443
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Г.П. Терентьев
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям и практическим занятиям по дисциплине «Технология
изготовления металлических и железобетонных конструкций для высотных и большепролетных зданий и сооружений» для обучающихся по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений
Нижний Новгород
2016
Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
Г.П. Терентьев
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям и практическим занятиям по дисциплине «Технология
изготовления металлических и железобетонных конструкций для высотных и большепролетных зданий и сооружений» для обучающихся по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений
Нижний Новгород ННГАСУ
2016
УДК 693.8+691.7 (075.8)
Терентьев Г.П. Технология изготовления металлических конструкций: [Электронный ресурс]: учеб.-метод. пос. / Г.П. Терентьев; Нижегор. гос. архитектур.- строит. ун-т – Н.Новгород: ННГАСУ. 2016. – 9 с.
Приведены цели освоения учебной дисциплины «Технология изготовления металлических конструкций» и содержание курса лекций и практических занятий. Даны рекомендации по их изучению и проведению практических занятий.
Предназначено обучающимся в ННГАСУ по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений.
© |
Г.П. Терентьев, 2016 |
© |
ННГАСУ, 2016. |
3
1. Цели освоения учебной дисциплины
Целями освоения учебной дисциплины «Технология изготовления металлических конструкций» являются:
ознакомление студентов с принципами и особенностями технологии изготовления металлических конструкций, сортаментом и материалами, применяемыми при их изготовлении; правкой листа и профиля, разметкой и наметкой; механической,
кислородной, плазменной и лазерной резкой; методами сварки и сборки металлоконструкций; отделочными операциями: образованием монтажных отверстий,
фрезерованием торцевых плоскостей, общей и контрольной сборками, грунтовкой и окраской конструкций; особенностями технологии изготовления конструкций из алюминиевых сплавов; методами и особенностями клепки металлоконструкций.
2. Содержание курса лекций
Курс лекций по учебной дисциплине «Технология изготовления металлических
конструкций» включает следующие разделы:
-Особенности технологии изготовления металлических конструкций;
-Сортамент и материалы, применяемые при изготовлении металлических конструкций;
-Технологическая структура цехов, технологические и транспортные схемы заводов МК;
-Правка листа и профиля. Отчистка и консервация металла;
-Разметка и наметка. Механическая, кислородная и другие способы резки металла;
-Образование отверстий. Гибка профиля. Сборка металлических конструкций.
Сварка и клепка конструкций;
- Отделочные операции. Общая и контрольная сборки металлических конструкций.
Грунтовка и окраска;
-Особенности технологии изготовления конструкций из алюминиевых сплавов;
-Заводы металлических конструкций. Специализация заводов. Типизация МК.
2.1. Особенности технологии изготовления металлических конструкций
Отмечены такие достоинства МК, как надежность работы, малая масса,
непроницаемость и индустриальность изготовления. Выделены недостатки МК (коррозия и незначительная огнестойкость). Определены понятие технологии и критерии её оптимальности. Выделены преимущества сварных МК: снижение веса конструкций и трудоемкости их изготовления; технологичность изготовления, отсутствие остаточных деформаций при эксплуатации.
2.2. Сортамент и материалы, применяемые при изготовлении МК
4
Отмечена область использования металла в строительной индустрии. Определены требования, которые необходимо соблюдать при проектировании МК; сортамент проката:
листовой (лист, полоса, рифленый, просечно-вытяжной), сортовой (круг, квадрат,
шестигранник), фасонный (уголок, тавр, двутавр, балка), трубы, холодногнутые профили;
профили из алюминиевых сплавов. Рассмотрены стали, применяемые для изготовления МК; определена область использования сталей обычной, повышенной и высокой прочности. Особо выделены алюминиевые сплавы: их достоинства и недостатки, область использования.
2.3. Технологическая структура цехов, технологические и транспортные
схемы заводов МК
Рассмотрена технологическая структура цехов основного производства на заводах МК. (цех подготовки металла со складом, цех обработки деталей со складом полуфабрикатов, сборочно-сварочный цех, малярно-погрузочный цех со складом готовой продукции). Описаны технологические операции, используемое оборудование всех цехов.
Определена необходимость создания на заводах вспомогательных (транспортный цех,
ремонтные цехи, склады применяемых материалов) и подсобных (кислородная и ацетиленовая станции, компрессорная станция, котельная) производств.
Рассмотрены технологические и транспортные схемы заводов МК в зависимости от направлений технологического потока и движения мостовых кранов. Описаны достоинства и недостатки всех схем.
2.4. Правка листа и профиля. Очистка и консервация металла
Рассмотрены виды деформации листа и профиля, особенности и ограничения,
причины их появления. Обоснована необходимость проведения правки. Рекомендованы способы правки: правка изгибом в холодном состоянии, правка растяжением, термическая правка, термомеханическая правка. Описаны сущность и особенности технологии правки,
используемое оборудование.
Показано, что надежной защитой МК от коррозии является их окрашивание.
Рассмотрены способы очистки – химический (травлением) и механический; их особенности, достоинства и ограничения. Определены критерии при выборе способа очистки. Обоснована необходимость консервации проката и выработаны требования,
предъявляемые к материалу для консервации. Доказано, что таким требованиям отвечает фосфат. Описаны сущность и способы фосфатирования.
2.5. Разметка и наметка. Механическая, кислородная и другие способы резки
металла
5
Рассмотрены процессы разметки и наметки. Описаны сущность, назначение,
возможности, отличия, область использования. Отмечена зависимость точности и качества деталей от точности изготовления шаблона, учета технологических припусков на усадку после сварки, на фрезерование торцев, на строгание кромок. Указаны инструмент и приспособления для разметки и наметки.
Отмечено, что резка металла – одна из основных технологических операций и выбор способа резки зависит от металла, требуемой точности и размеров деталей.
Описаны сущность механической резки, качество среза деталей, применяемые оборудование и инструмент. Отмечены преимущества кислородной резки в сравнении с механической. Рассмотрены способы кислородной резки (ручным резаком, переносными и стационарными газорезательными машинами), область их применения, параметры режима резки. Описаны сущность, возможности, область использования, достоинства и недостатки лазерной, плазменной и гидроабразивной резки.
2.6. Образование отверстий. Гибка профиля. Сборка металлических конструкций. Сварка и клепка конструкций.
Описаны способы образования отверстий: сверление, пробивка (продавливание),
расточка, механическая вырезка, газовая и лазерная резка. Определены ограничения,
применяемое оборудование и инструмент при сверлении отверстий. Определена область сверления отверстий по кондуктору, пакетом по шаблону, по наметке. Рекомендованы материалы для изготовления инструмента. Рассмотрены возможности пробивки и других способов образования отверстий, используемое оборудование и инструмент.
Показано широкое использование холодной гибки при изготовлении трубопроводов, резервуаров, бункеров, гнутых профилей в строительстве. Отмечено, что изготовление цилиндрических, конических, сферических деталей и кольцевая гибка профиля производятся на листогибочных вальцах, гнутые профили – на кромкогибочных прессах.
Рассмотрены проблемы механизации работ на заводах МК, даны рекомендации по созданию поточных линий, сочетающих две и более технологических операций (правка,
резка, образование отверстий и др.). Намечены пути повышения уровня механизации и автоматизации работ на заводах МК.
Отмечена значимость сборки при изготовлении МК (30% трудоемкости). Описаны сущность процесса сборки, организация рабочих мест в сборо-сварочных цехах,
инструмент и инвентарные приспособления для сварки. Рассмотрены методы сборки различных МК.
6
Показано, что в строительной индустрии применяют автоматическую сварку под слоем флюса, полуавтоматическую в среде углекислого газа, электрошлаковую,
контактную (точечную и стыковую), газовую сварки. Отмечены их особенности и ограничения при использовании. Перечислены параметры, составляющие технологический процесс сварки, которые должны быть учтены.
Уделено внимание клепке конструкций. Определена область использования.
Описаны три способа сборки, их достоинства и недостатки. Рассмотрены сущность процесса клепки и контроль качества клепанных конструкций.
2.7. Отделочные операции. Общая и контрольная сборки МК. Грунтовка и
окраска
Рассмотрены отделочные операции: образование монтажных отверстий и фрезерование торцевых плоскостей для плотного примыкания элементов друг к другу и для ускорения монтажа. Описаны два способа образования монтажных отверстий, их достоинства и недостатки. Обоснована необходимость фрезерования торцевых плоскостей конструкции, рекомендовано оборудование.
Подробно рассмотрены общая и контрольная сборки МК, сущность и область их использования.
Обоснована необходимость грунтовки и окраски конструкций. Описаны способы подготовки поверхности конструкций, методы грунтования, их достоинства и недостатки.
Указано, что должна быть восстановлена маркировка после грунтования.
2.8. Особенности технологии изготовления конструкций из алюминиевых
сплавов
Отмечены достоинства и недостатки алюминиевых сплавов, особенности обработки конструкций из алюминиевых сплавов. Описаны сущность и технологические процессы сборки и сварки, сборки и клепки алюминиевых конструкций. Рассмотрены способы защиты конструкций от коррозии: лакирование, анодное или химическое оксидирование, покрытие лаками, полирование и глянцевание.
2.9. Заводы металлических конструкций. Специализация заводов. Типизация
МК.
Рассмотрены особенности универсальных и специализированных заводов МК:
номенклатура изделий, технологические возможности оборудования, средства механизации и автоматизации, серийность производства, планировка основных цехов заводов. Уделено внимание типизации проектов и конструктивных элементов;
нормализации деталей МК. Отмечена важность повышения степени заводской готовности
7
МК, превращения процесса возведения в процесс скоростной сборки зданий и сооружений из крупноразмерных элементов.
3. Содержание практических занятий
Практические занятия позволяют студентам глубже понять и изучить особенности и возможности заводской технологии изготовления МК, в том числе, и для высотных, и
большепролетных зданий и сооружений.
Практические занятия проводятся параллельно с чтением курса лекций с использованием учебного пособия «Технология изготовления металлических конструкций». Пособие содержит раздел «Теория вопроса», которое начинается с оценки технологичности изготовления МК и включает следующие основные технологические процессы: подготовка исходного металла, разметка и наметка, резка проката, строгание и фрезерование, образование отверстий, гибка листа и профиля, сварка конструкций,
группирование деталей по сопроводительным листам, раскрой металла, сборка конструкций.
Практическая часть – 17 часов занятий. Студент получает индивидуальное задание-
конструктивный элемент для разработки технологии изготовления МК. Задание выполняется в следующей последовательности:
-Определение деталей, необходимых для изготовления МК;
-Выполнение чертежа КМД конструкции. Определение операций, необходимых для изготовления сборочных марок, группирование марок по сопроводительным листам;
-Составление карты раскроя деталей;
-Оформление таблицы заказов металла со склада;
-Составление технологической карты на предварительную стыковку листов на поточной линии;
-Составление технологической карты – наряда на изготовление деталей конструкции;
-Составление технологической карты – наряда на сборку, сварку и отделку конструкции.
По результатам задания студент оформляет пояснительную записку с приложением необходимых чертежей, схем, таблиц и защищает работу.
8
Рекомендуемая литература
1.СП 53-101-98. Изготовление и контроль качества стальных конструкций : утв.
Госстроем России 01.01.99. – Москва : ГУП ЦПП, 1999. – 30 с.
2.СП 16.1333.2011. Стальные конструкции. Актуализир. ред. СНиП-23-81 : утв. М-
вом регион. развития России 27.12.10 : ввод в д. с 20.05.1. – Изд. офиц. – Москва : ГУП
ЦПП, 2011. – 172 с. : ил.
3.Абаринов, А. А. Технология изготовления металлических конструкций / А. А.
Абаринов, В. П. Петров. – Москва : Высш. шк., 1969. – 304 с.
4.Воронцов, Е. Л. Оборудование заводов металлических конструкций / Е. Л.
Воронцов, Л. Ф. Колесниченко. – Москва : Машиностроение, 1981. – 320 с.
5.Металлические конструкции : учеб. для студентов вузов / Ю. И. Кудишин [и др.]. –
Москва: Академия, 2007. – 688 с.
6.Мещеряков, В. М. Технология конструкционных материалов и сварка : учеб.
пособие / В. М. Мещеряков. – Ростов-на-Дону : Феникс, 2008. – 316 с.
7.Пешковский, О. Н. Технология изготовления металлических конструкций / о. Н.
Пешковский. – Изд. 2-е. – Москва : Стройиздат, 1990. – 351 с.
8.Сварка и резка в промышленном строительстве / Б. Д. Малышев, А. И. Акулов, Е.
К. Алексеев [и др.]. – Изд. 2-е. – Москва : Стройиздат, 1980. – 350 с.
9.Терентьев, Г. П. Методы контроля качества металлических конструкций : практ.
занятия по дисциплине «Технология изготовления металлических конструкций» : в 2 ч. /
Г. П. Терентьев ; Нижегор. гос. архитектур.-строит. ун-т. Нижний Новгород : ННГАСУ, 2012. – Ч. 1. Контроль качества металлических конструкций ультразвуковым дефектоскопом. –16 с. ; Ч. 2. Рентгеновский метод контроля сварных соединений. – 12 с.
10. Терентьев Г. П. Технология изготовления металлических конструкций: [Электронный ресурс] : учеб. пособие / Г. П. Терентьев, В. П. Пестряков ; Нижегор.
архитектур.-строит. ун-т. – Нижний Новгород : ННГАСУ, 2016. – 53 с.
9
Терентьев Геннадий Петрович
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
Учебно-методическое пособие по подготовке к лекциям и практическим занятиям по дисциплине «Технология
изготовления металлических и железобетонных конструкций для высотных и большепролетных зданий и сооружений» для обучающихся по специальности 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, специализация Строительство высотных и большепролетных зданий и сооружений
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет»
603950, Нижний Новгород, ул. Ильинская, 65.
http://www. nngasu.ru, srec@nngasu.ru