1、第6章 钢结构工程钢结构工程是以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。 钢结构是现代建筑工程中较普通的结构形式之一。我国是最早用铁制造承重结构的国家，远在秦始皇时代(公元前246-219年)，就已经用铁做简单的承重结构， 而西方国家在17世纪才开始使用金属承重结构。公元3-6世纪， 聪明勤劳的我国人民就用铁链修建铁索悬桥，著名的四川泸定大渡河铁索桥，云南的元江桥和贵州的盘江桥等都是我国早期铁体承重结构的例子。,单层厂房钢结构体系 “鸟巢”的钢结构造型,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
2、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,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。,钢 带 工字钢,钢 板 槽钢及角钢 钢 管,述,钢材的进场验收, 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； 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。 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。 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、
3、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。,6.1 钢结构的加工,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。,箱型柱 吊车梁,钢管柱,钢桁架,格构式管柱,H型钢,C型钢,Z型钢,蜂窝梁,钢楼承板,彩色压型钢板,自然通风器,预埋锚栓,轻钢结构的构件,6.1.1放样和号料 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 放样工作内容 放样的内容包括：核对图纸的安装尺寸和孔距；以1：1
4、的大样放出节点；核对各部分的尺寸；制作样板和样杆作为下料、弯制、铣、刨、制孔等加工的依据。,6.1.2 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 号料工作的内容 号料的工作内容包括：检查核对材料；在材料上划出切割、铣、刨、弯曲、钻孔等加工位置；打冲孔；标出零件编号等。 钢材如有较大弯曲等问题时应先矫正，根据配料表和样板进行套裁，尽可能节约材料。当工艺有规定时，应按规定的方向进行取料，号料应有利于切割和保证零件质量。,放样号料用工具 放样号料用工具及设备有：划针、冲子、手锤、粉线、弯尺、直尺、钢卷尺、大钢卷尺、剪子、小型剪板机、折弯机。 用作计量长度的钢盘
5、尺，必须经授权的计量单位计量，且附有偏差卡片，使用时按偏差卡片的记录数值核对其误差数。 结构制作、安装、验收及土建施工用的量具，必须用同一标准进行鉴定，且应具有相同的精度要求。,放样号料应注意的问题 (1)放样时，铣、刨的工作要考虑加工余量，焊接构件要按工艺要求放出焊接收缩量，高层钢结构的框架柱尚应预留弹性压缩量； (2)号料时要根据切割方法留出适当的切割余量； (3)如果图纸要求桁架起拱，放样时上、下弦应同时起拱，起拱后垂直杆的方向仍然垂直于水平线，而不与下弧杆垂直； (4)样板、号料的允许偏差满足要求。,6.1.3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
6、：气割、机械剪切和等离子切割三种方法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。,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。,气割下料 CNC电脑切割生产线,直线气割机,6.1.4 边缘与端部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
7、钢板边缘进行加工。,边缘加工方法有：铲边、刨边、铣边和碳弧气刨边。,钢板铣边机 端面铣 滚剪倒角(坡口)机,6.1.5 弯制成型型钢冷弯曲的工艺方法有滚圆机滚弯、压力机压弯、还有顶弯、拉弯等，先按型材的截面形状，材质规格及弯曲半径制作相应的胎模，经试弯符合要求方准加工。钢结构零件、部件在冷矫正和冷弯曲时，最小弯曲率半径和最大弯曲矢高应符合验收规范耍求。6.1.6 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。,6.1.7 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
8、钢板、型钢上冲孔，且孔径一般小于钢材的厚度。施工现场的制孔可用电钻、风钻等加工。6.1.8 矫正钢材在存放、运输、吊运和加工成型过程中会变形,必须对不符合技术标准的钢材、构件进行矫正。钢结构的矫正，是通过外力或加热作用迫使钢材反变形，使钢材或构件达到技术标准要求的平直或几何形状 矫正的方法：火焰矫正(亦称热矫正)、机械矫正和手工矫正(亦称冷矫正,6.1.9 组装 受运输、吊装等条件的限制，钢构件可按部件组装、构件组装后出厂，对于复杂构件为验证其安装质量，还要进行工厂预拼装。除管结构为立体预拼装，并可设卡、夹具外，其它结构一般均为平面拼装，且构件应处于自由状态，不得强行固定,6.2 钢结构的连接
9、钢柱间的连接常采用坡口焊连接；主梁与钢柱的连接一般翼缘用坡口焊连接，腹板用高强螺栓连接；次梁与主梁的连接基本上是在腹板处用高强螺栓连接，少量再在翼缘处用坡口焊连接6.2.1 焊接施工1.焊接接头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,2.焊接前的准备包括坡口制备、焊口清理、焊条烘干、预热、预变形及高强度钢切割表面探伤等。3.焊接施工（1）引弧与熄弧（2）运条方法（3）完工后的处理4.焊接工艺参数（1）焊条直径（2）焊接电流（3）焊接层数,6.2.2 螺栓施工1.普通螺栓连接要求： 螺栓头和螺母的下面应放置平垫圈。螺母下面的垫圈
10、不应多于2个，螺栓头部下面的垫圈不应多于1个。 螺栓头和螺母应与结构构件的表面及垫圈密贴。 倾斜面的螺栓连接，放置斜垫片垫平。 动荷载或重要部位的螺栓，应放置弹簧垫圈。 螺栓伸出螺母的长度应不小于两个完整螺纹的长度。,2 高强螺栓连接 高强螺栓的种类和用途高强螺栓就是高强度的螺栓，是一种标准件。是继铆接连接后的新型钢结构连接形式，是目前钢结构连接的主要手段。高强螺栓从外形上可分为扭剪型高强螺栓和大六角头高强螺栓。 高强螺栓施工的机具 手动扭矩扳手： 高强螺栓以手动紧固时，要使用有示明扭矩值的扳手施拧，以达到高强螺栓连接副规定的扭矩和剪力值。常用的手动扭矩扳手有指针式、音响式和扭剪型三种。, 电动扳手 定扭矩、定转角电动扳手适用于大六 角头高强螺栓的紧固，可自动控制扭矩和转角，适用于钢结构桥梁、厂房建设安装大六角头高强螺栓施工的初拧、终拧和扭剪型高强螺栓的初拧。扭剪型电动扳手适用于扭剪型高强度螺栓的终拧紧固，常用的扭剪型电动扳手有6922型和6924型两种。6.3 钢结构的预拼装钢结构工程安装方法有立体预拼装、平面预拼装,
