淺談建筑工程中鋼結構構件的制作

鄺伯初

（博思格建筑鋼結構（廣州）有限公司，廣東 廣州 510530）

1 引言

鋼結構是從承重骨架的材料角度定義的，即指結構體系中主要受力構件由鋼材做成的房屋建筑。鋼結構房屋的結構體系主要是由鋼板、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 鋼結構的特點

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

3 鋼結構構件的加工制作

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

鋼結構構件制作加工流程簡圖

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

3.1 下料

鋼材的下料有一定的規定，其偏差應該符合相關的規定，主要使用的方法有氣割、機械剪切、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生的高溫熔化鋼材，并以高壓氧氣流進行吹掃，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行切割，而氧氣的純度和氣體消耗量、切割速度、切割質量有很大的關系。

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廣泛使用。

3.1.2 機械剪切

用剪切機和沖切機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，會產生嚴重的冷作硬化，使脆性增大。剪切采用碳工具鋼和合金工具鋼，剪切的間隙應根據板厚調整。

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，產生高達2000℃～3000℃的等離子弧熔化而進行切割。切割時，不受材質的限制，具有切割速度高、切口狹窄、熱影響區小、變形小且切割質量好的特點，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，應先清除鋼材表面切割區域的鐵銹、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，有時會產生不同的彎曲波浪變形，如變形值超過規范規定的允許值時，必須在下料之前及切割之后進行平直矯正。常用的平直方法有人工矯正、機械矯正、火焰矯正和混合矯正等。鋼材校正后的允許偏差應符合相應的規范規定。

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，應設平墊。錘的大小、錘擊點和著力的輕重程度應根據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，以免產生裂紋。矯正后的鋼材表面不應有明顯的凹面和損傷，錘痕深度不應大于0.5mm。

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

3.2.2 機械矯正

機械矯正適用于一般板件和型鋼構件的變形矯正，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，利用上、下兩排輥子將板料的彎曲部分矯正調直：型鋼變形多采用型鋼調直機。

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、鋼板及構件縱向彎曲的矯正。火焰加熱的溫度一般為700℃，最高不應超過900℃。

3.2.4 混合矯正

混合矯正法適用于型材、鋼構件、工字梁、吊車梁、構架或結構構件的局部或整體變形的矯正，常用方法有矯正胎加撐直機、壓力機、油壓機或沖壓機等。或用小型液壓千斤頂，或加橫梁配合熱烤。該法是將零部件或構件兩端墊以支承件，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，可鉆一般鋼結構的孔；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符合相應規范規定。

3.3.2 擴孔

擴孔采用擴孔鉆或麻花鉆，當麻花鉆擴孔時，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。錐形埋頭孔應用專用的錐形孔鉆制孔，或用麻花鉆改制；圓柱形埋頭孔應用柱形鉆，鉆前端設導向柱，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。沖孔的直徑應大于板厚，否則易長壞沖頭。如大批量沖孔時.應按批抽查孔的尺寸及孔的中心距，以便及時發現問題而及時多正；當環境溫度低于-20℃時，應禁止沖孔；沖裁力應按相應的公式計算得到。

3.3.5 鉸孔

鉸孔是用絞刀對已經粗加工的孔進行精加工，可提高孔的表面光潔度和精度。

[1]呂建微.高層建筑鋼結構施工技術與管理[J].黑龍江科技信息,2010,36.

[2]孫善乾.鋼結構工程施工質量檢測方法探討[J].科技信息,2010,32.