钢结构基础知识第3章

钢结构基础知识第三讲：钢结构施工流程与基本要求现在是1页\一共有111页\编辑于星期四现在是2页\一共有111页\编辑于星期四一概述三构件制作二钢材进场验收四连接与拼装现在是3页\一共有111页\编辑于星期四一概述钢结构是指以钢铁为基材，经机械加工组装而成的结构。建筑钢结构仅限于工业厂房、高层建筑、塔桅结构、桥梁等。钢结构具有强度高、结构轻、施工周期短和精度高等特点，在建筑、桥梁等土木工程中被广泛采用。

单层厂房钢结构体系现在是4页\一共有111页\编辑于星期四现在是5页\一共有111页\编辑于星期四现在是6页\一共有111页\编辑于星期四桥梁工程现在是7页\一共有111页\编辑于星期四“鸟巢”的钢结构造型现在是8页\一共有111页\编辑于星期四现在是9页\一共有111页\编辑于星期四国家大剧院现在是10页\一共有111页\编辑于星期四国家大剧院现在是11页\一共有111页\编辑于星期四现在是12页\一共有111页\编辑于星期四现在是13页\一共有111页\编辑于星期四台北101大厦2003年10月17日竣工，508m，101层，高度世界第一正方形平面现在是14页\一共有111页\编辑于星期四佩特纳斯大厦马来西亚，吉隆坡452m,95层，1996年竣工现在是15页\一共有111页\编辑于星期四现在是16页\一共有111页\编辑于星期四武汉长江大桥现在是17页\一共有111页\编辑于星期四南京长江大桥现在是18页\一共有111页\编辑于星期四二钢材进场验收1、钢材的进场验收⑴质量证明文件：钢材进场应有随货同行的质量合格证明文件，进口钢材应有国家商检部门的复验报告；⑵外观检查：钢材端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷;钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度允许偏差值的1/2，且锈蚀等级应在C级及C级以上。⑶允许偏差抽查：钢板抽查厚度，型钢抽查规格尺寸，每一品种、规格各抽查5处。⑷抽样复验：国外进口钢材、钢材混批、板厚≥40mm且有Z向性能要求的厚板、结构安全等级为一级大跨度结构中主要受力构件采用的钢材、设计有复验要求的钢材、对质量有疑义的钢材应进行抽样复验。现在是19页\一共有111页\编辑于星期四用作钢结构的钢材有钢板、钢带、型钢(工字钢、槽钢、角钢)、钢管和钢铸件等现在是20页\一共有111页\编辑于星期四现在是21页\一共有111页\编辑于星期四现在是22页\一共有111页\编辑于星期四H型钢C型钢现在是23页\一共有111页\编辑于星期四Z型钢彩色压型钢板现在是24页\一共有111页\编辑于星期四蜂窝梁钢楼承板预埋锚栓现在是25页\一共有111页\编辑于星期四现在是26页\一共有111页\编辑于星期四钢结构构件制作一般在工厂进行，包括放样、号料、切割下料、边缘加工、弯卷成型、折边、矫正和防腐与涂饰等工艺过程。三构件制作现在是27页\一共有111页\编辑于星期四箱型柱吊车梁现在是28页\一共有111页\编辑于星期四3.1放样与号料根据产品施工详图或零、部件图样要求的形状和尺寸，按1:1的比例把产品或零、部件的实体画在放样台或平板上，求取实长并制成样板的过程。3.1.1放样对复杂的壳体零、部件，还需作图展开。有条件时应采用计算机辅助设计。现在是29页\一共有111页\编辑于星期四3.1.2号料根据样板在钢材上画出构件的实样，并打上各种加工记号，为钢材的切割下料作准备。工人在号料现在是30页\一共有111页\编辑于星期四3.2切割下料切割是将放样和号料的零件形状从原材料上进行下料分离。常用的切割方法有：气割、机械剪切和等离子切割三种方法。3.2.1气割下料利用氧气与可燃气体混合产生的预热火焰加热金属表面达到燃烧温度并使金属发生剧烈的氧化，放出大量的热促使下层金属也自行燃烧，同时通以高压氧气射流，将氧化物吹除而形成一条狭小而整齐的割缝。气割法有手动气割、半自动气割和自动气割。手动气割割缝宽度为4mm，自动气割割缝宽度为3mm。现在是31页\一共有111页\编辑于星期四气割法设备灵活、费用低廉、精度高，能切割各种厚度的钢材，尤其是带曲线的零件或厚钢板，是目前使用最广泛的切割方法。现在是32页\一共有111页\编辑于星期四现在是33页\一共有111页\编辑于星期四3.2.2机械剪切下料通过冲剪、切削、磨擦等机械来实现。⑴冲剪切割：当钢板厚度≯12cm时，采用剪板机、联合冲剪机切割钢材，速度快、效率高，但切口略粗糙。⑵切削切割：采用弓锯床、带锯机等切削钢材，精度较好。⑶磨擦切割：采用磨擦锯床、砂轮切割机等切割钢材，速度快、但切口不够光洁、噪声大。现在是34页\一共有111页\编辑于星期四现在是35页\一共有111页\编辑于星期四现在是36页\一共有111页\编辑于星期四3.2.3等离子切割下料利用高温高速的等离子焰流将切口处金属及其氧化物熔化并吹掉来完成切割，能切割任何金属，特别是熔点较高的不锈钢及有色金属铝、铜等。现在是37页\一共有111页\编辑于星期四现在是38页\一共有111页\编辑于星期四3.3构件加工对于尺寸精度要求高的腹板、翼缘板、加劲板、支座支撑面和有技术要求的焊接坡口，需要对剪切或气割过的钢板边缘进行加工。3.3.1边缘加工边缘加工方法有：铲边、刨边、铣边和碳弧气刨边。现在是39页\一共有111页\编辑于星期四现在是40页\一共有111页\编辑于星期四3.3.2弯卷成型钢板卷曲是通过旋转辊轴对板料进行连续三点弯曲所形成的。钢板卷曲包括预弯、对中和卷曲三个过程。⑴钢板卷曲①预弯：钢板在卷板机上卷曲时，两端边缘总有卷不到的部份，即剩余直边。通过预弯消除剩余直边。②对中：为防止钢板在卷板机上卷曲时发生歪扭，应将钢板对中，使钢板的纵向中心线与滚筒轴线保持严格的平行。③卷曲：对中后，利用调节辊筒的位置使钢板发生初步的弯曲，然后来回滚动而卷曲。现在是41页\一共有111页\编辑于星期四现在是42页\一共有111页\编辑于星期四⑵型材弯曲①型钢弯曲：型钢弯曲时断面会发生畸变，弯曲半径越小，则畸变越大。应控制型钢的最小弯曲半径。构件的曲率半径较大，宜采用冷弯；构件的曲率半径较小，宜采用热弯；现在是43页\一共有111页\编辑于星期四②钢管弯曲：在自由状态下弯曲时截面会变形，外侧管壁会减薄，内侧管壁会增厚。弯制方法：管中加入填充物(砂)或穿入芯棒进行弯曲；或用滚轮和滑槽在管外进行弯曲。弯曲半径：≮管径的3.5倍(热弯)到4倍(冷弯)。现在是44页\一共有111页\编辑于星期四⑶折边把构件的边缘压弯成倾角或一定形状的操作过程称为折边。折边可提高构件的强度和刚度。弯曲折边利用折边机进行。现在是45页\一共有111页\编辑于星期四⑷制孔包括铆钉孔、螺栓孔，可钻可冲。钻孔用钻孔机进行，能用于钢板、型钢的孔加工；冲孔用冲孔机进行，一般只能在较薄的钢板、型钢上冲孔，且孔径一般≮钢材的厚度。施工现场的制孔可用电钻、风钻等加工。现在是46页\一共有111页\编辑于星期四3.4除锈、防腐与涂饰钢结构的防腐与涂饰包括普通涂料涂装和防火涂料涂装。涂装前，钢材表面应除锈。3.4.1钢材的除锈钢材除锈方法有：喷砂、抛丸、酸洗以及钢丝刷人工除锈、现场砂轮打磨等。抛丸除锈是最理想的除锈方式。现在是47页\一共有111页\编辑于星期四现在是48页\一共有111页\编辑于星期四3.4.2防腐与涂饰施涂的方法有刷涂法(油性基料的涂料)和喷涂法(快干性和挥发性强的涂料)。普通涂料的涂装遍数、涂层厚度应符合设计要求，钢材表面不应误涂、漏涂，涂层应均匀，无明显皱皮、流坠、针眼、气泡及脱皮和返锈等。防火涂料的涂层厚度应符合耐火极限的设计要求。现在是49页\一共有111页\编辑于星期四喷涂法进行涂装现在是50页\一共有111页\编辑于星期四钢构件的连接方法有焊接、紧固件连接(螺栓连接、射钉、自攻钉、拉铆钉)及铆接三种。四连接与拼装现在是51页\一共有111页\编辑于星期四现在是52页\一共有111页\编辑于星期四1、特点焊接

优点

FFF（1）不需要打孔

（2）不需要中间辅助连接件

（3）连接处强度高，密封性好

（1）连接处变脆，易产生裂纹

（2）连接件易发生变形

缺点一）、焊接现在是53页\一共有111页\编辑于星期四2、焊接方法电弧焊手工电弧焊自动埋弧焊半自动埋弧焊焊条焊丝、焊剂现在是54页\一共有111页\编辑于星期四3、焊接接头与坡口焊接前根据焊接部位的形状、尺寸、受力的不同，选择合适的接头类型。常见的接头型式有对接、搭接、丁字接和角接等。现在是55页\一共有111页\编辑于星期四为确保焊件能焊透，必须开一定形状的坡口。现在是56页\一共有111页\编辑于星期四手工电弧焊又称焊条电弧焊：是最普遍的熔化焊焊接方法，它是利用电弧产生的高温、高热量进行焊接的。⑴电焊机：主要有交流弧焊机、直流弧焊机。⑵焊条：焊条供手工电弧焊用，由焊芯和药皮组成。焊条的表示方法(如E4303、E5015)：“E”代表焊条，前两位“43”、“50”表示焊缝金属的抗拉强度等级(430、500N/mm2)，第三位数字代表焊接的位置，最后一位数表示适用电源种类及药皮类型。现在是57页\一共有111页\编辑于星期四现在是58页\一共有111页\编辑于星期四焊条的型号匹配于钢材的型号E43系列Q235钢材E50系列Q345钢材现在是59页\一共有111页\编辑于星期四现在是60页\一共有111页\编辑于星期四现在是61页\一共有111页\编辑于星期四二氧化碳气体保护焊现在是62页\一共有111页\编辑于星期四现在是63页\一共有111页\编辑于星期四现在是64页\一共有111页\编辑于星期四现在是65页\一共有111页\编辑于星期四现在是66页\一共有111页\编辑于星期四现在是67页\一共有111页\编辑于星期四现在是68页\一共有111页\编辑于星期四焊接施工质量验收要点现在是69页\一共有111页\编辑于星期四现在是70页\一共有111页\编辑于星期四现在是71页\一共有111页\编辑于星期四现在是72页\一共有111页\编辑于星期四现在是73页\一共有111页\编辑于星期四现在是74页\一共有111页\编辑于星期四现在是75页\一共有111页\编辑于星期四二）、普通螺栓连接FF（1）施工简单，拆装方便

（2）承载力较低

（3）费工一般用Q235钢材做成

一般用于次要的连接

材料性能等级4.6

现在是76页\一共有111页\编辑于星期四现在是77页\一共有111页\编辑于星期四三）、高强度螺栓连接1、与普通螺栓区别（1）材料不同Q235，材料性能等级4.6

普通螺栓高强螺栓性能等级8.8级10.9级45号钢、35号钢20MnTiB现在是78页\一共有111页\编辑于星期四（2）高强螺栓受力前，内有很大的预拉力P特制的扳手（3）高强螺栓受力前，接触面经过特殊处理FFP

P

P

P

现在是79页\一共有111页\编辑于星期四（4）传递剪力方式不同FFF普通螺栓V

Ff

高强螺栓现在是80页\一共有111页\编辑于星期四2、高强螺栓分类受剪时，摩擦力被克服摩擦型高强螺栓否则承压型高强螺栓常用（2）形状、材料、预拉力获得方式

大六角头高强度螺栓扭剪型高强度螺栓（1）按最终破坏方式现在是81页\一共有111页\编辑于星期四现在是82页\一共有111页\编辑于星期四现在是83页\一共有111页\编辑于星期四现在是84页\一共有111页\编辑于星期四大六角头高强度螺栓现在是85页\一共有111页\编辑于星期四扭剪型高强度螺栓现在是86页\一共有111页\编辑于星期四扭剪型高强度螺栓施工前施工后施工中现在是87页\一共有111页\编辑于星期四3、预拉力获得方法

大六角头高强度螺栓扭剪型高强度螺栓扭矩法转角法直接拧断卡头予置式扭矩扳手指示表式扭矩扳手现在是88页\一共有111页\编辑于星期四现在是89页\一共有111页\编辑于星期四现在是90页\一共有111页\编辑于星期四现在是91页\一共有111页\编辑于星期四现在是92页\一共有111页\编辑于星期四现在是93页\一共有111页\编辑于星期四指示表式扭矩扳手现在是94页\一共有111页\编辑于星期四予置式扭矩扳手现在是95页\一共有111页\编辑于星期四4、应用

由于承载力大，连接性能好，应用非常普遍

现在是96页\一共有111页\编辑于星期四现在是97页\一共有111页\编辑于星期四现在是98页\一共有111页\编辑于星期四四）、铆接工序多，复杂，费工，被淘汰FF现在是99页\一共有111页\编辑于星期四钢结构工程材料、设计、施工主要现行标准、规范一

材料标准

1

.

1

材质标准(14本)

1

.

碳素结构钢

GB/T700-2006

2

.

优质碳素结构钢

GB/T699-1999

3

.

低合金高强度结构钢

GB/T1591-2008

4

.

不锈钢热轧等边角钢

YB/T5309-2006

5．热轧H型钢和部分T型钢

GB/T11263-2010

6．焊接H型钢

YB

3301-2005

7．结构用高频焊接薄壁H型钢

JG/T

137-2007

8．结构用冷弯空心型钢尺寸、外形、重量及允许偏差GB/T6728-2002

9．通用冷弯开口型钢尺寸、外形、重量及允许偏差GB/T6723-2008

10

.

热轧型钢GB/T706-2008

11

.

冷弯型钢GB/T6725-2008

12

.

建筑用轻钢龙骨GB/T11981-2008

13

.

焊接结构用耐候钢GB/T

4172-2000

14

.

一般工程用铸造碳素钢GB/T

11352-2009现在是100页\一共有111页\编辑于星期四1．2板材标准（13本）

1．热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差GB/T709-2006

2

.

不锈钢热轧钢板和钢带GB/T4237-2007

3．碳素结构钢和低合金结构钢热轧钢带

GB/T3524-2005

4．碳素结构钢和低合金结构钢热轧薄钢板和钢带

GB/T912-2008

5．碳素结构钢和低合金结构钢热轧厚钢板和钢带

GB/T3274-2007

6．冷轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差GB/T708-2006

7．碳素结构钢冷轧钢带

GB/T716-1991

8．厚度方向性能钢板

GB/T5313-2010

9．彩色涂层钢板及钢带

GB/T12754-2006

10．彩色涂层钢板及钢带试验方法

GB/T13448-2006

11．建筑用压型钢板

GB/T

12755-2008

12．高层建筑结构用钢板

YB4104-2000

13

.

铝及铝合金压型板GB

T

6891-2006现在是101页\一共有111页\编辑于星期四1

.

3焊接材料标准（16本）

1

.电弧螺柱焊用圆柱头焊钉GB/T10433-2002

2

.储能焊用焊接螺柱GB/T902.3-2008

3

.手工焊用焊接螺柱GB/T902.1-2008

4

.电弧螺柱焊用焊接螺柱GB/T902.2-2010

5

.碳钢焊条GB/T5117-1995

6

.低合金钢焊条GB/T5118-19957

.熔化焊用钢丝GB/T14957-1994

8

.碳钢药芯焊丝GB/T10045-2001

9

.气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝GB/T8110-2008

10

.埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂GB/T5293-1999

11

.埋弧焊用低合金钢焊丝和焊剂GB/T12470-2003

12

.铸铁焊条及焊丝GB/T10044-2006

13

.堆焊焊条GB/T984-2001

14

.铝及铝合金焊丝GB/T10858-2008

15

.圆柱头焊钉GB

10433-1989

16

.无头焊钉GB

10432-1989

现在是102页\一共有111页\编辑于星期四1．4

管材标准（6本）

1．结构用无缝钢管GB/T8162-2008

2

.无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差GB/T17395-2008

3

.钢管的验收、包装、标志和质量证明书GB2102-2006

4

.结构用不锈钢无缝钢管GB/T14975-2002

5

.直缝电焊钢管GB/T13793-2008

6

.冷拔无缝异型钢管GB/T3094-20001

.

5连接标准（5本）

1

.钢结构用高强度大六角头螺栓GB/T1228-2006

2

.钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件GB1231-2006

3

.钢结构用高强度垫圈GB/T1230-2006

4

.钢网架螺栓球节点用高强度螺栓GB/T16939-1997

5.

钢网架螺栓球节点标准JGJ

75.1-91

1．6

其他标准（5本）

1．钢结构防火涂料应用技术规范

CECS24-1990

2

.

钢结构防火涂料GB14907-2002

3

.

涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB8923—88

4

.

焊接用二氧化碳HG/T

2537-1993

5．工业建筑防腐蚀设计规范GB

50046-2008现在是103页\一共有111页\编辑于星期四二

、设计标准、技术规范

2．1

通用标准（10本）

1．钢结构设计规范

GB50017-2003

2．冷弯薄壁型钢结构技术规范

GB50018-2002

3．建筑钢结构防火技术规范

CECS200-2006

4

.

建筑抗震设计规范GB50011-2001

5

.

建筑结构荷载规范GB50009—2001

6

.

工程测量规范GB50026-2007

7

.

工业企业噪声控制设计规范

[2007版]

GBJ

87-1985

8

.

施工现场临时用电安全技术规范JGJ46-2005

9

.

建筑施工安全检查标准JGJ59-1999

10

.

建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范JGJ128-2010

现在是104页\一共有111页\编辑于星期四2．2

高层钢结构标准（5本）

1．高层建筑钢结构设计规程

DG/TJ08-32-2008

2．高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程

CECS230-2008

3

.

高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010

4

.

高层建筑钢结构设计规程DG/TJ08-32-2008

5．高层民用建筑钢结构技术规程JGJ99-1998

2．3

空间钢结构标准（4本）

1．空间网格结构技术规程

JGJ7-2010

2．空间格构结构设计规程DG/TJ08-52-2004

3．涂装作业安全规程

有限空间作业安全技术要求

GB12942-2006

4．

膜结构技术规程CECS158-2004

2．4

轻型钢结构标准（4本）

1．门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102-2002

2．门式刚架轻型房屋钢构件

JG144-2002

3

.

门式刚架轻型房屋钢结构02（04）SG518-1

4．拱形波纹钢屋盖结构技术规程

CECS167-2004现在是105页\一共有111页\编辑于星期四2．5

组合结构标准（10本）

1．钢管混凝土结构设计与施工规程CECS28-1990

2

.

钢管结构技术规程CECS280-2010

3

.

钢管混凝土工程施工质量验收规范GB50628-2010

4

.

空心钢管混凝土结构技术规程CECS254-2009

5．矩形钢管混凝土结构技术规程CECS159-2004

6．钢管混凝土叠合柱结构技术规程

CECS188-2005

7．型钢混凝土组合结构技术规程

JGJ138-2001

8．钢骨混凝土结构技术规程

YB9082-2006

9

.

薄壁离心钢管混凝土结构技术规程DL/T5030-1996

10

.

钢-混凝土组合楼盖结构设计与施工规程YBJ238-1992现在是106页\一共有111页\编辑于星期四2．6

钢结构连接标准（6本）

1

.建筑钢结构焊接技术规程

JGJ81-2002

2

.钢结构高强度螺栓技术规程

JGJ82-2011

3

.工程建设施工现场焊接目视检验规范CECS71-1994

4

.焊接与切割安全GB9448-1999

5

.铝及铝合金焊接技术规程HGJ222-1992

6

.地脚螺栓GB/T799-1988

2．7

钢结构加固标准（2本）

1．钢结构加固技术规范

CECS77-1996

2

.钢结构检测评定与加固技术规程YB9257-1996三

、施工标准，验收、检测规范

3.1

通用标准（3本）

1．钢结构工程施工质量验收规范

GB50205-2001

2

.

塔桅钢结构工程施工质量验收规程CECS80-2006

3

.

钢熔化焊焊工技能评定GB/T15169-2003现在是107页\一共有111页\编辑于星期四3.2无损检测相关标准（19本）

1

.钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级GB/T11345-1989

2

.建筑安装工程金属熔化焊焊缝射线照相检测标准CECS70-