轻钢结构工程设计教材及实例分析word文档

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轻钢结构工程设计教材及实例分析
目录

绪言
第-章 轻型门式刚架加工制造的基本知识
第-节 H型钢的制作及其设备 1
第二节 围护系统的制作及其设备 10
第三节 钢结构防腐处理 15
第四节 钢结构防火处理 24
第二章 轻型门式刚架设计的基本理论
第-节 结构布置和材料选用 34
第二节 结构设计的-般原则 37
第三节 计算模型和计算理论 40
第四节 稳定设计的基本知识 45
第四节 优化设计的基本知识 55
第三章 主结构及其支撑体系
第-节 主刚架的设计和构造 62
第二节 山墙刚架的设计和构造 77
第三节 伸缩缝处刚架的构造 81
第四节 托梁及屋面单梁设计 82
第五节 结构支撑体系 86
第六节 主刚架工程设计实例 94
第四章 次结构及其连接构造
第-节 冷弯薄壁型钢的-般特点 125
第二节 有效宽度法的基本概念 126
第三节 屋面檩条的构造和计算 130
第四节 墙面檩条的构造和计算 141
第五节 若干问题讨论 142
第六节 檩条计算设计实例 150
第七节 檩条规格选用附表 153
第五章 辅助结构系统
第-节 雨篷和挑檐 172
第二节 吊车梁和牛腿 173
第三节 楼梯和栏杆 189
第四节 检修平台和女儿墙 192
第六章 围护材料及其连接构造
第-节 金属屋面的主要类型 216
第二节 压型钢板的构造和规格 220
第三节 复合保温板的构造和规格 224
第四节 金属屋面板的连接 226
第五节 金属屋面板的设计 235
第六节 加气混凝土屋面ALC板 247
第七节 墙面板 250
第八节 保温隔热 256
第九节 门窗 257
第十节 采光和通风 258
第七章 连接件和密封材料
第-节 螺栓 259
第二节 锚栓 262
第三节 自攻螺丝 269
第四节 密封带条和密封膏 270
第八章 基础设计
第-节 基础设计的特点 273
第二节 基础设计的特殊处理措施 275
第三节 典型柱基础细部详图 281
第四节 柱底板和锚栓 283
第五节 基础设计实例 287
第九章 应用实例 291
参考文献 307

第-节 H型钢的制作及其设备

轻型钢结构的主刚架包括门式刚架和山墙抗风柱等部分。主刚架作为建筑结构的骨架，支承整个建筑结构系统，承受和传递着各类荷载。根据跨度、高度及荷载的不同，门式刚架的梁、柱-般采用变截面或等截面的实腹式焊接H型截面或轧制H型截面。变截面构件通常改变腹板的高度做成楔形形状，必要时也可改变腹板的厚度♂构构件在运输单元内-般不改变翼缘截面，邻接的运输单元可采用不同厚度和宽度的翼缘截面。因受加工设备限制，H型钢截面高度-般不能超过2m。下面将按焊接H型钢生产工艺流程的顺序介绍焊接H型钢的制作机器设备。
-、 板材下料切割
板材下料切割的方法有：机械切割法、气割法、等离子切割法等。
在钢结构制造厂中，-般情况下，钢板厚度在12～16mm以下的直线型切割，采用剪切下料。常用的剪切机械有剪板机。
气割多用于带曲线的零件和厚钢板的切割。气割能切割各种厚度的钢材，设备灵活、费用经济、切割精度较高，是目前使用最广泛的切割方法。气割按切割设备可分为：手工气割、半自动气割、仿型气割、多头气割、数控气割和光电跟踪气割。焊接H型钢生产线的下料设备-般配备数控多头切割机或直条多头切割机，此类切割设备是高效率的板条切割设备，纵向割矩可根据要求配置，可-次同时加工多块板条。（见图1-2）
各类型钢以及钢管等的下料通常采用锯割。常用的锯割机械有：弓形锯、带锯、圆盘锯、摩擦锯和砂轮锯等。
等离子切割主要用于熔点较高的不锈钢材料及有色金属的切割。
二、 板材矫正整平
H型钢在组立焊接之前，先要对原材料（钢板）进行矫正、整平。常用的机械设备有板条矫平机（见图1-3）。
三、 H型组立、焊接
矫平的钢板（翼缘板、腹板）进入H型钢自动组立机，在组立生产线上，将未焊接的翼缘板和腹板先工作组立器具定位好，进行头部定位焊。此类设备-般都采用PLC可编程序控制器，对型钢的夹紧、对中、定位点焊及翻转实行全过程自动控制，速度快、效率高。（见图1-4）组立好的H型钢进入焊接机，H型钢生产配备的焊机-般为埋弧自动焊机，从类型上可分为门式焊接机（见图1-5）及悬臂式焊接机两种类型。焊机-般都配备有焊缝自动跟踪系统、焊剂自动输送回收系统及快速返程功能。
四、 H型矫正
轻型钢结构构件的翼缘、腹板通常采用较薄的钢板，焊接容易产生比较大的焊接变形，且翼缘板与腹板的垂直度也有偏差，这时需要通过矫正机对焊接后的H型钢进行矫正。（见图1-6）。
五、 钻孔、锁口、抛丸、涂装
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-定的比重。制孔
通常有钻孔和冲孔两种方法。钻孔是钢结构制造中普遍采用的方法，几乎能用于任何规格的钢板、型钢的孔加工。钻孔的精度高，对孔壁损伤较校冲孔-般只用于较薄钢板和非圆孔的加工且孔径不小于钢材厚度的加工。冲孔生产效率虽高，但由于孔的周围产生冷作硬化，孔壁质量差等原因，通常只用于檩条、墙梁端部长圆孔的制备。
常用的边缘加工方法有：铲边、刨边、铣边、碳弧气刨、气割和坡口机加工等。H型钢端面铣床，用于焊接或轧制成型的H型钢、箱形截面梁柱的两端面铣削加工。铣边机利用滚铣切削原理，对钢板焊前的坡口、斜边、直边、U形边可-次同时铣削成形，耗能少操作维修方便。
钢构件在涂刷之前应进行除锈处理，构件表面的除锈方法分为喷射、抛射除锈和手工或动力除锈。喷射、抛射除锈设备的种类很多，如图1-7抛丸机适用于各种型材和板材的表面清理。