钢结构教案资料

钢结构制作与安装教案概述：钢结构的特点和应用(一)、钢结构的特点钢结构是用钢板、热扎型钢或冷加工成型得薄壁型钢制造而成的，和其他材料的结构相比，钢结构有如下一些特点。材料的强度高，塑性和韧性好；材质均匀，和力学计算得假定比较符合；钢结构制造简便，施工周期短；钢结构的质量轻；钢材耐腐蚀性差：防腐涂化；钢结构耐热不耐火：地面一般有防火涂层。(二)、钢结构的应用范围随着我国钢产量的增加，钢结构的应用范围不断增大。大跨度结构：长春体育场；重型厂房结构：精细厂房；受动力荷载影响的结构；可拆卸的结构，如建筑工地生活用房，临时性展览馆；高耸结构和高层建筑，如高压输电线路的塔架，广播和电视发射用的塔架和桅杆等，广州和上海的电视塔高度分别为200和205米，埃菲尔铁塔容器和其他构筑物、大型油罐、储罐、海上采油平台等；轻型钢结构。二、钢结构的发展高强度钢材的研制开发我国目前普遍采用的钢材有：Q235、Q345、Q390、Q420，第一种是普通碳素结构钢，后三种是低合金高强度结构钢。高强度螺栓应用35号钢、45号钢经热处理后制成8.8级螺栓，20MnTiB钢制成10.9级螺栓。钢结构的连接方式：焊接、螺栓连接三、施工方法及技术要求：1、审图、提材料计划2、施工顺序：刷面漆刷面漆交工验收材料验收除锈，刷底漆放样，号料，切割组装制孔边缘加工矫正和成型焊接及焊接检验运输基础及支撑面验收安装偏差检验焊接安装吊装3、施工方法3.1材料验收3.1.13.1.23.2除锈、刷底漆3.2.1所有钢结构使用的钢材均需机械除锈，且露出金属光泽，达到St33.2.23.2.33.2.4安装焊缝处应留30～503.2.53.3放样、号料和切割3.3.13.3.23.3.33.2.43.4.13.4.2矫正后的钢材表面不应有明显的凹面和损伤，划痕深度不得大于0.5mm3.5边缘加工3.5.1下料宜采用机械加工，气割或机械剪切的零件，需要进行边缘加工时，其刨削量不得小于2.0㎜。3.5.2边缘加工的允许偏差应符合下表的规定：项目允许偏差零件宽度、长度±1.0mm加工边直线度L/3000且不大于2mm相邻两边夹角±6'加工面垂直度0.025t且不大于0.5mm加工面表面粗糙度50▽3.6制孔3.6.1项目允许偏差直径+1.00.0圆度2.0垂直度0.03t且不大于2.0注：安装螺栓及高强螺栓孔径要求比螺栓直径大1.5㎜。3.6.2项目螺栓孔距允许偏差（㎜）≤500501～12001201～3000＞3000同组内任一两孔间距离±1.0±1.5--相邻两组的端孔间距离±1.5±2.0±2.5±3.03.6.33.6.43.6.53.7组装3.7.13.7.23.7.3项目允许偏差对口错边(Δ)t/10且不应大于3.0间隙(a)±1.0搭接长度(a)±5.0缝隙(Δ)1.5高度(h)±2.0垂直度(Δ)b/100且不大于3.0中心偏移(e)±2.0型钢错位连接处1.0其它处2.0箱型截面高度(h)±2.0宽度(b)±2.0垂直度(Δ)b/200且不大于3.03.7.4设计要求顶紧的节点为柱与柱、顶板、底板之间的节点，该顶紧接触面应有70%以上的面积紧贴，用0.3mm塞尺检查，其塞入面积应小于25%，边缘最大间隙不应大于3.8焊接和焊接检验：3.8.13.8.2根据设计要求3.8.33.8.43.8.53.8.6角焊缝转角处宜连续绕角施焊，起落弧点距焊缝端部宜大于103.8.7定位焊所采用的焊接材料型号应与正式焊接的焊接材料相同，焊缝厚度不宜超过设计焊缝的2/3，且不大于8mm，焊缝长度不宜小于3.8.83.8.9项目合格标准（二级）合格标准（三级）未焊满（指不足设计要求）≤0.2+0.02t且小于等于1.0≤0.2+0.04t且≤2.0每100.0mm焊缝内缺陷总长≤根部收缩≤0.2+0.02t且≤1.0≤0.2+0.04t且≤2.0长度不限咬边≤0.05t且小于等于0.5mm≤0.1t且≤1.0mm弧坑裂纹---允许存在个别长≤5.0mm电弧擦伤---允许存在个别电弧擦伤飞溅清除干净接头不良缺口深度小于等于0.05t且小于等于0.5缺口深度0.1t且≤1.0每100.0焊缝不应超过一处焊瘤不允许表面夹渣---深≤0.2t长≤0.5t且≤20.0表面气孔---每50.0mm长度焊缝内允许直径≤0.4t且≤3.03.8.103.8.113P2-33αTP2-33αTT≤12MMT>12MM3.8.13.9运输3.9.13.9.23.9.33.10基础和支撑面验收3.10.13.10.23.10.3项目允许偏差（mm）支撑面标高±3.0水平度L/1000地脚螺栓螺栓中心偏差5.0螺栓露出长度+30.00.0螺纹长度+30.00.03.10.4项目允许偏差柱角底座中心线对定位轴线的偏移5.0柱基准线标高+5.0-8.0弯曲矢高H/1200且不应大于15.0柱轴线垂直度单层柱H/1000柱全高35.03.11安装和校正3.11.13.11.23.11.33.11.43.11.53.11.3.11.73.11.3.11.93.11.3.11.113.11.12钢平台，钢梯和防护钢栏安装的允许偏差（mm项目允许偏差平台标高±15.0平台梁水平度L/1000且不应大于20.0平台支柱垂直度H/1000且不应大于15.0承重平台梁侧向弯曲L/1000且不应大于10.0承重平台梁垂直度h/250且不应大于15.0栏杆高度±15.0栏杆立柱间距±15.0直梯垂直度L/1000且不应大于15.04.塔类设备纲结构的施工方法有些情况现场条件不允许塔在安装之前将梯子、平台等结构安装完毕，这就涉及到在空中安装梯子、平台，通常为保证平台的安全施工，用吊车吊着吊筐，施工人员站在吊筐内，部分机具放于其上。然后随着吊筐的升起，人员到相应部位进行施工作业。适用于施工高度的情况。4．1施工吊筐的制作我方用75*75*5的角钢制作一个长宽高为2m*1.5m*1.2m的吊筐，吊筐四周用φ26的螺纹钢（间隔150mm）作护栏。筐底用δ=5mm的钢板作底面，并用四周与角钢焊接。在此吊筐的四个角用10mm厚的钢板作四个吊耳，用以挂钢丝绳。4．2钢丝绳的选用按此吊筐承载1吨计算每根绳索受力：(1/4)/0.707=0.354吨则绳子破断力：0.354*8=2.84吨目前现场所用绳索为6*37+1φ17.5抗拉强度为1550的钢丝绳其破断力为17.25吨。此绳安全可靠。4.3.安全技术措施4.3.14.3.24.3.34.3.44.3.54.3.64.3.74.3.84.3．9吊筐在正式使用前必须经过离地需100mm试吊20分钟，并加一定的晃动力，确认无事后方可使用。4.3．10作业时应有专人对高处作业人员进行监护，发现异常立即停止施工，及时商讨解决方法。4.3．11每次施工前一定要仔细检查钢丝绳的状态，确认其处于完好状态后方可使用。4.3.12为防止作业时吊筐被卡住，故在其下两侧各拴一根φ15下面举例说明一下各施工过程的具体方法：第一节钢结构制作安装过程1制作程序放样、画线 放样、画线 除锈喷漆平板矫正埋弧自动焊型钢矫正型钢组对直条切割型钢制孔成品出厂薄板拉直反变形措施焊道检验刨边磨边坡口处理质量检验2安装程序其它钢梁安装其它钢梁安装构件检验垫铁安装螺栓处理施工准备基础验收钢门架安装屋面支撑安装安装验收支撑体系安装第二节钢结构制作安装施工1.H钢预制1.1.材料验收1.1.11.1.21.11.11.11.2.下料1.2.1H钢的腹板及翼缘下料应采用手工气焊切割或自动气焊切割1.2.2自动气焊切割机1.2.3翼缘板的切割边缘用刨边机刨成平口，两边平行度和宽度偏差应控制在±1mm1.2.4采用手工电弧焊时，腹板的两个切割边缘均应刨成55－60度双面坡口，坡口钝边2mm；采用埋弧自动焊时将腹板两边刨成平口1.2.5对于出现变形的钢板应用平板机进行调平1.2.61.2.7下料后的钢板不直度不大于1/1000，且不大于6mm，超1.3.H钢组焊1.3.1H钢组焊应在特制的组焊平台上进行，组焊平台如1.3.21.3.3钢板下料钢板下料腹板、翼缘整平三板组对角焊缝焊接H钢翻身焊道背面清根背面焊接翼板调平侧弯调直锯头定尺钢板拼接1.3.4H钢角焊缝的电焊为焊缝高度的2/3，电焊长度40－50mm，电焊间距为300－400mm1.3.511234561234埋弧自动焊示意手工电弧逆向焊示意焊1.3.反变形焊接采用翼缘预先压弯的方法，压弯矢高通常采用模拟试验的方法确定，我们通常采用的压弯矢高为2－3mm。1.3.1.3.8对于翼缘板的矫正，腹板高度较小和翼缘窄的，不宜采用1.3.91.4.H钢的拼接1.4.1现场制作的H钢梁长度大于12m1.4.21.4.31.4.41.4.51.5.预制H钢的容许偏差1.5.1pppsBH1.5.2BHSP长度H≤400B>200B>200±3±222－31.6.焊接材料1.6.1钢号埋弧焊丝牌号焊剂牌号CO2焊丝焊剂类型Q235H08AHJ431H08Mn2Si中锰高锰焊剂H08AHJ430H08MnAHJ230低锰无锰焊剂1.6.2焊脚mm焊丝直径mm焊接电流A电弧电压V焊接速度m/min送丝速度m/min65600-70034-360.77-0.8384675-70034-360.331.835700-75034-360.420.83-0.92104725-75033-350.272.05750-80034-360.30.9-1.01.6.3手工电弧焊焊接Q235A1.6.4手工电弧焊采用4mm1.7.焊接工艺和焊接工艺评定1.7.11.7.21.7.32.钢结构预制2.1制作程序放样、画线 放样、画线 除锈喷漆平板矫正埋弧自动焊型钢矫正型钢组对直条切割型钢制孔成品出厂薄板拉直反变形措施焊道检验刨边磨边坡口处理质量检验2.2材料验收2.2.1必须具有符合设计要求的质量证明书；2.2.2材料规格整齐，无弯曲、变形损坏等现象；2.2.3使用前必须首先履行材料检验报批手续，否则禁止使用；2.2.4对钢材质量有疑义时，请示监理、质检部门按国家现行有关标准规定进行抽样检验。2.3制作方法及要点2.3.1材料的放样及切割2.3.1.1校对施工图并熟悉工艺要求;2.3.1.2确保材料规格、材质符合设计要求，并对图纸的重要节点尺寸放样，计算校核;2.3.1.3样杆尺寸偏差必须符合YB9254-95中的规定;2.3.1.4在施工现场铺设预制平台，在平台上进行钢结构的预制工作，对节点处连接板放样都用剪板机加工，不用气割，对于螺栓连接的，其螺栓都用钻孔形式，如结构为焊接形式，在焊缝两端设置引弧和引出板，对预制完毕的结构、涂装后，在构件上标注构件的原编号，并且对所预制的构件在安装前进行验收。2.3.1.5号料时根据工艺要求预留焊接收缩余量，切割和边缘加工余量;2.3.1.6切割可用机械和气割两种方法进行；板材δ≤12mm时用机械切割，其它均用气割；气割前将钢材切割区域表面的铁锈、污物等清除干净，气割后彻底清除熔渣和飞溅物，必要时使用砂轮打磨，保证切割件整洁；机械剪切的零件，剪切面应平整。机械有效纵向切割长度为13000mm，横向2400mm，切割速度10002.3.1.7切割后的钢板采用平板机进行矫正，厚板采用火焰矫正；矫正后的钢材表面无明显的凹痕和损伤。2.3.2制孔2.3.2.1制孔必须采用机械进行，绝对禁止气割开孔。2.3.2.2制孔后用磨光机清除孔边毛刺，并不得损伤母材。2.3.2.3H钢构件制孔a.采用摇臂钻和磁力钻进行加工，并采用钻模技术，以保证制孔精度。b.加工完毕的尺寸偏差应符合YB9254-95中的规定。c.制孔后用磨光机清除孔边毛刺，并不得损伤母材。2.4构件组装2.4.1钢门架组装前，零件、部件、应经检查合格；连接接触面和沿焊缝边缘每边30~50mm2.4.2组装时，结合运输吊装的实际情况，直接将H钢柱和H钢梁组装成一体。2.5涂装、编号2.5.1钢构件的除锈和涂装应在制作质量检查合格后进行。2.5.2构件表面的除锈方法与除锈等级应与设计采用的涂料相适应；涂料、涂装遍数、涂层厚及其它要求均应符合设计和产品说明书要求。2.5.3钢构件除锈完毕后在24小时内涂好第一道防锈底漆。安装焊缝处留出30—50mm2.5.4涂料使用前搅拌均匀，配好的涂料应当天用完，涂层厚度符合设计要求，均匀饱满,不得漏涂,表面不得起泡、脱皮和返锈,无明显皱皮、流坠等缺陷。2.5.5.涂装完毕后应在构件上标注构件的原编号。2.5.6H钢除锈涂装a.除锈前将钢材表面的毛刺、杂物和焊疤清除干净。b.钢构件除锈完毕后在24小时内涂好第一道防锈底漆。c.涂料使用前搅拌均匀，配好的涂料应当天用完，涂层厚度符合设计要求，均匀饱满,不得漏涂,表面不得起泡、脱皮和返锈,无明显皱皮、流坠等缺陷。d.构件涂装完毕后，按图纸进行编号，分类包装，堆放。3.钢结构安装3.1安装准备安装前，对钢构件的质量进行检查，对钢构件的变形要进行处理，钢门架安装后，用水准仪和经纬仪进行校正，固定。3.1.1设置钢构件的堆放场地,进行统一管理。3.1.2构件堆放场地应平整坚实,无水坑,并设置排水沟;在构件下部用木方垫实,保证构件不产生永久变形,不损伤涂层。3.1.3构件应按种类、型号、安装顺序分类堆放。3.1.4钢结构出厂前应提交钢构件的产品合格证,及所采用板材的质量证明或复验报告。3.1.5应提交焊接工艺报告,焊缝无损伤检验报告,高强螺栓合格证及摩擦面抗滑移系数报告。3.1.6提交钢门架及屋面檩条等的检验记录,钢架的预拼装记录,构件发运清单。3.1.7根据工程结构特点,确定构件的安装工艺过程;设计和制作吊具、卡具(卡具采用4吨/个的弹簧卡环);加工制作安装垫板。3.1.8吊装索具要防护,防止钢丝绳磨损,造成不安全隐患，损伤构件涂层。3.1.9基础的混凝土强度必须达到75%以上,并由土建单位给出标高基准点、行列轴线标志和测量资料。3.1.10在柱底板上表面,行方向设一个中线标志,列方向两侧各设一个。注意安装环境与制作环境的温度差，并检验温度差对构件尺寸的影响。3.1.11施工现场准备经纬仪两台、水准仪一台,随时配合构件安装。3.2安装程序其它钢梁安装其它钢梁安装构件检验垫铁安装螺栓处理施工准备基础验收钢门架安装屋面支撑安装安装验收支撑体系安装3.3安装方法3.3.1钢门架安装3.3.1.1采用2台液压汽车吊KATO.NK-250E-V在门架两端同时吊装,吊车幅度16米,臂杆长度20.5米。3.3.1.2索具选用钢丝绳，卡具采用弹簧卡环。3.3.1.3垫铁设置在靠近地脚螺栓的柱底板加筋板下,每根柱子设置四组，每组板不超过3层。垫板露出柱底板20ｍｍ，垫铁安装部位混凝土表面必须铲平，垫板与基础面的接触必须平整、紧密，柱子安装完毕后垫铁间用点焊固定。3.3.1.4使用成对斜垫板，重合长度不少于垫铁的2/3。垫铁尺寸为160ｍｍ×80ｍｍ。3.3.1.5垫铁允许偏差：顶面标高0.0到-3.0ｍｍ;位移20.0ｍｍ;水平度Ｌ/1000。3.3.1.6钢门架安装就位后,采用经纬仪进行钢门架行列轴线的垂直度校正,合格后进行地脚螺栓的紧固。3.3.1.7单一钢门架安装完毕后,对门架架设临时支撑,保证门架行列方向的稳定。3.3.2钢梁安装3.3.2.1排架结构水平系梁从设有垂直支撑的跨内开始安装。3.3.2.2钢架拼装a.把构件吊放在轴线对应位置，垫好、找平；b.将一根钢架的两个部分,连接板对好后，进行螺栓连接；c.螺栓连接前，摩擦接触面进行清理，并使用临时螺栓作为连接螺栓,位置校正后，进行高强螺栓的连接;d.螺栓紧固分为初拧、终拧两个步骤，初拧应使接触面达到接触紧密，无缝隙，初拧力矩为终拧的50％，使各螺栓受力均匀；终拧扭矩由高强螺栓厂家提供；e.紧固顺序由中心向外侧进行，螺栓要求对称连接，方向一致，便于安装；f.螺孔不得用火焰切割扩孔，只能用铰刀修整，不得在雨中安装螺栓。3.3.2.3钢架吊装a.采取液压汽车吊，因门架跨度30米、24米,因此采用双车抬吊索具选择：采用适当型号的钢丝绳。b.钢架支撑体系的安装一榀钢架安装完毕后，仍是不稳定结构，必须在行列方向加设缆绳进行临时固定，钢架吊装时应随吊装钢架随安装钢架的水平支撑和檩条，使钢架保证稳定。c.检验有垂直支撑的单元钢架的铅垂度,并以此为基准,向两侧顺序安装其他钢架和檩条。3.3.3屋面檩条的安装3.3.3.1.屋面檩条安装在钢架安装时同时进行,檩条采用槽型钢,在厂内预制开孔,现场螺栓连接。3.3.3.2檩条安装允许偏差:檩条间距±5.0mm,弯曲偏差10.0mm。4.钢结构吊装4.1基础验收4.1.14.1.24.1.34.1.44.1.54.1.64.2准备工作4.2.14.2.24.2.3准备安装垫铁，每组垫铁一般4.2.44.2.54.2.64.2.74.2.8准备对孔器，用以矫正螺栓孔。4.3钢柱吊装4.3.1钢柱的吊具：吊装钢柱在柱子上端安装吊耳，吊耳应经过计算，做法如图吊装索具如下图4.3.2钢架吊装4.3.3钢柱找正如下图：钢柱的找正利用柱子吊耳牵拉四根揽风绳进行找正。4.3.4钢梁安装卡具H型界面梁吊装采用梁夹钳，夹钳如下图：4.3.5钢梁从垂直支撑的跨间开始，安装钢梁和剪刀撑，安装两片钢架形成一个柱网格，开始安装联系梁，再向两侧延续。4.3.6安装钢架并穿入全部螺栓后开始钢架的找正，找正方法如下图：钢架找正用两个铰链在钢架中间跨对角将柱子在钢架平面内找正调直后将钢梁和垂直支撑的螺栓全部把紧到规定扭矩的50％。之后将同一片钢架内的所有柱子在钢架平面内调直并将全部螺栓把紧到规定扭矩的50％。用同样的方法将所有钢架全部找正调直，再沿着钢架联系梁的方向进行找正调直。4.3.7钢架全部安装完成之后，对钢架的总体垂直度进行找正调直，钢架找正调直后开始把紧螺栓，螺栓全部把到规定的扭矩后，需要进行第二次把紧，将松动的全部螺栓再次把紧到规定的扭矩。5.钢结构焊接5.1、焊接方法钢结构焊接，均采用手工电弧焊焊接，同时严格按设计要求进行；如设计无要求时，按相应规范标准要求进行。同时还须按方案中焊接过程卡要求的焊接程序和材料选用要求进行。组对点焊焊工必须持有本项目的焊接合格证；组对间隙必须符合过程卡要求。5.2．焊工焊工必须按国家规定进行考试，合格后才能从事合格项目范围内的焊接工作。焊接人员施焊过程中必须执行焊接方案、焊接过程卡及焊接工艺要领卡（开工前一个月编制完焊接方案、焊接过程卡、焊接工艺要领表）。焊接过程卡按工程进度进行下发签字。5.3焊接材料5.3.1焊接材料、焊条、焊丝必须具有出厂合格证。质量证明书应包括熔敷金属化学成分、机械性能。各项指标应符合GB-5117《碳钢焊条》及《焊条检验包装和标记》的有关规定，缺项部分应复验。复验合格后方可使用。5.3.2焊材的烘干使用制度焊材从库房领出后要妥善保管并经过严格烘干才能发放给焊工。保管焊条时，要按照材料的规定执行。存放地点要通风干燥，室内相对湿度不大于60%，温度不低于+5℃。焊条要放在格架上，离开地面和墙壁的距离不小于200mm。每堆体积不能过大。宽度不大于两排，高度不超过焊条的烘干条件按《JHJ-SY4/Q-03-84常见焊条的烘干条件》的规定执行。焊条的烘干数量要有计划，根据工程的进展情况，准备适量的焊条。5.4干燥箱、保温箱5.4.1要使用远红外线式焊条干燥箱和保温箱。干燥箱、保温箱由焊条烘干员负责保管。温度计要定期校验。箱内不得烘烤有碍焊条质量的物品。5.4.2在干燥焊条时，要经常打开通风孔并开动风扇，驱除潮气。焊条放进或取出时，干燥箱内温度不得超过200℃5.4.3保温箱存放焊条干燥之后，存放于保温箱内，要尽快使用完，保温箱温度始终保持在100-150°C，特殊情况下(停电、故障检修等)不