443

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

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.

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.