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[摘要]简要介绍当今正蓬勃发展的轻钢结构的概况，对它的适用范围、钢结构工业厂房工程中钢结构主要优点、及耐火保护等方面做了扼要介绍。
[关键词]轻钢结构 制作 耐火
中图分类号：TH18 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)1020113－01
一、轻钢结构及其适用范围
（一）轻钢结构
所谓轻钢结构通常是指由下列钢材所构成的结构：①冷弯薄壁型钢结构；②热轧轻型钢结构；③焊接或高频焊接轻型钢结构；④轻型钢管结构；⑤板壁较薄的焊接组合梁及焊接组合柱而构成的结构。
（二）适用范围
根据我国目前情况来看，这种结构由于其用度广、优势明显，已大量应用于单层工业厂房、多层工业厂房、办公楼以及高层建筑中的非承重构件等。对单层工业厂房而言，通常以H型钢，采用焊接连接作为梁柱，以C形或Z形轻钢板作檩条，屋盖系统或楼面系统用压型彩色钢板作面层，上面可浇混凝土，压型钢板既可作为钢筋，必要时也可以再配钢筋。墙面围护也可采用单层或夹层压型钢板，夹层板内部可充填各种保温层。
二、钢结构构件主要制作工艺
制作工艺流程为:放样→下料→电脑编程→拼板→CNC切割→组立→埋弧焊接→钻孔→组装→矫正成型→铆工零配件下料→制作组装→焊接和焊接检验→防锈处理、涂装、编号→构件验收出厂。
（一）制作放样
放样是钢结构制作工艺中的第一道工序，只有放样尺寸精确，方可避免以后各加工工序的累积误差，才能保证整个工程的质量，因此对放样工作，必须注意以下几个环节：
放样前必须熟悉图纸，并核对图纸各部尺寸有无不符之处，与土建和其他安装工程有无矛盾，核对无误后方可按施工图纸上的几何尺寸、技术要求，按照1：1的比例画出构件相互之间的尺寸及真实图形。
样板制出后，必须在上面注上图号、零件名称、件数、位置、材料牌号、规格及加工符号等内容，使下料工作不致发生混乱，同时必须妥善保管样板防止折叠和锈蚀，以便进行校核。
为了保证产品质量，防止由于下料不当造成废品，样板应注意适当增加余量。
（二）拼板
拼板时应注意的问题：
拼板时应考虑下料切割焊缝的收缩量，适当放出余量，自动切割缝为2mm，手工切割缝为3mm，焊缝收缩量视构件长度一般应放20-30mm。
拼板焊应按图纸对焊缝等级的质量要求进行，焊接前应清除焊缝口锈蚀、油迹、毛刺等，按要求开好坡口单面坡口55±5，纯边高度1.5-2mm采用焊缝清根，焊剂烘潮，焊丝清洁等措施，以保焊缝质量。
（三）CNC切割
CNC切割时应注意的问题：
按下料图要求制作角度样板，经检查无误后方可使用。
切割时应考虑割切、焊接的收缩余量及组装误差，长度一般应放20～30mm，切割宽度误差±1 mm。
编程后，切割机应空机运行，记录运行轨迹是否与下料尺寸相符，无误后即可切割。
割切时，根据板厚随时调节火焰大小、氧气压力、切割速度，确保切口光顺平滑。
（四）组立
组立时应注意的问题：
翼腹板有对接焊缝时，组立应注意翼腹板焊缝错开200mm以上。
组立时确保腹板对翼板的中心线垂直度偏差为b/100且≤2mm，中心线偏移≤1mm。翼腹板间隙应≤0.8mm，以满足埋弧焊的需要。
定位焊间距一般为300～400mm，焊缝高度不超过设计缝厚度的2/3，焊条型号应与构件材质相匹配。
（五）埋弧焊
埋弧焊应注意的问题：
焊接所采用的焊丝、焊剂应与构件的材质相匹配。
焊前应对焊丝、焊缝进行清洁，除去油渍、锈迹，焊剂等。
焊接时应加引弧板和收弧板，引弧和引出的焊缝长度应大于50mm，焊后应切割。
选择合适的焊接电流、电压、焊接速度及合理的焊接程序，确保焊接质量，减小焊接变形。
（六）制孔
钢结构安装时所留A、B 级螺栓孔应具有H12的精度，孔壁表面的粗糙度Ra 不应大于12.5um，螺栓孔的允许偏差超过上述标准，不得用钢块填塞，可采用与母材料性质匹配的焊条补焊，再重新制孔。
制孔方法采用钢模钻孔，各种钻孔全部采用钻床钻孔以提高工作效率，保证构件的质量。
（七）矫正
钢材切割或焊接成型后，均应按实际情况进行平直矫正：
好的零件在加热矫正时，加热温度应根据Q345 性能选定，不得超过900 ℃。
钢结构在加热矫正后应缓慢冷却，不能用水冷却。
矫正的钢材表面，不应有明显的裂缝或损伤。
三、轻钢结构厂房的耐火保护
由于钢结构达不规范要求的耐火极限，需采取相应的耐火保护措施。
（一）粘贴法与耐火保护
粘贴法就是将石棉硅酸钙、矿棉、轻质石膏等防火材料预制成板材，用胶粘贴在钢结构构件上。由于粘贴的轻质成型板材不耐撞击，而工业厂房柱下部分又难免有轻微磕碰；同时考虑到板材易受潮吸水，降低胶粘剂的粘接强度；此外，厂房内钢构件全部用板材覆盖不仅增加成本，而且影响原有钢骨的美感，业主很难认可这样的方案。
（二）吊顶法与耐火保护
吊顶法是用轻质、薄型、耐火的材料制作吊顶，把钢梁、钢屋架包藏在耐火材料组成的吊顶内。火灾时可以使钢梁、钢屋架的升温大为延缓，大提高钢结构的耐火能力。由于此种方法只保护了屋面钢构件，所以屋面吊顶下的其他钢构件如柱，还需采用其他方法加以保护。同时工业厂房内的屋面下，挂有大量的设备，如各种公用管线、悬挂吊车等，如做吊顶必然影响设备的使用及维护，而且设置吊顶会增加成本较多。这样的方案业主也很难认可。
（三）现浇法与耐火保护
现浇法一般用普通混凝土、或加气混凝土浇注包裹钢构件，是最可靠的钢结构防火方法。但采用此方法需支模、浇注、养护等，施工周期长，且增加构件的重量较多，成本增加大。此方法对轻钢结构厂房不可行。
（四）喷涂法与耐火保护
喷涂法是用喷涂机具将防火涂料直接喷在构件表面，形成保护层。钢结构防火涂料的防火原理有3个：（1）涂层对钢基材起屏蔽作用，使钢结构不至于直接暴露在火焰高温中。（2）涂层吸热后，部分物质分解放出的水蒸气或其他不燃气体，起到消耗热量、降低火焰温度和燃烧速度、稀释氧气的作用。（3）涂层本身多孔轻质和受热后形成碳化泡沫层，阻止了热量迅速向钢基材传递，推迟了钢基材强度的降低，从而提高了钢结构的耐火极限。
在喷涂钢结构防火涂料时，喷涂的厚度必须达到设计值，节点部位宜适当加厚，当遇有下列情况之一时，涂层内应设置与钢结构相连的钢丝网，以确保涂层牢固：（1）梁承受冲击振动；（2）设计层厚度大于40mm时；（3）涂料粘结强度小于0.05Mpa；（4）梁腹板高度大于1.5m。
喷涂法为一种最简单、最经济、最有效的做法，其价格低、重量轻、施工速度快、适用于形状复杂的钢构件。缺点是喷涂表面粗糙不平，不美观又易挂灰难于清理。此方法目前最适合于轻钢结构厂房，也为业主所接受。
[关键词]轻钢结构 制作 耐火
中图分类号：TH18 文献标识码：A 文章编号：1671－7597(2008)1020113－01
一、轻钢结构及其适用范围
（一）轻钢结构
所谓轻钢结构通常是指由下列钢材所构成的结构：①冷弯薄壁型钢结构；②热轧轻型钢结构；③焊接或高频焊接轻型钢结构；④轻型钢管结构；⑤板壁较薄的焊接组合梁及焊接组合柱而构成的结构。
（二）适用范围
根据我国目前情况来看，这种结构由于其用度广、优势明显，已大量应用于单层工业厂房、多层工业厂房、办公楼以及高层建筑中的非承重构件等。对单层工业厂房而言，通常以H型钢，采用焊接连接作为梁柱，以C形或Z形轻钢板作檩条，屋盖系统或楼面系统用压型彩色钢板作面层，上面可浇混凝土，压型钢板既可作为钢筋，必要时也可以再配钢筋。墙面围护也可采用单层或夹层压型钢板，夹层板内部可充填各种保温层。
二、钢结构构件主要制作工艺
制作工艺流程为:放样→下料→电脑编程→拼板→CNC切割→组立→埋弧焊接→钻孔→组装→矫正成型→铆工零配件下料→制作组装→焊接和焊接检验→防锈处理、涂装、编号→构件验收出厂。
（一）制作放样
放样是钢结构制作工艺中的第一道工序，只有放样尺寸精确，方可避免以后各加工工序的累积误差，才能保证整个工程的质量，因此对放样工作，必须注意以下几个环节：
放样前必须熟悉图纸，并核对图纸各部尺寸有无不符之处，与土建和其他安装工程有无矛盾，核对无误后方可按施工图纸上的几何尺寸、技术要求，按照1：1的比例画出构件相互之间的尺寸及真实图形。
样板制出后，必须在上面注上图号、零件名称、件数、位置、材料牌号、规格及加工符号等内容，使下料工作不致发生混乱，同时必须妥善保管样板防止折叠和锈蚀，以便进行校核。
为了保证产品质量，防止由于下料不当造成废品，样板应注意适当增加余量。
（二）拼板
拼板时应注意的问题：
拼板时应考虑下料切割焊缝的收缩量，适当放出余量，自动切割缝为2mm，手工切割缝为3mm，焊缝收缩量视构件长度一般应放20-30mm。
拼板焊应按图纸对焊缝等级的质量要求进行，焊接前应清除焊缝口锈蚀、油迹、毛刺等，按要求开好坡口单面坡口55±5，纯边高度1.5-2mm采用焊缝清根，焊剂烘潮，焊丝清洁等措施，以保焊缝质量。
（三）CNC切割
CNC切割时应注意的问题：
按下料图要求制作角度样板，经检查无误后方可使用。
切割时应考虑割切、焊接的收缩余量及组装误差，长度一般应放20～30mm，切割宽度误差±1 mm。
编程后，切割机应空机运行，记录运行轨迹是否与下料尺寸相符，无误后即可切割。
割切时，根据板厚随时调节火焰大小、氧气压力、切割速度，确保切口光顺平滑。
（四）组立
组立时应注意的问题：
翼腹板有对接焊缝时，组立应注意翼腹板焊缝错开200mm以上。
组立时确保腹板对翼板的中心线垂直度偏差为b/100且≤2mm，中心线偏移≤1mm。翼腹板间隙应≤0.8mm，以满足埋弧焊的需要。
定位焊间距一般为300～400mm，焊缝高度不超过设计缝厚度的2/3，焊条型号应与构件材质相匹配。
（五）埋弧焊
埋弧焊应注意的问题：
焊接所采用的焊丝、焊剂应与构件的材质相匹配。
焊前应对焊丝、焊缝进行清洁，除去油渍、锈迹，焊剂等。
焊接时应加引弧板和收弧板，引弧和引出的焊缝长度应大于50mm，焊后应切割。
选择合适的焊接电流、电压、焊接速度及合理的焊接程序，确保焊接质量，减小焊接变形。
（六）制孔
钢结构安装时所留A、B 级螺栓孔应具有H12的精度，孔壁表面的粗糙度Ra 不应大于12.5um，螺栓孔的允许偏差超过上述标准，不得用钢块填塞，可采用与母材料性质匹配的焊条补焊，再重新制孔。
制孔方法采用钢模钻孔，各种钻孔全部采用钻床钻孔以提高工作效率，保证构件的质量。
（七）矫正
钢材切割或焊接成型后，均应按实际情况进行平直矫正：
好的零件在加热矫正时，加热温度应根据Q345 性能选定，不得超过900 ℃。
钢结构在加热矫正后应缓慢冷却，不能用水冷却。
矫正的钢材表面，不应有明显的裂缝或损伤。
三、轻钢结构厂房的耐火保护
由于钢结构达不规范要求的耐火极限，需采取相应的耐火保护措施。
（一）粘贴法与耐火保护
粘贴法就是将石棉硅酸钙、矿棉、轻质石膏等防火材料预制成板材，用胶粘贴在钢结构构件上。由于粘贴的轻质成型板材不耐撞击，而工业厂房柱下部分又难免有轻微磕碰；同时考虑到板材易受潮吸水，降低胶粘剂的粘接强度；此外，厂房内钢构件全部用板材覆盖不仅增加成本，而且影响原有钢骨的美感，业主很难认可这样的方案。
（二）吊顶法与耐火保护
吊顶法是用轻质、薄型、耐火的材料制作吊顶，把钢梁、钢屋架包藏在耐火材料组成的吊顶内。火灾时可以使钢梁、钢屋架的升温大为延缓，大提高钢结构的耐火能力。由于此种方法只保护了屋面钢构件，所以屋面吊顶下的其他钢构件如柱，还需采用其他方法加以保护。同时工业厂房内的屋面下，挂有大量的设备，如各种公用管线、悬挂吊车等，如做吊顶必然影响设备的使用及维护，而且设置吊顶会增加成本较多。这样的方案业主也很难认可。
（三）现浇法与耐火保护
现浇法一般用普通混凝土、或加气混凝土浇注包裹钢构件，是最可靠的钢结构防火方法。但采用此方法需支模、浇注、养护等，施工周期长，且增加构件的重量较多，成本增加大。此方法对轻钢结构厂房不可行。
（四）喷涂法与耐火保护
喷涂法是用喷涂机具将防火涂料直接喷在构件表面，形成保护层。钢结构防火涂料的防火原理有3个：（1）涂层对钢基材起屏蔽作用，使钢结构不至于直接暴露在火焰高温中。（2）涂层吸热后，部分物质分解放出的水蒸气或其他不燃气体，起到消耗热量、降低火焰温度和燃烧速度、稀释氧气的作用。（3）涂层本身多孔轻质和受热后形成碳化泡沫层，阻止了热量迅速向钢基材传递，推迟了钢基材强度的降低，从而提高了钢结构的耐火极限。
在喷涂钢结构防火涂料时，喷涂的厚度必须达到设计值，节点部位宜适当加厚，当遇有下列情况之一时，涂层内应设置与钢结构相连的钢丝网，以确保涂层牢固：（1）梁承受冲击振动；（2）设计层厚度大于40mm时；（3）涂料粘结强度小于0.05Mpa；（4）梁腹板高度大于1.5m。
喷涂法为一种最简单、最经济、最有效的做法，其价格低、重量轻、施工速度快、适用于形状复杂的钢构件。缺点是喷涂表面粗糙不平，不美观又易挂灰难于清理。此方法目前最适合于轻钢结构厂房，也为业主所接受。