钢结构工程施工指导手册

1第一章钢结构体系简介 31.1.门式刚架轻钢结构体系 31.2.钢框架结构体系 41.3.钢（钢管混凝土）框架~混凝土核心筒结构体系 41.4.空间网格结构体系 51.5.钢结构常见识图术语 6第二章钢结构深化设计 72.1.深化设计概述 72.2.深化设计流程 82.3.深化、优化主要内容 92.4.主要连接节点 10第三章钢构件制造及运输 133.1.钢构件制造流程 133.2.钢构件排产、备料 133.3.钢材进出厂要求 143.4.钢构件运输要求 14第四章施工部署 154.1.施工部署原则 154.2.焊工工效分析 154.3.铆工工效分析 164.4.超高层伸臂桁架及环桁架安装时效分析 162第五章主要施工工艺 175.1.钢结构的安装 175.2.钢结构连接 485.3.钢结构涂装 715.4.钢结构常见检验试验内容 75第六章施工测量 786.1.基准点复核 786.2.平面控制网测量 786.3.高程控制网测量 796.4.网架结构测量 796.5.曲梁定位测量 80第七章安全绿色施工 827.1.安全作业防护 827.2.绿色环保 84第八章计算 86 868.2.钢构件吊装变形、大跨度网架、桁架应力验算 868.3.可移动吊车的支腿反力、楼板或顶板行走验算 863本手册为中国建筑第二工程局有限公司华东公司钢结构工程工艺指导手册，旨在公司员工了解钢结构深化加工流程，现场施工各项工艺流程、施工验收标准，提升公司钢结构工程的施工技术管理，特编制本手册。目前常见钢结构建筑有：单、多层厂房；多、高层民用建筑；超高层建筑；大跨度屋盖、楼盖公用建筑等，结构形式以网架、网壳、悬索、拱式、立体桁架为主。技术特点:承重结构采用变截面或等截面实腹刚架，围护系统采用轻型钢屋面和轻型外墙的单层钢结构体系，由承重骨架、檩条、墙梁、支撑、墙、屋面及保温芯材组成,具有受力简单、传力路径明确、构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点。适用范围:单层房屋，以单层工业厂房为主。门式刚架轻钢结构体系-示意图4技术特点:由钢梁、钢柱在施工现场通过连接而成的具有抗剪和抗弯能力的装配式钢结构体系，属于单重抗侧力结构体系。技术要求:钢梁和钢柱连接采用刚性节点或半刚性节点，节点可采用螺栓连接、焊接连接和栓焊混合连接，钢梁、钢柱标准化设计。2017、《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-2015、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2020的规定。适用范围:多高层民用建筑。技术特点:由钢(钢管混凝土)框架和混凝土核心简组合而成的高层钢结构建筑体系。其中，钢管混凝土框架由钢管混凝土柱和钢梁组成，属于混合结构体系。技术要求:其设计、制作、运输、安装、验收应符合《钢结构设计5《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2020的规定。钢管混凝土框架-混凝土核心筒体系的设计、制作、运输、安装、验收尚应符合《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010、《组合结构设计规范》JGJ138-2016的规定。适用范围:高层及超高层民用建筑。技术特点:按一定规律布置的杆件、构件通过节点连接而构成的空间结构，包括网架、曲面型网壳以及立体桁架等。技术要求:空间网格结构的杆件可采用圆(方、矩)形截面，节点可采用板式节点或球节点，球节点可采用螺栓球节点或焊接空心球节点，也可采用钢管相贯节点。分析时应根据结构形式、支座节点构造简化6结构设计标准》GB50017-2017、《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2020、《空间网格结构技术规程》JGJ7-2010的规定。40米跨度以下的网架)。1234567897钢结构深化设计也叫钢结构二次设计，为使深化设计简单高效，便于加工、制作、运输、现场安装，同时做到经济合理。在深化过程中应对原设计图纸充分理解，做到对构件截面组成、钢材牌号、钢材交货状态、焊缝及螺栓连接形式、节点构造、吊装分段、施工措施、表面处理等进行合理的设计。82.2.1深化设计流程2.2.2深化设计常用软件TeklaStructure、AutoCAD。9制钢管（直缝钢管、矩管）代替一体成型钢3、构件深化设计分段与备料时，需考虑中厚化相贯焊缝交叠位置，合理选择主管与次管相贯顺序3全熔透的焊缝，以工厂完成为原则，合理设置牛架弦杆与腹杆连接），使现场构件对接节点远离其它优化3、整合土建钢筋、机电管线开洞、设备所接 钢骨柱的主筋与钢骨梁的翼缘碰撞，且钢筋直径较大，不易用“双搭筋板”方案，在钢骨梁或搭筋板上设 接接机械连接套筒与梁纵筋连。由于套筒焊接过程中易产生接混凝土梁钢筋与劲性柱翼缘板边缘碰撞时，无法按接接核心筒结构墙体厚度较窄，内部钢筋密集时，导致筋密集安装套筒后，梁无法避开柱纵筋与套筒连接，接3.2.1特殊钢材的采购1、普通Q355B钢板，双定尺（长、宽）采购周期约为45天；2、Q420及以上的高强钢、板厚大于40mm、带Z向性能、有探伤等级要求等钢板采购周期约60天。3.2.2确认钢材材质后备料要求根据钢柱和钢梁的规格，拆分为板片，再根据板片的长宽组拼定宽和定长，如不能定长，可统一定长，最终在钢构件长度方向拼接。3.2.3产能及排产根据项目的焊接填充量大小，调配工厂焊工和铆工人数比例，正常排产提料备料常规考虑45-60天采购周期，一般普通构件加工制造2、钢材出厂：需持有出厂合格证、钢材见焊材送检合格报告、探伤单位出具的探伤报告或速报、每个检验批还应当付相应的检验批交工资料、送货清单。1、常规钢构件：长度一般不超17.5米、宽度不超3米、高度不2、超大钢构件：华东地区运输路线，高度不超3.5米（与桥洞有关宽度不超4.6米，长度根据运输路线确定；如果采用超低板车，高度不超4.5-5米，但宽度不能超宽，否则收费站无法通行。3、特殊超大钢构件的运输：提前规划全过程运输路线并进行实地勘察，实地复核沿途经过的立交桥、收费站、休息区、桥梁涵洞、路桥上方管廊及高压输配电网、信号灯及交通标识牌等车辆通过性、承受荷载（局部受限时，结合经济、安全、技术可行性，通过局部清可适当考虑通过水运为主、道路为辅，实地勘察沿线码头、江河桥梁通过性、码头装卸机械设备能力等。1、工程简介结构体系，钢结构安装最低、最高点高度，主要构件、组成，单构件最小、最大吊装重量，构件典型截面尺寸及材质，最大用钢量。2、技术准备钢结构施工详图深化设计及确定、焊接工艺评定试验、火焰切割工艺评定试验、涂装工艺评定试验等准备工作。3、平面布置主要进行现场临水、临电、临消，材料堆场、交通道路的规划，主要机械设备的吊装站位。4、施工方案选型及组织（1）钢结构安装方法、工艺的对比分析及选型；吊装设备的选型与分析（常用汽车吊、履带吊、塔吊）；钢结构安装顺序、分区及安装流程的分析与确定；（2）劳动力、进度计划、资源材料配置计划、大型机械设备配置计划的编制与进场组织。1、一个熟练的焊工8小时可完成20kg焊条的焊接量，焊缝类别为一级全熔透焊缝；2、焊缝类别：一级全熔透焊缝；30mm厚度钢板，1人/9小时焊接2.4延长米；40mm厚度钢板，1人/9小时焊接1.8延长米；50mm小时焊接1延长米；70mm厚度钢板，1人/9小时焊接0.8延长米。大型螺栓群节点的构件在高空原位安装难度系数较大，一般采用在地面组装，分片、分段或组装成整榀桁架吊装。5.1.1单层钢结构安装单层钢结构安装主要有钢柱安装、吊车梁安装、钢屋架安装等。装浆％，％，％，％，％，钢平台按总数抽查10%,％，12矢高f3412面弯曲5.1.2超高层钢结构安装栓装装123451234123456789寸123456架离-10.0/78±L/50009t/10,且不应大于3.0-1.0查离差1±L/2000023移456789度±±H/1000±30.05.1.3网架安装1根据网架结构平面投影在拼装地面23456/123装4球56789/5.1.4大跨度空间钢结构安装大跨度空间钢结构体系广泛用于：火车站候车大厅、机场候机楼屋盖、高层空中连廊、大型展厅（会展中心）屋盖结构、大型体育场馆等工程中，由于该类结构一般跨度大、结构尺寸大，考虑经济性和安全性一般采用整体提升、滑移安装工艺。提升面积、重量、高度不受限，特别适宜于在狭小空间或室内进行大吨位钢构件的提升（如武汉秀场、南京江北市民中心等）。滑移：适用于平面上尺寸统一，呈长条形，柱网较规则或曲率一致且高度不太高的结构，有效解决吊机臂长不足、起重量不足等问题（如长沙未来城A25项目大堂屋顶、合肥滨湖会展中心等）。（1）施工工艺流程图（2）施工工艺概述1提升结构单元整体提升前，先进行施工模拟对原结构的影响及加固、上下吊点受力分析、段受力分析及加固、抗倾覆验算、风荷载计算及234），5点67升8以调整后的各吊点高度为新的起始过程中，保持该姿态直至提升到设影响构件提升速度的因素主要有液压油管的长度及泵站的配置数量，根据测量结构若有需要进行单调点9％，），提升段或整体结构受温度、风荷载、自重变根据提升段及项目场地情况，可选择地面拼装提升支架结构用于放置提升器，并承受整个提升施工时，有时为了传递荷载及保证提升桁架类结构提升吊点通常有几种类型，桁架提升整体提升同步性控制尤为关键，一般采用三站仪人工测量，每提升一定距离进行提升高程监提前进行可提升风力等级计算，并通过提升位置设置风速仪等进行风速监测，一旦风力过大整体提升段结构的受力较大点进行应力应变监变形较大点进行变形监测，掌握结构在整体提升态，发现并报告可能出现的安全隐患，以便及（1）施工工艺流程图（2）施工工艺概述1滑移单元累积滑移过程中的受力分析，各种拼2置待滑移部位，下方地楼地面或利用原有柱间滑移轨道及滑移液压爬行器、泵源系统安装（2~3柱跨安装1套，具体根据滑移重量等分析顶推力需求计算并对3工45对第一单元滑移构件的安装、拼接67体滑移一89跨按照上述步骤依次进行构件单块拼装及整体每主单元支座两端用两个液压千斤顶抬（高度间抽出滑移轨道、限位装置。安装支座，下支座锚板上，调整结构竖直位置，结构应力变项滑移轨道设置一般设置在原有结构梁柱或支撑元的跨度，必要时应经过计算确定是否增加临时支撑等，尺寸均应根据滑移单元的结构、自液压顶推滑移系统主要由液压顶推器、液压算机同步控制系统组成。液压顶推滑移系统5.1.5网架施工关键控制点（1）在网架拼装前，提前确定吊装方式，进行施工模拟分析，确定起拱值；拼装胎架设置高度应考虑起拱影响；（2）除了考虑结构自重下挠，验算时还应考虑不同吊装方式带来的局部变形。2、焊接变形控制（1）针对工程特点，制订详细的焊接工艺及焊接顺序，以控制（2）网架焊接应在拼装单元整体拼装完成复测合格后进行，按照先焊中间节点，再向桁架两端节点扩散的焊接顺序，以避免由于焊接收缩向一端累积而引起的各节点间的尺寸误差。3、加强过程监控（1）确保测量工具合格、技术先进，使用方便；（2）对跨距、中心线及位移、标高、起拱度等主要尺寸进行精确测量，及时发现并纠正可能出现的位置偏差，确保整体拼装精度。在吊装、滑移、提升等施工过程中，存在局部杆件加强、增设临时杆件、局部杆件避让既有结构或设备等情况，导致网架就位过程受力与最终结构受力情况并不完全一致，甚至杆件受力反号，实际工程中往往会采取局部结构替换，以保证施工过程的结构安全。1、临时球临时杆提升施工时，提升器通常布置在最终竖向受力结构上，为避让提升设备或竖向受力结构，常在提升位置的设置临时球及临时杆。临时球通过临时杆与永久结构连接成整体，提升就位后在该位置嵌补施工，分级卸载完成受力转换。2、结构加固在吊装、滑移、提升施工过程中，易出现局部杆件拉压反号，常的处理方式，实际应用时，可据实灵活选择。特别注意地，任何结构的加固处理都应通过施工模拟分析，出具相应计算书，验算结果通过后才能实施。拼装完成后网架起吊脱胎，也是网架施工的关键控制点。1、脱胎前，应进行一次全面复测，对网架单元进行定位尺寸复核，满足要求后才允许进行吊装提升；2、正式脱胎前，应对网架与支撑胎架临时固定位置排查，确保网架与支撑胎架自由脱离；3、采用提升施工时，对提升器分级加载，使网架脱离胎架约100mm，停止提升，液压缸锁紧，网架保持100mm相对高差静置不少于12小时，期间检查网架结构、临时杆件、提升点位和提升支架等结构有无异常，复测施工模拟分析时变形较大处是否超过允许变形的限值。如有异常情况，立即放弃提升，并全面排查异常产生原因，复测复验满足要求后方可再次提升。大跨度钢结构卸载是钢结构施工中的重要环节，对结构施工安全有着重要影响。在卸载施工前，需建立支撑体系与结构体系的整体分析模型进行计算，根据过程计算结果调整卸载顺序，并最终确定卸载1、钢结构卸载施工的常见方法（1）切割卸载法2）螺旋千斤顶卸载法3）砂箱卸载法；（4）计算机电控液压千斤顶卸载法。2、卸载施工时应成立专门的领导、旁站管控小组，进行结构变形与关键杆件的应力监测，做到同步卸载、变形协调、分级循环，将支承承受的荷载逐步转换到结构体系之上。法结法法置5.1.6楼承板安装1差23板“公母扣合”，并采用自攻螺丝或点456表78筑堆积过高，导致压型钢板局部出现12运3装456筑5.2.1焊接焊接作业是钢结构质量管控的关键工艺，焊接前我们需满足现场以下需求：技术需求、焊接工艺评定需求、施工条件需求、作业队伍和管理人员需求、物资需求等。1234缝56缝78Jl1、现场焊接材料准备1234注：根据不用母材选择相适应材质焊材即可，但母材不同时，焊材应与较低强度母材匹配。2、现场焊接设备准备（1）焊接设备应符合相应的现行国家标准，安全防护装置齐全。（2）焊接电源必须有独立而容量足够的保护装置，如自动断路装置等。保护装置应能可靠地切断设备最大额定电流，以保证安全。（3）焊接设备的各接触点和连接件必须连接牢固，在运行中不松动和脱落。（4）焊接设备应有保护接地或保护接零线。保护接地或保护接零线中间不得有接头。（5）焊机应放置在干燥、通风良好的地方，并避免剧烈的振动和碰撞。焊机应保护良好的绝缘，经常清扫、保持干净。NB500-KRZX5-500KZX5-630K3、现场焊接作业条件现场焊接主要为高空安装焊接，焊接时需搭设焊接操作平台，焊接作业条件十分复杂，防风、防雨、确保安全的措施非常规可比。若工期较长可能会涉及冬期、雨季施工。焊缝预热、保温、防风、防雨等措施，是保证焊缝质量的关键。因此，焊接操作平台搭设也是焊接作业施工的重要部分。4、现场焊接文件准备（1）具备适应具体工程的焊接工艺评定。（2）焊接工艺评定库选出对应的焊接工艺评定，并制作焊接工艺卡印发项目部技术人员，如焊接工艺评定不能覆盖部分需在现场进（3）如果不能覆盖时，项目部应组织好需补做的焊接工艺评定的场地、材料、机具、及评定记录表格。焊接工艺评定在现场进行，邀请业主和监理参加。施焊过程中应作好各种参数的原始记录工作。（4）焊接完毕后要对试样进行标识，并经现场无损检测人员进行UT检验，合格后封存运送到检验单位。经检测单位检测合格后,根据试验结果出具检测结果作为焊接工艺评定报告的主要附件。（5）项目部整理编制完整的《焊接工艺评定报告》并报监理审批认可。《焊接工艺评定报告》批准后，技术部再根据焊接工艺报告制定详细的工艺流程、工艺措施、施工要点等编制焊接质量技术交底用于指导现场焊接作业，焊接前对每个施焊人员进行焊接施工质量技5、现场焊接作业人员准备从事焊接作业的人员，从工序负责人到作业班组长乃至具体操作的施焊人员和无损检测人员，都必须为持证人员和曾从事过类似工程施工的人员。辅助工也须通晓焊接作业平台的具体搭设方法、顺序和搭设所需的时间，从而做好焊前工作、过程辅助工首先从人员组织上杜绝安全、质量事故发生。焊工应具备相应的资格证书，其施焊范围不得超越资格证书的规焊接热处理人员应具备应具备相应的专业技术。用电加热设备加热时，其操作人员应经过专业培训。焊接热处理人员应按照相应的操作规程进行作业。焊接无损检测人员必须由专业机构考核合格，其资格证应在有效期内，无损检测人员根据检测等级应具备《无损检测人员资格鉴定与认证》GB/T9445中的对应等级资格要求。无损检测人员应按照设计文件及规范要求的探伤方法及标准，对受检部位进行探伤，并出具检焊接技术人员须接受过专门的焊接技术培训。钢结构焊接方法较多，现场施工中最常用的为二氧化碳气体保护焊、手工电弧焊、栓钉焊接。1231工艺评定试件应根据钢定。工艺评定试件确定生产发展所需要的工艺234置567/8/9250℃;需进行疲劳验算焊接工艺参数严格按照焊接工艺评定指导书中参数进行施工。焊接工艺评定根据《钢结构工程施工质量验收标准》（GB50205-2020）和《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）第六章“焊接工艺评定”的具体条文进行。进场后技术人员根据具体实际工程的设计文件、图纸规定的施工工艺和验收标准，结合工程的结构特点、节点形式、钢材类型、规格、采用的焊接方法、焊接位置等，制定所需的焊接工艺评定需求表，并提交至钢构加工、安装单位技术部门。制定焊接工艺卡，焊接前对每个施焊人员进行焊接施工质量技术交底。1、焊接顺序的选择遵循以下原则：（1）应使焊接变形和收缩量最小；（2）应使焊接过程中加热量平衡；（3）收缩量大的焊接部位先焊，收缩量小的焊接部位后焊；（4）尽量采用对称法。2、焊接变形对施工质量影响非常大，所以，焊接时应采取措施严格控制焊接变形。3、根据板的不同厚度采取相应的预热措施及层间温度控制措施。4、实施分段的多层多道焊，每焊完一道后应及时清理焊渣及表面飞溅，发现影响焊接质量的缺陷时，应清除后方可再焊。5、连续焊接时应控制焊接区母材温度，保证层间温度符合要求，遇有中断焊接作业的特殊情况，应采取保温措施，再次焊接时，应重新预热且应高于初始预热温度。6、焊接时严禁在焊缝以外的母材上打火引弧。7、焊后应认真清除焊缝表面飞溅、焊渣、焊缝不得有咬边、气孔、裂纹、焊瘤等缺陷和焊缝表面存在几何尺寸不符现象，不得因切割连接板、刨除垫板等工作而伤及母材，连接板、引入、引出板刨除后的表面应光滑平整。柱//123焊4焊5接612341、焊接材料应符合设计要求和《钢结构工程施工质量验收（GB50205-2020）、《钢结构焊接规范》（GB50661-2011）的规定，应检查质量证明书及烘焙记录；2、焊工必须经考试合格，检查焊工相应施焊条件的焊工证及考3、Ⅰ、Ⅱ级焊缝必须由有资质实验室按比例探伤检验(Ⅰ级100%、Ⅱ级20%），检测结果应符合设计要求和施工及验收规范的规定，并4、焊缝表面Ⅰ、Ⅱ级焊缝不得有裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑等缺陷。Ⅱ级焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑、裂纹、电弧擦伤等缺陷，且Ⅰ级焊缝不得有咬边、未焊满等缺陷。满整合（2）操作方法:打磨焊缝时用安装了不锈钢刷的直柄打磨机（3）技术要求:打磨出金属光泽,保证焊接区域无氧化（2）操作方法:使用安装了合金旋转锉的直磨机对焊磨（3）技术要求:焊缝接头的打磨要求外形与焊缝余高一致（2）操作方法:先用角磨机和百叶片沿焊循序渐进,使焊缝磨平,母材的被去除量不超过0.2mm（3）技术要求:焊缝高度与母材在同一水平面上,被打磨表材,母材的被去除量不超过母材厚度5%为5.2.2紧固连接121234512表-4大六角高强度螺/12341234567891、高强度螺栓连接，在施工前应对连接副进行检验和复试，检测合格后方可进行安装施工。2、对于每一个连接接头，应先采用临时螺栓或者冲钉进行定位，防止损伤螺纹，在每个节点上穿入的安装螺栓和冲钉数量，应根据安装过程所承受的荷载计算确定，并应符合下列规定:（1）不应少于安装孔总数的1/3。（2）临时安装螺栓不应少于2个。（3）冲钉穿入数量不宜多于安装螺栓数量的30%。（4）不得用高强度螺栓兼做安装螺栓。1钢丝刷主要用于摩擦面浮锈等清理，当清理未2接头处有翘曲、变形必须校正处理，接触面3定），45671表盘式定扭矩电动扳手作为施工主要机具，矩值进行螺栓拧紧操作，使用前需先用扭矩测钢丝刷主要用于摩擦面浮锈等清理，当清理未2接头处有翘曲、变形必须校正处理，接触面3定456从栓群中心向四周扩散方向进行，初拧时应做），），7露丝扣是否满足规范要求2~3个丝扣85.3.1防腐涂装12锈34HG/T4566-HG/T3668-5漆6面漆高温时不得约束超薄耐人工加速老化不低于78/123则45.3.2防火涂装钢结构防火涂料按物理厚度可分为薄型（超薄型）和厚型;按防火机理可分为膨胀型和非膨胀型。厚型（非膨胀型）防火涂料常常出现空鼓、开裂、脱落等严重质量问题，且施工工序复杂、工期长、经济性较差。工程选材建议尽量避免采用厚型（非膨胀型）防火涂料，除有特殊要求外如设计指定采用厚型（非膨胀型）防火涂料可与之沟通变更为具有同等耐火性能的薄型（膨胀型）防火涂料等其他产品。12>2mm且≤7mm3>7mm且≤50mm防火涂料涂层厚度需按照报告要求，分2~3层涂装完成。1、厚型（非膨胀型）防火涂料施工常用方法：（1）搅拌出来的防火涂料在1小时内全部用完；（2）每次涂抹防火涂料的厚度控制在5～10mm以内；（3）第一次涂抹防火涂料与第二次涂抹防火涂料在前一道涂层基本本干燥后，在施涂后一道，间隔时间为12小时（气温20℃时）根据环境温湿度不同其间隔时间作相应的调整；（4）抹涂最后一层防火涂料时挂纤维网，要求无明显凹凸，表面平整1m平整误差不大于0.5㎝；（5）每层防火涂料涂抹后，及时测量涂层厚度，确保防火涂料涂层厚度和质量；（6）待防火涂料干燥后，在防火涂料表面进行刮腻子平整处理，每遍腻子1-2mm，待腻子干燥后再进行打磨，打磨平整后方可涂刷面漆。（重涂间隔：根据气候条件，每次间隔12-24小时涂刷一遍。）2、薄型、超薄型（膨胀型）防火涂料常用施工方法：（1）由于防火涂料一般较粗糙，宜采用自重式喷枪，配自动调压0.4-0.6Mpa；局部修补和小面积施工，可用刷涂、喷涂或滚涂，用其中一种或多种方法方便地施工。如人工涂刷，涂刷道数应增加。（2）喷涂时每遍厚度不超过0.5mm，晴朗天气情况下，每间隔8小时