钢柱的制造 毕业设计论文.doc

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1、 机电学院毕业设计(论文) （2012届）题 目 钢柱的制造 实习单位 浙江大东吴集团钢构有限公司 实习岗位 生产部内勤 专业班级 服装0931班 学生姓名 指导教师 2012年 4月 22日目 录摘要 1.1钢结构概述-31.2钢结构的概念-3 1.3 钢结构安全技术-3 1.4 钢结构的发展-4 1.5 屋面系统-4 1.6墙体结构-4 1.7保温节能技术-5 1.8防火技术-5 1.9隔声技术-5 1.10连接方法-5 2钢柱的制造-5 2.1任务分析-6 2.2割板下料-7 2.3埋弧焊接-7 2.4质检-9 2.5上漆-10 2.6 CAD图纸 总结 致谢 参考文献 钢结构概述是指用

2、钢板和热扎、冷弯或焊接型材通过连接件连接而成的能承受和传递荷载的结构形式。钢结构体系具有自重轻、工厂化制造、安装快捷、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势，与钢筋混凝土结构相比，更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势，在全球范围内，特别是发达国家和地区，钢结构在建筑工程领域中得到合理、广泛的应用。钢结构行业通常分为轻型钢结构、高层钢结构、住宅钢结构、空间钢结构和桥梁钢结构5大子类。钢结构在各项工程建设中的应用极为广泛，如钢桥、钢厂房、钢闸门、各种大型管道容器、高层建筑和塔轨机构等。钢结构的概念钢结构工程是以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。 钢结构是现代建

3、筑工程中较普通的结构形式之一。中国是最早用铁制造承重结构的国家，远在秦始皇时代（公元前246-219年），就已经用铁做简单的承重结构， 而西方国家在17世纪才开始使用金属承重结构。公元3-6世纪， 聪明勤劳的中国人民就用铁链修建铁索悬桥，著名的四川泸定大渡河铁索桥，云南的元江桥和贵州的盘江桥等都是中国早期铁体承重结构的例子。 钢结构安全技术以钢材为主的结构，是主要的建筑结构。钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强，故用于建造大跨度、超重型的建筑物特别适宜；材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学定；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载；建筑工期短；其

4、工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生产；加工精度高、效率高、密闭性好，故可用于建造气罐、油罐和变压器等。其缺点是耐火性和耐腐性较差。主要用于重型车间的承重骨架、受动力荷载作用的厂房结构、板壳结构、高耸电视塔结构、桥梁库等大跨度结构、高层和超高层建筑等。钢结构今后应研究高强度钢材，大大提高其屈服点强度；此外要轧制新品种的型钢，例如H型钢）和T形钢以及压型钢板等以适应大跨度结构和超高层建筑的需要。钢结构又分轻钢和重钢。判定没有一个统一的标准，很多有经验的设计师或项目经理也常常不能完全说明白，可以以一些数据综合考虑并加以判断。 钢结构另外还有无热桥轻钢结构体系，钢结构建筑本身是不节能的，本技术

5、用巧妙的特种连接件解决了建筑的冷热桥问题；小桁架结构使电缆和上下水管道从墙里穿越，施工装修都方便；无比节能是世界上唯一的一家以冷弯薄壁型钢建7层住宅的建筑体系。钢结构的发展中国虽然早期在铁结构方面有卓越的成就，但由于2000多年的封建制度的束缚，科学不发达，因此，长期停留于铁制建筑物的水平。直到19世纪末，我国才开始采用现代化钢结构。新中国成立后，钢结构的应用有了很大的发展，不论在数量上或质量上都远远超过了过去。在设计、制造和安装等技术方面都达到了较高的水平，掌握了各种复杂建筑物的设计和施工技术，在全国各地已经建造了许多规模巨大而且结构复杂的钢结构厂房、构民用建筑及铁路桥梁等，我国的人民大会堂

6、钢屋架，北京和上海等地的体育馆的钢网架西秦始皇兵马佣陈列馆的三铰钢拱架和北京的鸟巢等。轻钢结构的楼面由冷弯薄壁型钢架或组合梁、楼面OSB结构板，支撑、连接件等组成。所用的材料是定向刨花板，水泥纤维板，以及胶合板。在这些轻质楼面上每平方米可承受316365公斤的荷载。 迈特建筑轻钢结构住宅的楼面结构体系重量仅为国内传统的混凝土楼板体系的四分之一到六分之一，但其楼面的结构高度将比普通混凝土板高100120毫米。屋面系统轻钢结构住宅屋面系统是由屋架、结构OSB面板、防水层、轻型屋面瓦（金属或沥青瓦）组成的。迈特建筑轻钢结构的屋面，外观可以有多种组合。材料也有多种。在保障了防水这一技术的前提下，外观有

7、了许多的选择方案。墙体结构轻钢结构住宅的墙体主要由墙架柱、墙顶梁、墙底梁、墙体支撑、墙板和连接件组成。迈特建筑轻钢结构住宅一般将内横墙作为结构的承重墙，墙柱为C形轻钢构件，其壁厚根据所受的荷载而定，通常为0.842毫米，墙柱间距一般为400600毫米， 迈特建筑轻钢结构住宅这种墙体结构布置方式，可有效承受并可靠传递竖向荷载，且布置方便，但迈特建筑轻钢结构住宅墙体结构不能承受水平荷载。保温节能技术轻钢结构为确保达到保温效果，在建筑物的外墙和屋面中使用的保温隔热材料能长期使用并能保温隔热。迈特建筑轻钢结构住宅一般除了在墙的墙柱间填充玻璃纤维外，在墙外侧再贴一层保温材料，有效隔断了通过墙柱至外墙板的

8、热桥；楼层之间搁栅内填充玻璃纤维，减少通过楼层的热传递;所有内墙墙体的墙柱之间均填充玻璃纤维，减少户墙之间的热传递。防火技术轻钢结构一个最关键的问题是防火技术的应用， 迈特建筑轻钢结构住宅的耐火等级为四级。迈特建筑轻钢结构住宅在墙的两侧与楼盖的天花处贴防火石膏板，对于普通防火墙和分户墙用25.4毫米厚(1吋)石膏板保护，以达到1个小时的防火要求，另外在墙体墙柱间与楼盖搁栅间填充的玻璃纤维对于防火与热传递也起了积极的保护作用。隔声技术轻钢结构在内外墙及楼盖搁栅间填充玻璃棉，有效阻止了通过空气传播的音频部分，而对于通过固体传播的冲击声，作如下构造处理：对于分户墙用二道墙柱构成带有中间空隙的二道墙体

9、；而对于吊顶用的固定石膏板的小龙骨，用带有小切槽的弹性构造以有效减少楼层间的固体声传播。连接方法焊接连接 螺栓连接 铆钉连接 钢柱的制造材料的选定一般选用Q235B和Q345B 工艺流程：拿到料单 割板 核对尺寸下料 埋弧连接腹板与翼板 焊接连接板 牛腿 以及其他一些连接板 然后由质检部进行质检 看有没有气孔 漏焊 咬边 在进行超声波探伤 进入抛丸机抛丸除锈 最后到油漆车间 上漆焊接：第一层的焊道应封住坡口内母材与垫板的连接处，然后逐道逐层累焊至填满坡口，每道焊缝焊完后，都必须清除焊渣及飞溅物，出现焊接缺陷应及时磨去并修补。焊接工艺参数：CO2气保焊：焊丝直径1.2mm，电流280320A，焊

10、速350450mm/min焊丝伸出长度：约20mm，气体流量2580L/min，电压2934V，层间温度120150（1）先焊梁的下翼缘，梁腹板两侧的翼缘焊道要保持对称焊接。（2）待下翼缘焊完，然后焊接上翼缘。（3）如翼缘板厚大于30mm时，宜上下翼缘轮换施焊。（4）焊接工艺参数：CO2气保焊：焊丝直径1.2mm，电流280360A，焊速300500mm/min焊丝伸出长度约20 mm，气体流量2080L/mm电压3038V，层间温度120150任务分析 轻钢结构厂房 割板下料下料标准下料标注气割件的宽度允许偏差0-2mm,长度3mm。切割面平面度允许偏差0.05t且2mm，垂直度允许偏差0.

11、05t,且不大于2mm。局部缺口深度允许偏差1mm。割纹深度允许偏差0.2mm。切割面斜偏允许偏差1mm。边缘直线度偏差0.15B，且不大于3mm。割缝宽度2.5mm。埋弧焊接使用龙门焊接机焊接钢柱的腹板与翼板，焊剂使用HJ431焊剂GB/T5293-1999埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂在焊接牛腿、连接板等附件 包括拼装和矫正矫正标准矫正的H型翼缘板平面度允许偏差小于1mm。矫正的H型钢扭曲允许偏差h/250,且小于5mm。翼缘板与腹板的垂直度为半边翼板2mm。矫正的H型钢腹板局部平面度允许偏差小于2mm。埋弧龙门焊 标准焊角高度按工艺要求，允许偏差0-2mm。漏焊，烧穿未补或补后不平整、咬边不允许

12、。断弧、列分不允许。焊缝跑偏、焊瘤不允许。表面夹渣不允许。表面气孔每米内2个，孔径1mm。拼装标准连接板与型钢间隙允许偏差2mm.在超差间隙中不允许填充金属物。柱底板到第一安装孔距离2mm，牛腿翘曲、错位2mm。待添加的隐藏文字内容2筋板垂直度2mm,直线度2mm，位置偏差3mm。行车梁封头板与上翼板低5mm。梁、柱连接板角度允许偏差0.5，错位1mm。钻孔位置尺寸允许偏差1.5mm，檩拖板位置允许偏差5mm。构件总尺寸允许偏差2mm。质检使用PXUT-350全数字智能超声波探伤仪检测焊缝是否符合标准质量标准上漆 钢结构安装钢构件的预制按着安装顺序和工艺要求在钢平台上进行钢构件的预制和组装，要

13、保证焊接制作质量。型钢的拼接翼缘板拼接接缝和腹板拼接接缝的间距应大于200。翼缘板拼接长度不应小于2倍板宽；腹板拼接宽度不应小于300，长度不应小于600。为了焊接方便，保证焊接质量，尽量将立柱、横梁上的加强筋板、连接板、垫板、挑梁（梁）等在地面钢平台上按施工图尺寸进行组对焊接。在钢平台上预制的钢构件除按施工图和规范要求制作组装外，还应考虑现场安装的工艺性和安装尺寸的变化。 DISA钢结构抛丸机安装焊接施工技术一、钢结构安装焊接前的准备工 上海世博钢结构工程作试验钢材包括Q345GJC-Z15（壁厚70mm）、Q345GJC-Z15（壁厚40mm）、Q345C（翼缘厚28mm），焊接位置为柱柱

14、横焊、柱梁平焊（包括桁架梁上下翼缘平焊）、T型角立焊。坡口形式及尺寸按设计要求。焊后外观及超声波检查合格后取样进行了力学和物理试验。试验结果接头的抗拉强度达到母材抗拉强度标准值，接头弯曲180无裂纹。采用的焊接材料和焊接设备技术条件应符合国家标准，性能优良。清渣、气刨、焊条烘干保温等装置应齐全有效。二、手工电弧焊及CO2气保焊焊材和设备（1）焊条应在高温烘干箱中烘干，焊条烘干次数不得超过两次。（2）焊丝包装应完好，如有破损而导致焊丝污染或弯折、紊乱时应部分弃之。（3）CO2气体纯度应不低于99.9%（体积比），含水量应低于0.05%（重量比），瓶内高压低于1MPa时应停止使用。（4）焊机电压应

15、正常，地线压紧牢固，接触可靠，电缆及焊钳无破损，送丝机应能均匀送丝，气管应无漏气或堵塞。三、安装焊接程序及一般规定焊接的一般顺序为：焊前检查 预热除锈 装焊垫板和引弧板 焊接 检验1焊前检查坡口角度、钝边、间隙及错口量，坡口内和两侧的锈斑、油污、氧化铁皮等应清除干净。2预热。焊前用气焊或特制烤枪对坡口及其两侧各100mm范围内的母材均匀加热，并用表面测温计测量温度，防止温度不符合要求或表面局部氧化，预热温度。3重新检查预热温度，如温度不够应重新加热，使之符合要求。4装焊垫板及引弧板，其表面清洁程度要求与坡口表面相同，垫板与母材应贴紧，引弧板与母材焊接应牢固。5焊接：第一层的焊道应封住坡口内母材

16、与垫板的连接处，然后逐道逐层累焊至填满坡口，每道焊缝焊完后，都必须清除焊渣及飞溅物，出现焊接缺陷应及时磨去并修补。6一个接口必须连续焊完，如不得已而中途停焊时，应进行保温缓冷处理，再焊前，应重新按规定加热。7遇雨、雪天时应停焊，构件焊口周围及上方应有挡风、雨棚，风速大于5m/s时应停焊。环境温度低于零度时，应按规定采取预热和后热措施施工。8碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度、低合金结构钢应在完成24h以后，进行焊缝探伤检验。9焊工和检验人员要认真填写作业记录表。四、典形节点的焊接顺序和工艺参数（1）上下柱无耳板侧由两名焊工在两侧对称焊至板厚的1/3处时，切去耳板。（2）然后在切去耳板侧由两名焊工

17、在两侧对称焊至板厚的1/3处。（3）再由两名焊工分别承担相邻两面的焊接。（4）每两层之间焊道的接头应相互错开，两名焊工焊接的焊道接头也要注意每层错开，焊接过程中要注意检测层间温度。（5）焊接工艺参数：CO2气保焊：焊丝直径1.2mm，电流280320A，焊速350450mm/min焊丝伸出长度：约20mm，气体流量2580L/min，电压2934V，层间温度120150五、柱梁、梁梁节点（1）先焊梁的下翼缘，梁腹板两侧的翼缘焊道要保持对称焊接。（2）待下翼缘焊完，然后焊接上翼缘。（3）如翼缘板厚大于30mm时，宜上下翼缘轮换施焊。（4）焊接工艺参数：CO2气保焊：焊丝直径1.2mm，电流280

18、360A，焊速300500mm/min焊丝伸出长度约20 mm，气体流量2080L/mm电压3038V，层间温度120150钢结构特性以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。钢材的特点是强度高、自重轻、刚度大，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜;材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定;材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载;建筑工期短;其工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生产;加工精度高、效率高、密闭性好，故可用于建造气罐、油罐和变压器等。其缺点是耐火性和耐腐性较差。主要用于重型车间的承重骨架、受动力荷载作用的厂房结构、板壳结

19、构、高耸电视塔和桅杆结构、桥梁和仓库等大跨度结构、高层和超高层建筑等。钢结构今后应研究高强度钢材，大大提高其屈服点强度;此外要轧制新品种的型钢，例如H型钢(又称宽翼缘型钢)和T形钢以及压型钢板等以适应大跨度结构和超高层建筑的需要。钢结构又分轻钢和重钢。判定没有一个统一的标准，很多有经验的设计师或项目经理也常常不能完全说明白，可以以一些数据综合考虑并加以判断。6 总结评价 通过此次课程设计，使我更加扎实的掌握了有关钢结构方面的知识，在设计过程中虽然遇到了一些问题，但经过一次又一次的思考，一遍又一遍的检查终于找出了原因所在，也暴露出了前期我在这方面的知识欠缺和经验不足。实践出真知，通过亲自实践，使

20、我们掌握的知识不再是纸上谈兵。 过而能改，善莫大焉。在课程设计过程中，我们不断发现错误，不断改正，不断领悟，不断获取。最终的检测调试环节，本身就是在践行“过而能改，善莫大焉”的知行观。这次课程设计终于顺利完成了，在设计中遇到了很多问题，最后在老师的帮助下，终于游逆而解。在 今后社会的发展和学习实践过程中，一定要不懈努力，不能遇到问题就想到要退缩，一定要不厌其烦的发现问题所在，然后一一进行解决，只有这样，才能成功的做成想做的事，才能在今后的道路上劈荆斩棘，而不是知难而退，那样永远不可能收获成功，收获喜悦，也永远不可能得到社会及他人对你的认可！ 课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技

21、能上的提升，同时又是一门讲道课，一门辩思课，给了我许多道，给了我很多思，给了我莫大的空间。同时，设计让我感触很深。使我对抽象的理论有了具体的认识。通过这次课程设计，我了解了钢结构的设计到生产，也懂得了怎样去设计一个钢构件。我认为，在这学期的实验中，不仅提高了独立思考的能力，在各种其它能力上也都有了提高。更重要的是，在课程设计的过程中，我们学会了很多学习的方法。而这是日后最实用的，真的是受益匪浅。要面对社会的挑战，只有不断的学习、实践，再学习、再实践。这对于我们的将来也有很大的帮助。以后，不管有多苦，我想我们都能变苦为乐，找寻有趣的事情，发现其中珍贵的事情。就像中国提倡的艰苦奋斗一样，我们都可以

22、在实验结束之后变的更加成熟，会面对需要面对的事情。 回顾起此课程设计，至今我仍感慨颇多，从理论到实践，在这段日子里，可以说得是苦多于甜，但是可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。通过这次课程设计使我懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，但可喜的是最终都得到了解决。实验过程中，也对团队精神的进行了考察，让我们在合作起来更加默契，在成功后一起体会喜悦的心情。果然是团结就是力量，只有互相之间默契融洽的配合才能换来最终完美的结果。此次设计也让我明白了思路即出路，有什么不懂不明白的地方要及时请教或上网查询，只要认真钻研，动脑思考，动手实践，就没有弄不懂的知识，收获颇丰。 参考文献建筑结构荷载规范 （GB50009-2001）（2006版）钢结构设计规范 （GB50017-2003）建筑钢结构焊接技术规程 (JGJ81-2002）建筑钢结构质检技术规程 (JGJ78-2001）建筑设计规范 （GB50117-2002）