Ⅰ 軋管機的原理!
連軋管變形原理(deformation theory of continuous tube rolling process)
浮動芯棒連軋管運動學特徵
咬入階段
隱態連軋階段
拋鋼階段
軋制速度的設定
限動芯棒連軋管運動學特徵
浮動芯棒連軋管的變形特徵
孔型系統
孔型側壁
延伸系數
減壁量
限動芯棒連軋管的孔型和變形參數選擇
軋制力和軋制力矩的確定
軋制力
軋制力矩
竹節現象
有關連續軋管機軋管時運動學、變形、軋制力和制力矩以及「竹節」形成的基本理論。
浮動芯棒連軋管運動學特徵 浮動芯棒連軋管時插入芯棒後的穿孔毛管,一般經過8機架連軋加工成為荒管。整個軋管過程包括咬入、穩態連軋和拋鋼3個軋制階段,其運動學特徵即連軋管過程的時間一位移關系的特徵(見圖1)。
圖1連軋管過程的時間-位移關系特徵圖
虛線abcd-芯棒頭部速度變化;虛線ABCD-芯棒尾部速度變化
實線Aa』b』c』d』-毛管頭部速度變化;實線A』B』C』D』-一毛管尾部速度變化
咬入階段 從第1架軋機開始咬入毛管頭部到最後一架咬入毛管頭部為止。咬入過程是一個非穩定的軋制過程。管子頭部Va』b』從進入各機架變形時隨著延伸系數的加大而增加運動速度(即產生階躍加速變化)。管子頭部速度的階躍增量為△V(n-1)→n=(μn-1)V n-1。式中μn為第n架的延伸系數;V n-1為第n一1架的軋制出口速度。管子尾部Va』b』則由第1架咬入速度確定,可以假定保持不變。
由於自由浮動的長芯棒是一根剛性體工具,芯棒頭部Vab和尾部VAB的運動速度相同,並隨著管子速度階躍變化也呈階躍加速變化。但芯棒速度的階躍增量總是小於管頭速度增量。若管頭在第8架的出口速度為V8(1→8)時,芯棒速度則是1~8架管子速度的平均值。若芯棒速度由Vd[1→(n-1)]階躍加速為Vd[1→n]時,則芯棒速度階躍增量為△Vdn={Vd[1-n] -Vd[1→(n-1)]}>0。管頭速度的階躍變化引起了芯棒速度的階躍變化,交變著的芯棒速度又反過來引起了在各架軋機上管子實際出口速度的變化,並取決於芯棒速度階躍增量和摩擦條件。管子實際出口速度的變化可用下式表示:
△V』n(1→n) =f2△Vdn/(f1+f2)
式中△V』n(1→n)為管子同時處於1~n架連軋時,在第n架軋機上由於芯棒速度階躍變化而引起的管子實際出口速度的增量變化;f1為軋輥與管子外表面之問的摩擦系數;f2為芯棒與管子內壁之間的摩擦系數。
在各機架咬入時都存在著一次咬入(管子頭部與軋輥接觸瞬間,靠旋轉的軋輥和金屬之間的摩擦力把管子曳入變形區中,開始減徑)和二次咬入(管子內表面與芯棒相接觸瞬間,靠旋轉的軋輥與金屬之間的摩擦力來克服芯棒的軸向阻力而把管子曳入減壁區中)。對連軋管機第1架,由於一般採用輥道送鋼,可以看成在無外推力的情況下實現一次咬入和二次咬入。而對第2架和以後各機架的咬入都存在著上一機架所給予的後推力,一次和二次咬入條件均可得到改善。
連軋管機第1架的一次咬入條件為:
tanα≤f
連軋管機第1架的二次咬入條件為:
tanα2≤(2f-tanα)/1+2ftanα
式中α為一次咬入角;α2為二次咬入角;f為摩擦系數。
穩態連軋階段 從管子頭部進入第n架軋機後,管子同時處於第l~n架軋機之間進行穩定連續軋管開始到毛管尾部由第1架軋機拋出為止。在穩態連軋管過程中,由於管子同時處於n架軋機作用下,管子頭部速度Vb』c』、管子尾部速度VB』C』、芯棒頭部速度Vbc和芯棒尾部速度VBC均保持恆速運動。在各架軋機上的管子出口速度是連續遞增的。管頭速度遠大於管尾速度,即Vb』c』>VB』C』,Vb』c』=μεVB』C』(式中με為1~n架的總延伸率)。而芯棒則是一個恆定的平均速度,芯棒頭尾速度是一致的,並低於第n架管子出口速度即Vbc=VBC=常數,而Vb』c』>Vbc>VB』C』。
在穩態連軋階段存在著滯後機架、同步機架和導前機架等3種不同軋制狀態的機架。在n機架連軋管工作系統中,在芯棒和管子內表面的整個接觸長度上存在著一個速度同步面(或稱芯棒中性面K),也就是其中有一個申間機架的變形區內某一K截面的金屬流動速度等於芯棒速度。這個中間機架叫做同步機架(或稱K機架)。在同步機架前的各架稱為滯後機架,即在這些機架中金屬的速度滯後於芯棒速度;在同步機架後的各架稱為導前機架,即在這些機架中金屬的速度超前於芯棒速度。在咬鋼時,同步機架漸次由第1機架變化至第K機架;而拋鋼時,同步機架又由第K機架變化至第n機架。
拋鋼階段 從第1架軋機毛管尾部拋出開始,到荒管尾部由最後一架軋機拋出為止。
拋鋼時,管子頭部速度Vc』d』、管子尾部速度VC』D』、芯棒頭部速度Vcd和芯棒尾部速度VCD都同時具有階躍性加速的特點。芯棒速度的階躍變化大於管子出口速度的階躍變化,即VCD>VC』D』。當管子尾部從第1架軋機開始拋出後,便消失了一個對芯棒的後拖阻力,使芯棒產生一個加速。芯棒速度階躍增量△Vd=V d(2→8) -V d(1→8)。在拋鋼時,管子尾部出口速度的階躍增量要比咬入時的管頭出口速度的階躍增量大。
在長芯棒浮動連軋管的一個軋制周期內,將發生(2n一1)次運動狀態的變化,並引起2n次管子出口速度和(2n~1)次芯棒速度的變化。這種運動速度的復雜交變關系必然會通過各種力的傳遞作用而直接影響到軋制變形區內的應力-應變狀態及其金屬塑性流動規律。
穩態連軋管過程中按照通過各機架的變形區內任一截面上的金屬秒流量相等的原則,可以計算並預設定任一機架的軋制速度Vi和軋輥轉速ni。
F1V1=F2V2=…FiVi=const
而 Vi=πDKini/60
則 F(i-1)DK(i-1)n(i-1) =FiDKini
考慮各機架問的張力(或推力)時,
F(i-1)DK(i-1)n(i-1)=FiDKiniS(i-1)→i
n(i-1) =niDKi/DK(i-1) Fi/F(i-1)S(i-1)→i
又因 μ1=F 0/F1;μ2=F1/F2;…μi=Fi/Fi
故
式中DK(i-1)為前一架的軋輥工作輥徑,mm;DKi為後一架的軋輥工作直徑,mm;Fi-1為前一架的變形區出口截面積,mm2;Fi為後一架的變形區出口截面積,mm2;μi為第i架的延伸系數;S(i-1)→i為(i—1)機架與i機架間的張力(或推力)系數。
在現代連軋管機上,一般採用微張力(或推力)軋制。為了保證穩定軋制而不會出現較嚴重的抱芯棒現象,在第1~2架和第2~3架之間採用1%的張力系數,而在中間機架之間採用0.5%~0.8%的張力系數,以保證軋制過程的穩定性和荒管的尺寸精度。在最後兩架之間則採用≤1%的推力系數,以便於松棒脫棒。各機架張力系數的分配見表1。
表l連軋管機各機架的張力系數的分配
機組
傳動
各機架酊張力系數5(,。)一,
型式
1~2
2~3
3~4
4~5
5~6
6~7
7~8
8~9
單獨
傳動
1.01
1.01
1.008
1.008
1.005
l
1.OO
O.99
O.99
集體
傳動
1.12~
1.15
1.08~
1.10
1.06
1.05
1.04
1.00~
1.02
1.00
1.OO
軋制速度的設定 在浮動芯棒連軋管機上預設定各機架的軋輥轉速及其主電機轉速時,通常採用逆向法,從最後一架軋機開始向前逐架地推算到第1架軋機。
現代連軋管機(8機架)軋輥轉速系列預設定的計算程序如下:
根據上述的各機架軋輥轉速,通過各機架的減速器速比i,即可換算出備機架主電機轉速並給予設定。
工作輥徑DKi由下式確定:DKi=Da+△一λ1b
式中Da為軋輥輥身直徑,mm;△為輥縫(第一架取8~10mm,其餘各架取4~6mm);b為孔型高度,mm;λ1為孔型形狀系數,由圖2確定。
限動芯棒連軋管運動學特徵 限動芯棒連軋管運動學特徵主要是:在軋制過程中芯棒速度是恆定的,基本上沒有浮動芯棒軋制時金屬流動呈斷續軋制狀態而產生的「竹節」缺陷。
確定芯棒速度的原則是使芯棒速度必須低於任一機架的軋制速度,使各架均處於同一方向的差速軋制狀態。一般取芯棒速度低於第一機架的軋件平均運動速度。
芯棒速度對軋制過程的影響是:芯棒速度越低即同軋件的速度差越大,則後張力越大,可降低軋制壓力、減少寬展、促進延伸並有利於提高軋後鋼管尺寸精度。芯棒速度也不能過低,因為速度差太大,摩擦熱大,會導致芯棒磨損嚴重,降低芯棒使用壽命。一般芯棒限動速度在0.7~1.5mm/s,芯棒工作段長度在15m左右。
孔型側壁角αB/(。)
a
孔型側壁角αB/(。)
b
0 O.04 0.08 0.12 O.16 0.20
O.02 0.06 0.10 0.14 O.18
偏心矩e/mm
C
圖2確定λ1值圖
a-帶直線倒壁的圓孔型;b-帶圓弧側壁的圓孔型
c-橢圓孔型
1-μ=2.0;2-μ=1.5;3-μ=1.1
圖3 芯棒限動速度Vd曲線
a-快速送進芯棒並定位;b-限動速度軋制
c-芯棒快速返回
芯棒的限動速度曲線見圖3。芯棒在軋制過程中的位置見圖4。
浮動芯棒連軋管的變形特徵浮動芯棒連軋管的變形特徵包括孔型系統、孔型側壁、延伸系數和減壁量。
圖4芯棒工作位置圖
1、2-芯棒快速送進並定位;3、4-管子頭部充滿各架變形區;5-芯棒恆速軋制,6、7-管子尾部逐漸脫離各架變形區至終了
孔型系統 在現代浮動芯棒連軋管機上,一般採用橢圃一圓孔型系統。第1架(或頭兩架)軋機上採用帶圓弧側壁斜度的橢圓孔型,這種孔型能夠在減徑較大時保證必要的延伸,磨損後易於調整。中間機架(如2~6架)主要是減壁變形,可採用帶有圓弧側壁斜度的圓孔型或者採用偏心距漸小的橢圓孔型。最後兩架,為了保證軋出荒管的尺寸精度且易於脫棒,多採用具有小側壁(或無側壁)的圓孔型。圖5示出8架浮動芯棒連軋管機上的孔型系統及金屬充滿狀況。
當孔型寬度為b、孔型高度為dk時,孔型寬高比ξ=b/dk(或稱孔型橢圓度系統)表示孔型橢圓度大小。當ξ=1時孔型為圓形,ξ越大於1,孔型的橢圓度愈大。當ξ=1.25~1.35時,金屬在孔型中的橫向流動比較自由,易造成橫向壁厚不均。ξ<1.24時,金屬沿孔型周邊的變形比較均勻,軋管時的橫向壁厚不均較小,但不易脫棒。表2列出了某連軋管上孔型系統的ξ值。
圖5 浮動芯棒連軋營機上孔型系統及金屬充滿圖
孔型側壁 作用是在保證管子正常咬入的同時使管子外徑得到壓縮與夾持,並能夠獲得縱向延伸和避免出耳子。在連軋管機的頭幾架一般選擇較大的孔型側壁斜度,有利於金屬的橫向流動,寬展比較自由,能夠減少管子對芯棒的摩擦阻力,使金屬有可能獲得較大的縱向延伸。但是,過大的側壁斜度會使孔型側壁處的非接觸區增加過大,有可能導致壁厚不均、孔型過充滿,甚至產生縱向裂紋、耳子等缺陷。而最後兩架中應選取較小的側壁斜度,以保證均勻變形和荒管的尺寸精度。孔型側壁斜度大小可用孔型側壁角αB=arccosdk/b來表示。表3列出了連軋管機各機架孔型側壁角αB的分配情況。
表2連軋管機各機架中孔型f值的分配
機架序號№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
孔型寬高比}值
1.20~1.25
1.20~1.25
1.Z5~1.30
1.25~1.3C
1.25~1.30
1.24~1.25
1.24~1.25
1.06~1.20
1.OO~1.02
延伸系數 浮動芯棒連軋管機的總延伸系數為4~6。各機架中道次延伸系數可按半拋物線型曲線分配確定。在頭3道次,因溫度高可採用大壓下量,以迅速減徑減壁,壁厚壓下率可達70%;而在中間機架(如4~6架)上的變形量則逐漸減少。最後兩架的變形量應是很微小的,以保證荒管尺寸精度並易於脫棒。連軋管機上各機架延伸系統的分配實例見表4。
表3連軋管機各機架中孔型側壁角c|B的分配
機架序號№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
孔型側壁角蜘
45。~50。
40。~45。
40。~45。
40。~45。
40。~45。
40。~45。
40。~45。
30。~32。
28~~30。
表4連軋管機各機架延伸系數的分配實例
軋機類型
各機架的延伸系數肛
l
2
3
4
5
6
7
8
9
7機架
1.35~1.45
1.45~1.50
1.45~1.50
1.27~1.5C
1.16~1.20
1.10
1.05
9機架
1.20~1.45
1.20~1.55
1.20~1.40
1.15~1.35
1.15~1.30
1.10~1.25
1.02~1.10
1.02~1.03
1.003~
1.005
表5連軋管機各機架減壁量的分配實例
機架序號№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
減壁量AS,/mm
4.2
6.3
4.4
3.4
2.O
1.3
O.4
O
O
減壁率等/%
30
45
44.9
44.1
37
30
11.7
O
0
減壁量 各機架減壁量的分配可按拋物線型的經驗公式來確定:
ΔSi=[0.0417+(7-i)2/40]ΔS∑
式中ΔSi為第i架中孔型頂部的減壁量,mm;i為機架序號;ΔS∑為連軋管中的總減壁量,mm。連軋管機各機架中減壁量的分配實例見表5。
限動芯棒連軋管的孔型和變形參數選擇 由於取消了脫棒機,芯棒是靠脫管時將鋼管從芯棒前端拔出,另外由於差速軋制有利於金屬縱向延伸,寬展小,故限動芯棒軋制時可取橢圓度小的孔型,孔型寬高比為1.0~1.03,並可取較大壁厚壓下量和總延伸系數,最大總延伸系數可達10。在這種孔型中變形比較均勻,軋出的管子尺寸精度高,壁厚公差可達到±5%~6%。
軋制力和軋制力矩的確定
軋制力 在芯棒上軋管時沿變形區長度上存在著減徑和減壁兩個區,其軋制力為:
P=pc1F1+pc2F2
式中pc1為減徑區的平均軋制單位壓力,MPa;pc2為減壁區的平均軋制單位壓力,MPa;F1為減徑區接觸面的水平投影,mm2;F2為減壁區接觸面的水平投影,mm2。
減徑區平均單位壓力為:
pc1 =ηKf2S0/Dcp
式中S0為毛管壁厚,mm;Dcp為減徑區管子平均直徑,mm;Kf為變形抗力,MPa;η為考慮外區對平均單位壓力的影響系數:
式中l1為減徑區長度。
減壁區平均單位壓力為:
Pc2=K(1+m)
式中K=1.15Kf;m為考慮外摩擦對平均單位壓力的影響系數m=2f1l2/S0+Sk;f1為金屬和軋輥之間的摩擦系數;l2為減壁區長度,mm;S0為軋前管子壁厚,mm;SK為軋後管子壁厚,mm。
用帶側壁的孔型軋管時變形區總接觸面積的水平投影為:
式中F為總接觸面積的水平投影,mm2;Dmin為孔型頂部軋輥直徑,Dmin=D1 -dk,mm;D1為軋輥輥環直徑,mm;dk為孔型高度,mm;b為孔型寬度,mm。
減壁區接觸面積的水平投影為:
F2=(δ0+2So)l2
式中δ0為芯棒直徑,mm;S0為前一架軋出管子的壁厚,mm;l2為減壁區長度,mm。
減徑區接觸面積的水平投影為:
F1=F-F2
分別求出聲pc1、pc2、F1和F2後,就可求出軋制力。
軋制力矩 在連軋管機上的軋制力矩應包括減徑區和減壁區的軋制力矩、前後張力(或推力)的力矩以及作用在鋼管與芯棒接觸面上的軸向力矩,即
式中Mr為作用在連軋管任一機架的一個軋輥上的軋制總力矩;P1、P2為減徑區與減壁區的長度;qH、qh為相鄰機架之間的前後張力(或推力),(其所產生的力矩與P1、P2產生的力矩同向時公式中用「+」號,反之用「一」號);R1為軋輥中心線與芯棒中心線之間的距離;Q為在鋼管和芯棒接觸面上的軸向力,Q=pc2πδ0L2f2(式中δ0為芯棒直徑;f2為金屬和芯棒之間的摩擦系數,取f2=0.08~0.1)。
限動芯棒連軋管時由於後張力的作用,軋制壓力比浮動芯棒連軋管降低30%左右,能耗降低20%~30%。
竹節現象 在浮動芯棒連軋管機上,由於芯棒速度的階躍變化反映在荒管質量上的一個突出問題是荒管沿長度方向上外徑和壁厚尺寸都產生縱向不均勻的規律性變化。人們把荒管的這種外徑與壁厚尺寸的縱向差異(呈周期性鼓肚)稱為竹節現象。根據荒管外徑與壁厚的縱向尺寸差異,在沿順軋制方向的前後兩段又劃分為前竹節和後竹節。如圖6所示,圖中B段為前竹節,D段為後竹節。
竹節形成機理是近代連軋管理論中的一個重要研究課題。一般認為,產生竹節原因是由於浮動芯棒連軋管過程中出現了2n次交變斷續軋制狀態,尤其是芯棒速度的階躍變化,在非穩定軋制時的變形區內引起了金屬塑性變形及其流動的不連續性所造成的。
控制竹節的工藝措施有:
(1)在工藝操作上,合理分配延伸;改善芯棒摩擦條件(如選好的芯棒潤滑劑及噴塗方法、提高芯棒耐磨性與減小表面粗糙度等);改進孔型設計,後部機架的軋輥孔型採用較大的側邊開口以減少管子對芯棒抱緊力,有利於金屬縱向流動並減弱前竹節現象;
(2)在設備改進上,採用變剛度軋機結構,以便消除荒管縱向尺寸的不均勻性;
(3)在電氣控制上,採用後竹節的轉速迫降控制環節、管頭尾突加張力控制環節、咬鋼動態速降補償環節等,以抵消芯棒加速的階躍增量或突加張力拉薄,以利提高荒管縱向尺寸精度。
Ⅱ 怎樣看屋面施工圖
建築識圖
1.緒論;2.制圖基本知識;3.投影基本知識;4.投影基本原理;5.投影變換;6.平面建築形體的投影;7.曲面建築形體的投影;8.建築形體的表達方法;9.軸測投影;10.建築施工圖;11.結構施工圖;12.正投影中的陰影;13.透視投影;14.展開投影;15.給水排水工程;16.AutoCAD繪圖基礎。
二:《土木建築制圖》
建築安裝工程預決算的編審工作,其基礎除了應該了解,熟悉至精通建築(房屋)的結構構件,組成和部位,相互間的關系和作用。重要的一課是識圖、讀圖。
工程識圖是專業性很強的一門學問。
——什麼圖可以作為預算的依據?
——哪些圖可以計算出一件構造的工程量?
——從哪些圖紙上可以計算出什麼材料的實際耗用量?
——有了工程量數據怎麼來計算它的價值?
——工程造價的依據有那些?
今天開始的課程將逐步獲得答案。
1.1建築識圖與工程量計算(P151)
一、建築識圖
1、基本概念
國家規定,一個工程項目應經過:(1)規劃和初步設計階段;(2)審查後擴大初步設計;(3)審查後施工圖設計、又稱技術設計。
2、施工圖作用:指導施工,技術依據;指導結算,支付進度款依據;指導決算,結算工程款依據。
一套完整的施工圖應:
A、首頁圖目:從建施01-、結施01-、水施01-、電施01-(又分強電、弱電、訊施01-)、電通01-。
標准圖
設計總說明,內容包括:工程設計依據(批文、資金來源、地勘資料等),建築面積,造價。設計標准(建築標准、結構荷載等級、抗震要求,採暖通風要求,照明標准,防火等級等)。施工要求(技術與材料)項目±0.000與總圖絕對標高的相對關系,室內外用材、強度等級。
裝修表
門窗表
B、建築施工圖(簡稱建施)
1、表示建築物內部布置,外部形狀、裝修、構造、施工要求等,包括:縱橫牆布置、門、窗、樓群梯和公共設施(如洗手間、開水房等)。
2、總平,平、立、剖和各構造詳圖(包括牆身剖面、樓梯、門窗、廁所、浴室、走廊、陽台等構造和詳細做法、尺寸)。
3、文字說明,圖注。
C、結構施工圖(簡稱結施)
1、表示承重結構的布置、構件類型、大小尺寸、構造做法。
2、結構說明,基礎(包括樁基布置、埋置深度)各層結構布置平面和各構件的結構詳圖(包括柱、梁、板、樓梯、雨蓬、屋面等)。
D、設備施工圖(簡稱設施)
1、給排水、採暖通風、電氣照明說明、管網布置、走向、標高。
2、平面布置、系統軸測、詳圖安裝要求,接線原理。
二、識讀施工圖的要領(P156)
1、掌握投影原理和形態的各種表達方法,請閱讀P153、94甲型住宅初步設計。
2、熟悉和掌握建築制圖國家標準的基本規定和查閱方法。
如常用的圖例、符號、線型、尺寸和比例。
3、基本掌握和了解房屋構造組成。
閱讀施工圖步驟
閱讀施工圖和編審工程預決算一樣,沒有捷徑可走,必須按部就班,系統閱讀,相互參照,反復熟悉,才不致疏漏。
1、先細閱說明書、首頁圖(目錄),後看建施、結施、設施。
2、每張圖,先圖標、文字,後圖樣。
3、看建施,先建施,後結施、設施。
4、建施先看平、立、剖、後詳圖。
5、結施先看基礎、結構布置平面圖,後看構件詳圖。
6、設施先看平面、後看系統、安裝詳圖。
現實的施工圖由於設計單位缺乏自審、互審、工種會審、總工把關(特別是地方設計院)一系列審核制度,所以尺寸不符、軸中不符、構造不符、用材不符、說明不符、圖說不符、構件不符、詳圖不符等等層出不窮。搞預、決算編審特別應該注意,搞不好就失之毫里、差之千里!
三、解說建築總平面圖(P163)
總平圖上標注的尺寸,一律以M(米)為單位,它反映擬建房屋、構築物等的平面形狀、位置和朝向、室外場地、道路、綠化等的布置,地形、地貌、標高以及與原有環境的關系和鄰界情況等。
為定位、施工放樣、土方施工及繪制水、電、衛、暖、煤氣、通訊、有線電視的總平面圖和施工總平面圖的依據。
四、解讀建築平面圖(P164)
1、讀圖名、識形狀、看朝向;2、讀名稱、懂布局、組合;3、根據軸線、定位置、識開間、進深;4、掌握特殊表示、讀樓梯;5、讀尺寸、定面積、看高度、算指標;6、看圖例、識細部,認門窗代號;7、根據索引符號,可知總圖與詳圖關系。
五、解讀建築立面圖(P168)
1、從圖名或軸線編號了解何朝向立面圖;2、從立面圖上了解層數、長度和高度、門窗數量和位置、大小;3、立面圖上通常只標注標高尺寸,和結構標高會有不同;4、立面圖上標出各部分構造,裝飾節點詳圖的索引符號。
六、建築剖面圖的讀法(P169)
1、據圖名、定位置、區分剖到與看到的部位;2、讀地面、樓面、屋面的形狀、構造;3、據標高、尺寸、知高度和大小;4、據索引符號、圖例,讀節點構造。
七、建築詳圖(P176)
詳圖是表達細部構造和節點關系,構配件的構造與尺寸、用料、做法。
詳圖包括:1、樓梯;2、外牆剖面;3、陽台;4、單元詳圖;5、門窗詳圖。
八、結構施工圖(P193)
包括:1、結構設計說明書;2、結構布置平面圖;3、各承重構件(基礎、柱、牆、板、梁)詳圖、剖面圖、截面圖、節點大樣、局部構造等詳圖。
結構施工圖,簡稱結施。配合建施、設施指導施工、作為編制施工圖予算的依據。
特點:
1、沿防潮層的水平剖面表示基礎平面。
2、沿房屋每層樓板面的水平剖面表示相應各層的樓層結構平面、標准層設一張圖、結構變異則各層均有。
3、沿屋面承重的水平剖面表示層面結構平面布置。
4、用單個構件的正投影表達構件詳圖,把構件的平、立和相應斷面畫出詳圖、材料明細表。有的還要作模板圖、予埋件圖。
5、構件詳圖,比例放大,清晰表達節點的細節。
6、構件的立面、斷面輪廊線多用中或細實線,而鋼筋的配置,則用粗實線或黑園點表示。
結構施工圖讀圖方法要點(P195)
先看文字說明,從基礎平面圖看起,到基礎結構詳圖。
再讀樓層結構布置平面圖,屋面結構布置平面圖。
結合立面和斷面,垂直系統圖。
最後讀構件詳圖、看圖名、看立面、看斷面,看鋼筋圖和鋼筋表
由於結施是計算工程量的依據,編制予決算,以免漏誤,往往要熟讀多次,相互對照,摘抄要點、理解空間形狀,構件所在部位,反復核對數量、材料、才能精益求精。
工業廠房施工圖(P187)
工業廠房施工圖與民用建築施工圖共同之處:1、圖示原理,平、立、剖、詳;2、讀圖方法,先文後圖;3、圖樣內容,建、施、設;4、編制方法,說、總平、總圖、建、施、設、詳、節;5、繪圖步驟,自左至右,自下而上。
不同之處:1、生產工藝條件;2、使用功能;3、實用要求。故圖上表示的圖例符號、具體內容則有異,結構施工圖就復雜些,數量也多。
讀懂×大學結構試驗室圖紙,基本可以了解工業建築的施工圖與民用建築施工圖的主要區別:
一、從平面和剖面可以知道這是一個高低不同的兩跨車間,高跨進深15M,低跨5.6M,D~E軸之間設410MM間距的伸縮縫,以適應高低跨之間的變形需要。
車間內設有轎廂式吊車一台、起重量Q=10t,軌距Lk=13.5M,吊車設在工字形鋼砼柱的牛腿上。車間的5-6軸間,B~C軸間開3M、3.6M的兩扇外開大門。設坡道、散水。
A軸處設2400×2000鋼窗9樘,東山牆設2400×2400窗2樘,3600×2400窗1樘。
ED軸(車間與輔房之間)設4200×1400窗3,3000×1400窗3,2400×1400窗1,1500寬內開雙扇門7樘。
F軸C-6窗2400×1500計17樘,東、西兩側各設2100×2400窗1,4-5軸北面設1500寬邊門1樘。
車間內設上走道(吊車維護費用)和吊車鋼梯。
二、從立面圖可知,車間外粉刷水平分格線以窗頂、窗檯,豎向分格線以軸線位置為垂直分格線。
設有窗檯和遮陽板。
有組織排水、落水管位置在3、9軸(雙線表示)。
三、從平面圖的1-1剖面為階梯剖面,看到室內外、牛腿頂面、軌道標高、薄腹梁底面標高、門、窗高度與地面的距離。
看到帶牛腿柱子的側面形狀,吊車梁擱置位置,T形吊車梁的形狀和擱置方式,行走方向。
看到 形大型屋面板鋪在工字型薄腹樑上的斷面和流水坡度,沿溝節點、排水方式。
四、看到六個不同切面的節點詳圖。
①②為D、E伸縮縫的詳圖(A)為1的放大節點;③天溝與遮陽;④卷閘門與雨蓬(大門);⑤坡道、散水與明溝;⑥高低跨(D、E軸)的處理節點。
按P188、189、190平、立、剖三圖試統計門、窗規格、數量
門 寬×高 樘 窗 寬×高 樘
MC1 1500×3600 10 C-1 2400×1200
卷閘門 3000×3600 2 C-2 4200×2400 44
C-5 2100×2400
C-6 1500×2400 17+4
C-7 4200×2400 3
解讀結構施工圖(P191)內容:
一、結構說明
1、結構形式(結構材料及類型;結構材料及規格、強度等級);2、地基與基礎(包括地基土的地耐力等);3、施工技術要求及注意事項;4、選用的標准圖集等。
二、結構布置平面圖
1、基礎平面;2、樓層結構平面布置圖;3、屋面結構平面布置圖。
三、構件詳圖
1、梁、板、柱、基礎結構詳圖;2、樓梯結構詳圖;3、屋架(屋面)結構詳圖;4、其它詳圖,天溝、雨蓬、圈樑、過梁、門窗過梁、陽台、管道井、煙道井等。
特點:
1、沿房屋防潮層的水平剖切表示基礎平面圖,沿每層樓板面水平剖切表示各層樓層結構平面圖,沿屋面承重層的水平剖切表示屋面結構平面圖。
2、用單個構件的正投影來表達構件詳圖,以其平面、立面及斷面來表達,出材料明細表,有的要出模板圖,予埋件圖。但這種圖重復多,易出差錯。
3、用雙比例法出構件詳圖,構件軸線按一種比例,而構件局部用放大比例出圖,便於更清晰表達節點的施工尺寸與搭節關系。
4、結施中,構件的立面、斷面輪廓線用細或中實線表示,而構件內部鋼筋配置則用粗實線和黑點表示。
5、結施常用圖例表達。
1.2鋼筋混凝土結構圖(P193)
1.RC結構的基本知識 (「S」結構(鋼結構), 「RC」結構(鋼筋混凝土結))
它由水泥(325#以下為低標號,425#為標准,525#以上為高標號,如水下高強度水泥)砂子(清水中粗砂)石子(粒徑300~500mm)和水(淡水,不含油、酸、鹼等化學介質)按一定比例拌制、澆搗而成為砼。
強度指標是用邊長為150mm的標准立方體砼試塊,在標准養護室(溫度20℃±3℃,相對濕度不小於90%)徑28天養護,用標准方法測得的抗壓強度,稱之砼強度等級,如C20砼為每立方毫米的砼在20倍的破壞壓力下不被粉碎,即為C20砼,20N/mm2。
N/mm2 ——千克力/每平方毫米 N/m2——牛頓每平方米(面分布力)。
砼強度等級共12個:低強度——C7.5,C10,C15;結構砼——C15,C20,C25,C30;高強度——C30,C35,C40,C45;超強度——C45,C50,C55,C60。
配有鋼筋的砼稱RC,無筋稱素砼。
2.鋼筋的種類和代號:Ⅰ級(即Q235光園鋼筋)、Ⅱ級(為16錳人字紋鋼筋)、Ⅲ級(為25錳硅人字紋鋼筋)、Ⅳ級(園或螺紋鋼筋)、Ⅴ級(螺紋鋼筋)。
冷拉Ⅰ級鋼筋、冷拉Ⅱ級鋼筋、冷拉Ⅲ級鋼筋、冷拉Ⅳ級鋼筋、冷拔低碳鋼絲。
鋼筋按作用分:
1、受力筋:主要承受拉應力(通常稱為主筋)作用在受彎與偏心受壓構件區域分直筋和彎筋。
2、箍 筋:固定受力筋位置,承受一部分斜拉應力,用於梁和柱內
3、架立筋:固定梁內箍筋位置,構成梁內鋼筋骨架,設上部、蜈蚣筋。
4、分布筋:用於板(屋面、樓板)與板的受力筋垂直布置,將承受的重量均勻地傳給受力筋,固定受力筋位置,並承擔垂直於板跨方向的收縮及溫度應力。
5、其 他:構造筋、腰筋、預埋錨固筋、吊筋等。鋼筋的彎鉤、半園鉤、直彎鉤。
鋼筋的斷面直徑確定幾倍於它的彎鉤區長度
如:設φ12的彎鉤(6.25+3+2.5d)×1.2=141mm(14.1cm)。
φ10的彎鉤(6.25+3+2.5d)×1.0=117.5mm(11.75cm)。
直彎鉤通常直彎長度不超過板厚的1/3。
鋼筋的搭接長度:由受力筋的接頭位應相互錯開搭接,綁扎方法,其長度不得小於300mm或30d;焊接方法,長度不得小於500mm或30d,應雙面焊接
保護層:梁、柱最小厚度為25mm;板、牆最小厚度為10~15mm;梁由受力筋凈距不應小於一個D或25mm。
如何看建築施工圖
1.建築施工圖的組成部分
結構設計第一步就是看懂建築施工圖,建築專業是整個建築物設計的龍頭,沒有建築設計其他專業也就談不上設計了,所以看懂建築施工圖就顯得格外重要。大體上建築施工圖包括以下部分:圖紙目錄,門窗表,建築設計總說明,一層~屋頂的平面圖,正立面圖,背立面圖,東立面圖,西立面圖,剖面圖(視情況,有多個),節點大樣圖及門窗大樣圖,樓梯大樣圖(視功能可能有多個樓梯及電梯)。作為一個結構設計師必須認真嚴謹的把建築圖理一遍,不懂的地方需要向建築及建築圖上涉及的其他專業請建,要做到絕對明了建築的設計構思和意圖。
2.圖紙目錄及門窗表
圖紙目錄是了解整個建築設計整體情況的目錄,從其中可以明了圖紙數量及出圖大小和工程號還有建築單位及整個建築物的主要功能,如果圖紙目錄與實際圖紙有出入,必須與建築核對情況。門窗表相信大家不會陌生,就是門窗編號以及門窗尺寸及做法,這對大家在結構中計算荷載是必不可少的。
3.建築設計總說明
建築設計總說明對結構設計是非常重要的,因為建築設計總說明中會提到很多做法及許多結構設計中要使用的數據,比如:建築物所處位置(結構中用以確定設防列度及風載雪載),黃海標高(用以計算基礎大小及埋深樁頂標高等,沒有黃海標高,施工中根本無法施工),牆體做法地面做法樓面做法...等等做法(用以確定各部分荷載),總之看建築設計說明時不能草率,這是結構設計正確與否非常重要的一個環節。
4.建築平面圖
建築平面圖就比較直觀了,主要信息就是柱網布置及每層房間功能牆體布置門窗布置樓梯位置等。而一層平面圖在進行上部結構建模中是不需要的(有架空層及地下室等除外),一層平面圖是在做基礎時使用,至於如何真正的做結構設計本文不詳述,這里只講如何看建築施工圖。作為結構設計師在看平面圖的同時,需要考慮建築的柱網布置是否合理,不當之處應該講出理由說服建築修改,通常不影響建築功能及使用效果上的修改,建築也是會同意修改的,如果建築不改那就只有哭哭再看圖(人家是老大,沒辦法的...),看建築平面圖,了解了各部分建築功能,基本上結構上的活荷載取值心中就大致有值了,了解了柱網及牆體門窗的布置,柱截面大小梁高以及梁的布置也差不多有數了,反正有牆的下面一定有梁,除非是甲方自理的隔斷,輕質牆也最好是立在樑上.值得一提的是,注意看屋面平面圖,通常現代建築為了外立面的效果,都有層面構架,通常都比較復雜,需要仔細的理解建築的構思必要的時候咨詢建築或索要效果圖,力求使自己明白整個構架的三維形成是什麼樣子的,這樣才不會出錯..另外,層面是結構找坡還是建築找坡也需要了解清楚.
5.建築立面圖
建築立面圖,是對建築立面的描述,主要是外觀上的效果,提供給結構師的信息,主要就是門窗在立面上的標高布置及立面布置以及立面裝飾材料及凹凸變化。通常有線的地方就是有面的變化,再就是層高等等信息,這也是對結構荷載的取定起作用的數據。
6.建築剖面圖
建築部面圖的作用是對無法在平面圖及立面圖表述清楚的局部剖切以表述清建築設計師對建築物內部的處理,結構工程師能夠在剖面圖中得到更為准確的層高信息及局部地方的高低變化,剖面信息直接決定了剖切處梁相對於樓面標高的下沉或抬起,又或是錯層梁,或有夾層梁,短柱等。同時對窗頂是框架梁充當過梁還是需要另設過梁有一個清晰的概念。
7.節點大樣圖及門窗大樣
建築師為了更為清晰的表述建築物的各部分做法,以便於施工人員了解自己的設計意圖,需要對構造復雜的結點繪制大樣以說明詳細做法,不僅要通過結點圖更一步了解建築師的構思,更要分析結點畫法是否合理,能否在結構上實現,然後通過計算驗算各構件尺寸是否足夠,配出鋼筋。當然,有些結點是不需要結構師配筋的但結構師也需要確定該結點能否在整個結構中實現。門窗大樣對於結構師作用不是太大,但個別特別的門窗,結構師須繪制立面上的過梁布置圖,以便於施工人員對此種造形特殊的門窗過梁有一個確定的做法,避免發生施工人員理解上的錯誤。
8.樓梯大樣圖
樓梯是每一個多層建築必不可少的部分,也是非常重要的一個部分,樓梯大樣又分為樓梯各層平面及樓梯剖面圖,結構師也需要仔細分析樓梯各部分的構成,是否能夠構成一個整體,在進行樓梯計算的時候,樓梯大樣圖就是唯一的依據,所有的計算數據都是取得之樓梯大樣圖,所以在看樓梯大樣圖時也必須將梯梁,梯板厚度及樓梯結構形式考慮清晰。
結構設計
1.結構設計的概念及內容:
結構設計簡而言之就是用結構語言來表達建築師及其它專業工程師所要表達的東西。結構語言就是結構師從建築及其它專業圖紙中所提煉簡化出來的結構元素。包括基礎,牆,柱,梁,板,樓梯,大樣細部等等。然後用這些結構元素來構成建築物或構築物的結構體系,包括豎向和水平的承重及抗力體系。把各種情況產生的荷載以最簡潔的方式傳遞至基礎。結構設計的內容由上可知為:基礎的設計。上部結構的設計和細部設計。
2.結構設計的階段:
結構設計的階段大體可以分為三個階段,結構方案階段,結構計算階段和施工圖設計階段。方案階段的內容為:根據建築的重要性,建築所在地的抗震設防烈度,工程地質勘查報告,建築場地的類別及建築的高度和層數來確定建築的結構形式(例如,磚混結構,框架結構,框剪結構,剪力牆結構,筒體結構,混合結構等等以及由這些結構來組合而成的結構形式)。確定了結構的形式之後就要根據不同結構形式的特點和要求來布置結構的承重體系和受力構件。
結構計算階段的內容為:一:荷載的計算。荷載包括外部荷載(例如,風荷載,雪荷載,施工荷載,地下水的荷載,地震荷載,人防荷載等等)和內部荷載(例如,結構的自重荷載,使用荷載,裝修荷載等等)上述荷載的計算要根據荷載規范的要求和規定採用不同的組合值系數和准永久值系數等來進行不同工況下的組合計算。二:構件的試算。根據計算出的荷載值,構造措施要求,使用要求及各種計算手冊上推薦的試算方法來初步確定構件的截面。三:內力的計算,根據確定的構件截面和荷載值來進行內力的計算,包括彎矩,剪力,扭矩,軸心壓力及拉力等等。三:構件的計算。根據計算出的結構內力及規范對構件的要求和限制(比如,軸壓比,剪跨比,跨高比,裂縫和撓度等等)來復核結構試算的構件是否符合規范規定和要求。如不滿足要求則要調整構件的截面或布置直到滿足要求為止。
施工圖設計階段的內容為:根據上述計算結果,來最終確定構件布置和構件配筋以及根據規范的要求來確定結構構件的構造措施。
SR: 沿鋼線槽敷設
BE: 沿屋架或跨屋架敷設
CLE:沿柱或跨柱敷設
WE: 沿牆面敷設
CE: 沿天棚面或頂棚面敷設
ACE:在能進入人的吊頂內敷設
BC: 暗敷設在梁內
CLC:暗敷設在柱內
WC: 暗敷設在牆內
CC: 暗敷設在頂棚內
ACC:暗敷設在不能進入的頂棚內
FC: 暗敷設在地面內
SCE:吊頂內敷設,要穿金屬管
一,導線穿管表示
SC-焊接鋼管
MT-電線管
PC-PVC塑料硬管
FPC-阻燃塑料硬管
CT-橋架
MR-金屬線槽
M-鋼索
CP-金屬軟管
PR-塑料線槽
RC-鍍鋅鋼管
二,導線敷設方式的表示
DB-直埋
TC-電纜溝
BC-暗敷在梁內
CLC-暗敷在柱內
WC-暗敷在牆內
CE-沿天棚頂敷設
CC-暗敷在天棚頂內
SCE-吊頂內敷設
F-地板及地坪下
SR-沿鋼索
BE-沿屋架,梁
WE-沿牆明敷
型號含義:
R-連接用軟電纜(電線),軟結構。
V-絕緣聚氯乙烯。 V-聚氯乙烯絕緣V-聚氯乙烯護套
B-平型(扁形)。
S-雙絞型。A-鍍錫或鍍銀。
F-耐高溫
P-編織屏蔽P2-銅帶屏蔽P22-鋼帶鎧裝
Y—預制型、一般省略,或聚烯烴護套
FD—產品類別代號,指分支電纜。將要頒布的建設部標准用FZ表示,其實質相同
YJ—交聯聚乙烯絕緣
V—聚氯乙烯絕緣或護套
ZR—阻燃型
NH—耐火型
WDZ—無鹵低煙阻燃型
WDN—無鹵低煙耐火型
Ⅲ 鋼筋混凝土大梁最大跨度是多少
混凝土框架梁允許最大跨度12米。
梁的計算跨度:梁的凈跨度乘以1.05就是梁的計算跨度。版
鋼筋混凝土大梁沒有權固定最大跨度,主要是考慮鋼筋長多了不好施工,你想下如果鋼筋很長,那麼拉的時候費力,又不好弄。設計時也不會設計成很長,否則長多了受力就不能不平了。
(3)怎麼算鋼管的細高比擴展閱讀:
跨度和梁高是成比例的,建築上要求跨度一般情況下最大為梁高的12倍H=L/12,L=12H,在這個范圍內都可以,當然也有特別大的開間是14倍的,那樣的話配筋和混凝土強度都是要增加的,外梁的寬度也影響跨度,跨度大的梁寬度也要增加,這是為了增加穩定性。
參考資料:鋼筋梁跨度-網路