。对于受。对于受酸碱酸碱等介质侵蚀的地方，等介质侵蚀的地方，必须用必须用耐酸碱耐酸碱的涂料。的涂料。44n n六、六、防腐油漆（涂料防腐油漆（涂料）的）的选择选择n n一般的涂料选择应考虑以下几点：一般的涂料选择应考虑以下几点：n n1 1、要考虑、要考虑结构结构所处的使用条件及选用涂料的范围的一致所处的使用条件及选用涂料的范围的一致性，根据腐蚀介质的情况（种类、温度和浓度）气相或液性，根据腐蚀介质的情况（种类、温度和浓度）气相或液相，湿热地区或干燥地区等条件进行选用。对于有酸性介相，湿热地区或干燥地区等条件进行选用。对于有酸性介质，可采用耐酸性能较好的酚醛树脂漆，而对于碱性介质，质，可采用耐酸性能较好的酚醛树脂漆，而对于碱性介质，则应采用耐碱性较好的环氧树脂漆。则应采用耐碱性较好的环氧树脂漆。n n 2 2、要考虑、要考虑施工施工条件的可能性。有的宜刷涂，有的宜喷涂，条件的可能性。有的宜刷涂，有的宜喷涂，有的自然干燥成膜等等。对于一般情况，宜用干燥、便于有的自然干燥成膜等等。对于一般情况，宜用干燥、便于喷刷的冷固型涂料。喷刷的冷固型涂料。45n n3 3、要考虑涂料的正确、要考虑涂料的正确配套配套。由于大部分涂料是有机胶状。由于大部分涂料是有机胶状物质为基料，涂料每涂一层结成薄膜后，难免有许多异常物质为基料，涂料每涂一层结成薄膜后，难免有许多异常细小的细小的微孔微孔，腐蚀介质仍有可能渗入侵蚀钢铁。因此，目，腐蚀介质仍有可能渗入侵蚀钢铁。因此，目前涂料的施工都不是涂单层，而是前涂料的施工都不是涂单层，而是涂多层涂多层，目的在于将微，目的在于将微孔减少到最低限度。孔减少到最低限度。底漆和面漆之间应有良好的适应性底漆和面漆之间应有良好的适应性。如如过氯乙烯过氯乙烯漆与漆与磷化磷化底漆或底漆或铁红醇酸铁红醇酸底漆配套使用，底漆配套使用，才能才能得到很好的效果，而不能与得到很好的效果，而不能与油性油性底漆（如底漆（如油性红丹漆油性红丹漆）配）配套使用。因为过氯乙烯漆中含有套使用。因为过氯乙烯漆中含有强溶剂强溶剂，会破坏底漆漆膜。，会破坏底漆漆膜。n n4 4、要考虑结构的、要考虑结构的主次主次关系。即根据构件的重要性，是主关系。即根据构件的重要性，是主要承重构件还是次要承重构件来进行考虑，分别选用不同要承重构件还是次要承重构件来进行考虑，分别选用不同的涂料，或用相同的涂料而对涂层厚度加以区别。的涂料，或用相同的涂料而对涂层厚度加以区别。46第四节第四节 钢结构的钢结构的防火防火处理处理n n钢结构具有独特的优越性，它适用于各种工程结构，因而钢结构具有独特的优越性，它适用于各种工程结构，因而在工业与民用建筑中得到了广泛的应用。但钢结构在工业与民用建筑中得到了广泛的应用。但钢结构耐火性耐火性能差能差早已为人们所熟知