建筑Байду номын сангаас结构制作工艺学
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第1章 绪 论
1.1概 述
自上世纪七十年代末以来，随着我国改革开放政策的提出、实施和不断推进，国民经济得到了快速增长,科学技术进步迅速，人们的物质与精神文化生活需求也日益提高。在建设领域,人们对各类建筑物,不再仅仅局限于安全性、实用性、可靠性、经济性的要求，更赋予其应具有一定的精神文化需求,提出了更多、更新、更高和更独特的要求。钢结构因具有综合力学性能好、重量轻、便于拆装、生产周期短、易于实现高度现代工业化生产、可回收利用等优点,以及更易实现新颖和灵巧的结构形式,在当今建筑领域得到了广泛的应用。随着新的结构体系、新的设计计算理论及新的材料、新的制作安装工艺的不断涌现，特别是计算机技术和工程力学理论的飞速发展,钢结构必将得到更大范围的应用和更深层次的发展。
钢材产量的迅速增加和质量的不断提高,为发展我国建筑钢结构建设事业创造了极好的时机。建筑钢结构的应用领域已有了很大的扩展，从早期仅有的一些国家重点工程和大型/重型厂房采用钢结构,到今天的普通单层/多层房屋、高层/超高层建筑、大跨度建筑、塔桅建筑等都大量采用了钢结构。目前,年完成单层钢结构轻型房屋已达数千万平方米以上;已建和在建的高层及超高层钢结构建筑有上百幢,如42１m高的上海金茂大厦（图1.1-１）、492m高的上海环球金融中心（图１．1－２）、632m高的上海中心(图１.1－3，在建)、２34m高的北京央视大楼 （图1.１-４）；4３2ｍ高的广州珠江新城西塔(图1.１－5);高耸结构有世界最高观光电视塔—广州新电视塔(高610m，图1.１-6）、上海东方明珠电视塔(高468m,图１.1-7)等;大跨度结构有广州国际会展中心（跨度１2６m，图1．1-8)、国家体育场-鸟巢（南北向３3２.3m,东西向２９7.3m，图1.1-9）、南京奥体中心体育场（主拱跨度360m,图1.1-10）、沈阳奥林匹克体育中心体育场(主拱跨度36０m,图1.1-11）等;复杂结构有广东科学中心（图1.1-１2）、大连国际会议中心（图１.１-１3）等;我国第一幢多面体空间刚架结构─国家游泳中心，即水立方（图1.１－14），以及弦支穹顶结构的代表作奥运会羽毛球馆(图１.1－１5)等。
《建筑钢结构制作工艺学》是一门实践性较强、交叉学科较多的专业课，内容主要包括：建筑钢结构制作的基本概念、建筑钢结构材料及性能、施工详图设计、钢结构构件加工方法及工艺、钢结构焊接方法及焊接工艺、典型构件加工制作工艺、螺栓连接及施工工艺、钢结构预拼装及工艺、钢结构涂装及施工工艺、构件质量验收、构件包装、构件运输、钢结构质量控制等方面的基础理论和实际应用知识。
上述建筑物、构筑物的建成,标志着我国在钢结构设计、制作和安装等方面均已达到国际先进水平或领先水平。
我国建筑钢结构企业也在建筑钢结构发展的浪潮中茁壮成长，涌现出了一大批优秀的钢结构制造和安装企业，完成了大量大型、复杂、新、特、奇的建筑钢结构工程的制作和安装施工，其中许多工程不仅成为当地的标志性建筑物,甚至还登上了世界奇观建筑的排行榜。现在，我国的钢结构制造企业不仅规模大，而且技术先进,自动、半自动生产线以及相配套的数控技术得到普遍应用,基本实现了专业化、机械化、现代化、工业化、规模化生产。钢结构安装企业也蓬勃发展,各类安装设备齐全,安装、测量技术先进，施工阶段的分析验算、信息化控制等技术得到普遍重视和广泛应用。
由于建筑钢结构形式多样,不同的建筑、不同的结构形式，构件的形状、尺寸与要求均不同,即使同一结构也很少有完全相同的构件。而且由于工程量大、工期紧、对制造成本控制严,因此，建筑钢结构的加工制作与其它产品相比，具有以下特点：
1.专业化
我国对建筑企业实行严格的专业资质要求制度，作为建筑钢结构的制作必须符合这一制度的要求,从事建筑钢结构制作的单位必须取得相应的资质,并在其资质允许范围内从事加工制作的生产、经营活动。未取得建筑钢结构制作资质的单位和个人不得从事建筑钢结构的加工制作。而且随着建筑结构形式的多样化和新颖化，建筑质量要求更趋严格和专业,使得对建筑钢结构加工制作的专业化要求更高。
图１.1－1上海金茂大厦图1.1－2上海环球金融中心图1.1-3上海中心
图１.1-4北京央视大楼（新址）图1.1-5广州珠江新城西塔图1.１-6广州新电视塔
图１.1-7上海东方明珠电视塔图１.1-８广州国际会展中心
图1.1－９国家体育场(鸟巢)图１．1-１0南京奥体中心体育场
图1.1－11沈阳奥林匹克体育中心体育场图１.１-１2广东科学中心
改革开放以来，我国钢产量迅速增加，从197８年的３1７8万吨到1996年首次突破亿吨大关并位居世界第一;200８年已超过5亿吨，2００９年再增产13.５%至5.68亿吨，已保持连续14年稳居世界首位。同时,随着我国高强度钢材生产工艺的不断提高与完善,建筑钢结构使用钢材已发展到Ｑ４20和Q46０，钢材的综合性能有了明显的改善,如屈强比较低、塑性和韧性较高、焊接性能和Z向性能大大改善等。而且还可根据特殊结构的需求,生产耐候性能优良的耐候钢材。
图1.１-13大连国际会议中心
图1.1－１4国家游泳中心（水立方)图１.１－15奥运会羽毛球馆
１.２ 建筑钢结构加工制作特点与方法
1.2.1加工制作特点
建筑钢结构制作的最小单元为零件,它是组成部件和构件的基本单元，如节点板、肋板等；由若干零件组成的单元称为部件，如焊接Ｈ型钢、钢牛腿等；由零件或由零件和部件组成的单元称为构件,如梁、柱、支撑等。构件的连接可以用焊接、栓接、铆接等多种连接形式。完整的钢结构产品，需要通过将原材料使用机械设备和成熟的工艺方法,进行各种加工处理，达到规定产品的预定要求目标。钢结构制作需要运用剪、冲、切、折、割、钻、焊、铆、喷、压、滚、弯、卷、刨、铣、磨、锯、涂、抛、热处理、无损检测等加工设备，并辅之以各种专用胎具、模具、夹具、吊具等工艺装备，以保证构件形状和尺寸能达到设计要求。