006钢结构工程ppt课件

1、第六章 钢结构工程,本章主要内容： 钢结构房屋的特点 钢结构构件的加工 结构安装方法 网架结构施工,钢材分类,钢材按化学成分分类 碳素钢：碳素钢的化学成分主要是铁，其次是碳，故也称铁碳合金。低碳钢(含碳质量分数小于0.25)、中碳钢(含碳质量分数为0.250.60)和高碳钢(含碳质量分数大于0.60)三种。 合金钢：是指在炼钢过程中，有意识地加入一种或多种能改善钢材性能的合金元素而制得的钢种。常用合金元素有：硅、锰、钛、钒、铌、铬等。,碳素结构钢,按国家标准GB70088规定，我国碳素结构钢分五个牌号，即Q195，Q215，Q235，Q255和Q275。 碳素结构钢的牌号：字母Q数字表示屈服点

2、的数值(MPa)、质量等级符号(A，B，C，D)、脱氧程度符号(F，B，Z，TZ)。 例如Q235AF，它表示：屈服点为235 MPa的平炉或氧气转炉冶炼的A级沸腾碳素结构钢。 当为镇静钢或特殊镇静钢时，则牌号表示中“Z”与“TZ”符号可予以省略。,钢结构构件的截面形式,为了提高构件的截面惯性矩，常用的截面形式有： 普通工字钢、轻型工字钢、双点工字钢 普通槽钢、轻型槽钢 等边角钢、不等边角钢 圆钢管、方钢管 T形钢,钢结构房屋,轻型门式刚架房屋 轻型门式刚架、轻钢结构框架等 重型钢结构厂房 单层刚(框)架、多层刚架等 大跨度钢结构结构房屋 网架结构、网壳结构等 钢结构住宅,轻型门式刚架结构的优

3、点,结构构件的横截面尺寸较小，可以有效地利用建筑空间，降低房屋的高度，建筑造型美观。 门式刚架的刚度较好，自重轻，横梁与柱可以组装，为制作、运输、安装提供了有利条件。 屋面刚架用钢量仅为普通钢屋架用钢量的1/5-1/10，是一种经济可靠的结构形式。,正在建设的门式刚架工程,轻钢结构工业厂房,主体结构轻钢结构框架体系楼面板采用钢混凝土组合楼板,门式刚架结构技术特点,门式刚架屋面体系的整体性可以依靠檩条、隅撑来保证，从而减少了屋盖支撑的数量，同时支撑多用张紧的圆钢做成，很轻便。 门式刚架的梁、柱多采用变截面杆件，可以节省材料。 组成构件的杆件较薄，对制作、涂装、运输、安装的要求高。 构件的抗弯刚度

4、、抗扭刚度比较小，结构的整体刚度也比较柔。,建筑屋面、墙面和楼板,建筑屋面、墙面和楼板常用压型钢板 压型钢板是将薄钢板(彩色薄钢板）经辊压冷弯成V型、U型、W型等类似形状。 压型钢板按波高分高波板、中波板和低波板三种板型。屋面宜采用波高和波距较大的压型钢板，墙角宜选用波高和波距较小的压型钢板。,彩色钢卷板,彩色压型钢板的构成,由基材、镀层和涂层三部分组成 基材：由板厚度为0.5mm2.0mm的薄钢板经冷轧或冲压成型。 镀层：热镀锌、热镀锌铝合金、热镀铝和热镀锌等。 涂层：聚脂涂料、有机硅改性聚脂涂料等。 一般压型钢板使用期限在8-15年左右。,压型钢板的表示方法,压型钢板板型的表示方法为：YX

5、波高波距有效覆盖宽度。 如YX15-380-760即表示： 波高为15mm、波距为380mm、板的有效覆盖宽度为760mm的板型； 压型钢板的厚度需另外注明。,压型钢板外墙板,重型厂房的组成,柱、屋架、吊车梁、天窗架、支撑。,格构柱,吊车梁,吊车梁,平行布置预应力双层索系,鸟巢,钢结构住宅,钢结构住宅:别墅,正在施工的钢结构框架,钢结构住宅的优点,抗震性能优于混凝土结构：钢材具有良好的延性，地震时不仅能减弱地震反应，而且具有抵抗强烈地震变形的能力。 自重轻，降低基础造价：钢结构自重约为砼结构的1/21/3，钢结构全部重力荷载约为砼结构的2/3。 可增大使用面积：钢结构的柱截面小于砼结构的柱截面

6、，可增加使用面积3%5%。 施工周期短：钢构件可在工厂制作，现场安装，因此，其施工周期比砼结构缩短3050%。 环保型建筑：可再生利用，施工现场湿作业少，噪音低。,钢结构安装流程,安装工艺流程： 场地三通一平构件进场吊机进场屋面梁(楼层梁)安装檩条支撑系杆安装涂料工程屋面系统安装零星构件安装装饰工程施工收尾拆除施工设备交工。,原材料的检查,检查钢材质量证明书和复试报告。 划线前，材料的弯曲和变形应予以矫正。 用钢卷尺、卡尺检查型号、规格。,放样、号料,放样划线时，应清楚标明装配标记、螺孔标注、加强板的位置方向、倾斜标记及中心线、基准线和检验线，必要时制作样板。 注意预留制作，安装时的焊接收缩余

7、量；切割、刨边和铣加工余量；安装预留尺寸要求。 质量检验方法：用钢尺检测。,放样和样板的允许偏差,放样和样板的允许偏差 平行线距离和分段尺寸 0.5mm 对角线差 1.0mm 宽度、长度 0.5mm 孔距 0.5mm 加工样板角度 20 号料的允许偏差 外形尺寸 1.0 孔距 0.5,下料,钢板下料采用数控多头切割机下料，但下料前应将切割表面的铁锈、污物清除干净，以保持切割件的干净和平整，切割后应清除溶渣和飞溅物，操作人员熟练掌握机械设备使用方法和操作规程调整设备最佳参数的最佳值。 钢材剪切面或切割面应无裂纹、夹渣和分层。 质量检验方法：目测或用放大镜、钢尺检查。,切割的允许偏差值（mm）,零

8、件宽度、长度 3.0 边缘缺棱 10 型钢端部垂直度 20,组立、成型,钢材在组立前应矫正其变形，并达到符合控制偏差范围内，接触毛面应无毛刺、污物和杂物，以保证构件的组装紧密结合，符合质量标准。 组立时应有适量的工具和设备，如直角钢尺，以保证组立后有足够的精度。,组立的允许偏差,焊接钢梁 高 度 2.0 中心偏移 2.0 垂直度（） b/100且不大于2.0,焊接型钢允许偏差,截面高度（h） h500 2.0 500h1000 3.0 h1000 4.0 截面宽度（b） 3.0 腹板中心偏移 2.0 翼缘板垂直度（） b/100 3.0 弯曲矢高 l/100 5.0 扭曲 h/250 5.0

9、腹板局部平面度（f） t14 3.0 t14 2.0,制孔,螺栓孔允许偏差表（mm） 直 径 1.0，周 度 2.0，垂 直 度 0.3t且不大于2.0 螺栓孔距的允许偏差表 500 5011200 12003000 3000 同一组内任意孔间距离 10 15 相邻两组的端孔的距离 15 20 25 30 质量检验方法： 用直尺、钢尺、卡尺和目测检查。,端头切割,焊接型钢柱梁完成，其端部应进行平头切割，所用设备为端头铣床 端部铣平的允许误差见下表： 两端铣平时构件长度 20 两端铣平时零件长度 05 铣平面的平面度 03,除锈,除锈采用专用除锈设备，进行抛射除锈可以提高钢材的疲劳强度和抗腐能力

10、。对钢材表面硬度也有不同程度的提高，有利于漆膜的附和不需增加外加的涂层厚度。除锈使用的磨料必须符合质量标准和工艺要求，施工环境相对湿度不应大于85。 经除锈后的钢材表面，用毛刷等工具清扫干净，才能进行下道工序，除锈合格后的钢材表面，如在涂底漆前已返锈，需重新除锈。,油漆,钢材除锈经检查合格后，在表面涂完第一道底漆，一般在除锈完成后，存放在厂房内，可在24小时内涂完底漆。 存放在厂房外，则应在当班漆完底漆。 油漆应按设计要求配套使用，第一遍底漆干燥后，再进行中间漆和面漆的涂刷，保证涂层厚变达到设计要求。 油漆在涂刷过程中应均匀，不流坠。,包装与运输,构件编号在包装前，将各种符号转换成设计图面所规

11、定的构件编号，并用笔（油漆）或粘贴纸标注于构件的规定部位，以便包装时识别。 在搬运过程中注意对构件和涂层的保护，对易碰撞的部位应提供适当的保护。 搬运后的构件如发生变形损坏，应及时进行修补，以确保发运前构件完好无损。,验收,钢构件出厂应提交以下资料： 产品合格证 钢材、连接材料和涂料的质量证明书或试验报告。 焊缝检测记录资料 涂层检测资料 主要构件验收记录 构件发运清单资料,钢柱安装,吊装前首先确定构件吊点位置，确定绑扎方法，吊装时做好防护措施。 钢柱起吊后，当柱脚距地脚螺栓约30-40CM时扶正，使柱脚的安装孔对准螺栓，缓慢落钩就位。 经过初校待垂直偏差在20MM内，拧紧螺栓，临时固定即可脱

12、钩。 钢柱校正：钢柱垂直度校正用经纬仪或吊线锤检验，当有偏差时采用千斤顶进行校正，标高校正用千斤顶将底座少许抬高，然后增减垫板厚度，柱脚校正无误后立即紧固地脚螺栓，待钢柱整体校正无误后在柱脚底板下浇注细石混凝土固定。,刚接柱脚工程实例,加劲板,地脚螺栓,柱脚螺栓的施工,复核柱脚定位轴线，埋设地脚螺栓。 为保证地脚螺栓的定位准确，将地脚螺栓用钢模板孔套进行定位固定，并进行反复校核无误后方能进行混凝土的浇注施工。 地脚螺栓露出地面的部分用塑料布进行包裹保护。,钢梁吊装,在柱子复核完成后进行，钢梁吊装时采用两点对称绑扎起吊就位安装。 钢梁起吊后距柱基准面100MM时徐徐慢就位，待钢梁吊装就位后进行对

13、接调整校正，然后固定连接。 钢梁吊装时随吊随用经纬仪校正，有偏差随时纠正 。 钢梁校正 ：校正采用千斤顶和倒链进行，校正后立即进行固定。,刚接连接,半刚性连接,框架梁柱节点,铰接,刚接,墙面檩条安装,檩条截面较小，重量较轻，采用一钩多吊或成片吊装的方法吊装。 檩条的校正主要是间距尺寸及自身平直度。 间距检查用样杆顺着檩条杆件之间来回移动，如有误差，放松或拧紧螺栓进行校正。 平直度用拉线和钢尺检查校正，最后用螺栓固定。,墙面压型彩板安装,压型彩板施工工序： 墙板安装按檩条位置从一端开始进行，板与板之间必须咬紧，再用螺钉固定，墙板接缝处做好防水处理。 压型钢板安装时，应边铺设边调整其位置，边固定。

14、,楼面承压板安装,压型钢板沿楼面的一端开始铺设，边铺设边调整其位置，边固定。 遇有洞口处，先安装压型钢板，然后根据实际洞口位置切割洞口大小尺寸。 栓钉是楼面梁同钢筋混凝土楼板起组合连接作用的连接件。 焊接方法：接通焊机焊枪电源，柱状栓钉套在焊枪上，启动焊枪，电流即熔断，座圈则产生弧光，经短时间后柱状栓钉以一定速度顶紧母材端部熔化，切断电源柱状栓钉焊接完成固定在母材上。,抗剪栓钉的布置,抗剪栓钉,屋面系统安装工艺流程,屋面系统安装工艺流程： 准备工作屋面大梁安装校正屋面檀条压杆支撑安装固定天沟安装雨排水管道安装固定。 屋面梁连接程序： 对接调整安装螺栓固定安装高强螺栓高强螺栓初拧高强螺栓终拧密封

15、。,网 架 结 构,网架结构形式 正放四角锥 矩形四角锥 正放抽空四角锥 斜放四角锥 三角锥 抽空三角锥 网架筒体 球壳,正放四角锥 矩形四角锥,正放抽空四角锥 斜放四角锥,三角锥 抽空三角锥,网架筒体,球壳,网架结构的运用,展览馆雨蓬网架,展览馆主体网架,圆顶球体网架,球节点,节点与杆件制作,焊接钢板节点 制作时先按图纸用硬纸剪成足尺样板，并在样板上标出杆件及螺栓中心线，钢板即以样板下料，平面尺寸允许偏差为2mm，板厚为0.5 mm。制作时，钢板之间先按设计图纸要求角度进行定位点焊，然后以角尺及样板为标准，用锤轻击逐渐校正，要求夹角偏差20，用标准角规检查合格后进行全面施焊。,焊接球节点,首

16、先下料，然后将板坯均匀加热至约800，呈略淡的枣红色；在漏膜中进行热压，压成半球形。 半球剖口时不留痕，以免焊透，当有加劲肋时，为便于定位，容许车不大于1.5mm的凸台，但焊接时必须熔掉。球节点的焊缝要求与母材等强，可略低球体0.5mm，但不宜凸起。拼装时内力较大的杆件应骑焊接连接。,要求,成品球的直径必须准确，当设计直径不大于300 mm时，允许偏差1.5 mm；大于300mm时，为2.5 mm。 成品球还应在最大错边处，测量其错边量，最大错边量应不大于1mm。 成品球的强度是材质和制造技术的综合反映，因此有必要进行抽检。受拉与受压球力学性状是不同的，受拉球表现以强度破坏，而受压球则以失稳破

17、坏为主要特征。,螺栓球节点,首先将坯料加热后膜锻成球坯，进行正火处理，毛坯直径的允许偏差值为：当直径110mm时，偏差为+2mm，1mm；当直径110mm时，偏差为+3mm，1.5mm。 对螺栓球节点也应进行强度试验，主要检验螺孔的抗拉强度。制造厂应进行定期抽样检查，以控制本厂产品质量。,空心球,焊接空心球,柱形节点,板式节点,板式节点,钢管桶形节点,杆件,对于角钢杆件，由于多为贴角焊缝，焊缝长度易调节，故下料长度允许偏差可放宽为2mm；对于钢管杆件，杆长(包括封板、锥头等在内)允许偏差为1 mm。杆件端面与杆轴线必须垂直，其允许偏差为0.5r。 螺栓球节点网架杆件与节点间容易出现缝隙(特别是

18、拉杆部位)，因此，空气中水汽容易侵入，钢管的防腐处理及安装后对接缝处的填嵌工作很重要。建议在焊接前对钢管进行酸洗磷化处理。,网架结构的施工原则,(1)合理分割是即把网架根据实际情况合理地分割成各种单元体，使其经济地拼成整个网架。有下列几种方案：即直接由单根杆件、单个节点总拼成网架；由小拼单元总拼成网架；由小拼单元中拼单元总拼成网架。 (2)尽可能多地争取在工厂或预制场地焊接，尽量减少高空作业量。因为这样可以充分利用起重设备将网架单元翻身而能较多地进行平焊。 (3)节点尽量不单独在高空就位，而是和杆件连接在一起拼装，在高空仅安装杆件。,小拼单元,划分小拼单元时，应考虑网架结构的类型及施工方案等条

19、件。 小拼单元一般可划分为平面桁架型或锥体型两种。划分时应作方案比较以确定最优者。,总拼顺序,为保证网架在总拼过程中具有较少的焊接应力和便于调整尺寸，合理的总拼顺序应该是从中间向两边或从中间向四周发展，它具有三个优点： (1)可减少一半的累计偏差； (2)保持一个自由收缩边，可大大减少焊接收缩应力； (3)向外扩展边便于铆工随时调整尺寸。,网架安装:高空散装法,利用起重机把杆件和节点，或拼装单元吊至设计位置，在支架上进行拼装的施工方法。高空拼装法的特点是网架在设计标高处一次拼装完成，但拼装支架用量较大，且高空作业多。,上海银河宾馆多功能大厅 (a) 平面图 （b）剖面图 1网架 2拼装支架,工艺特点,高空散装法分全支架法(即搭设满堂脚手架)和悬挑