钢结构基础知识及验收.ppt

钢结构基础知识及验收 河南建达工程咨询有限公司第八项目部 1 2 3 4 5 6 建筑钢材的主要钢种 钢结构用钢 钢材的力学性能 钢结构构件的制作加工 钢结构构件的连接 钢结构安装 目录 7 钢结构涂装 绪论 绪论 第一节钢结构的发展第二节钢结构的特点与应用第三节钢结构常见术语及分类 第一节钢结构的发展 1 新中国成立后 随着经济建设的发展 钢结构曾起过重要作用 如第一个五年计划期间 建设了一大批钢结构厂房 桥梁 但由于受到钢产量的制约 在其后的很长一段时间内 钢结构被限制使用 在一定程度上 影响了钢结构的发展 2 1996年我国钢产量已开始超亿吨 居世界首位 为钢结构发展奠定物质基础 对钢材的使用已由 节约使用 变为 合理用钢 加大建筑用钢 3 当今我国建筑业中发展最快的就是钢结构 最缺的人才也是钢结构专业 发展钢结构以带动其它相关产业的发展 已成为建筑业发展的重要任务 第二节钢结构的特点及应用 1 钢结构的特点 强度高 强重比大 塑性 韧性好 材质均匀 符合力学假定 安全可靠度高 工厂化生产 工业化程度高 施工速度快 钢结构耐热不耐火 易锈蚀 耐腐性差 2 钢结构的应用 重型结构及大跨度钢结构 多层 高层及超高层钢结构 轻钢结构 塔桅等高耸结构 第三节钢结构常见术语 零件 组成部件或构件的最小单元 如节点板 翼缘板等 部件 由若干零件组成的单元 如焊接H型钢 牛腿等 构件 由零件或由零件和部件组成的钢结构基本单元 如梁 柱 支撑等 小拼单元 钢网架结构安装工程中 除散件之外的最小安装单元 一般分平面桁架和锥体两种类型 中拼单元 钢网架结构安装工程中 由散件之外的最小安装单元组成的安装单元 一般分条状和块状两种类型 高强度螺栓连接副 高强度螺栓和与之配套的螺母 垫圈的总称 抗滑移系数 高强度螺栓连接中 使连接件摩擦面产生滑动时的外力与垂直于摩擦面的高强度螺栓预拉力之和的比值 预拼装 为检验构件是否满足安装质量要求而进行的拼装 空间刚度单元 由构件构成的基本的稳定空间的体系 焊钉 栓钉 焊接 将焊钉 栓钉 一端与板件 或管件 表面接触通电引弧 待接触面熔化后 给焊钉 栓钉 一定压力完成焊接的方法 环境温度 制作或安装时现场的温度 节点板是一种将钢梁结合在一起的零件 钢结构培训教材 翼缘板是焊接不同规格尺寸的轻型H型钢专用材料 此产品优化了焊接H型钢的生产工艺 代替板材 节省了剪切的费用 节省工时 节省钢材消耗从而大大降低了焊接H型钢的成本 钢结构培训教材 牛腿也叫支撑座 它对钢结构起到支撑作用 钢结构培训教材 工程中由杆件通过焊接 铆接或螺栓连接而成的结构 称为 桁架 特点 各杆件受力均以单向拉 压为主 通过对上下弦杆和腹杆的合理布置 可适应结构内部的弯矩和剪力分布 钢结构厂房主框架 一般分为六类 1 门式钢结构厂房门式钢结构厂房直称为门式框架系统 其厂房主轴垂直于程度面 一度直径很大的人字形结构台 用于装夹作件 这类工程重要用来加工径向分寸大 轴向分寸绝对于较小的重型简单整机 2 单跨架钢结构厂房钢结构厂房正常都配置有各族方式的单跨架 如四工位卧动转位刀架或者多工位转塔式主动转位梁架 3 双跨架钢结构厂房双跨架钢结构厂房的双刀架配置平行散布 也能够是彼此垂直散布 4 卧式钢结构厂房卧式钢结构厂房又分成钢结构程度路轨卧式厂房和钢结构歪斜路轨卧式厂房 其歪斜路轨结构能够使厂房拥有更大的刚刚性 并易于扫除切屑 5 顶尖式钢结构厂房顶尖式钢结构厂房配有一般尾座或者钢结构尾座 适宜车削较长的整机及直径没有太大的盘类整机 6 卡盘式钢结构厂房卡盘式钢结构厂房没有尾座 适宜车削盘类 含短轴类 整机 夹紧形式多为自动或者液动掌握 卡盘结构多拥有可调卡爪或者没有淬火卡爪 即软卡爪 一 建筑钢材的主要钢种 钢材是以铁为主要元素 含碳量为0 02 2 06 并含有其他元素的合金材料 钢材按化学成分分为碳素钢和合金钢两大类 碳素钢根据含碳量又可分为低碳钢 含碳量小于0 25 中碳钢 含碳量0 25 0 6 和高碳钢 含碳量大于0 6 合金钢是在炼钢过程中加入一种或多种合金元素 如硅 Si 锰 Mn 钛 Ti 钒 V 等而得的钢种 按合金元素的总含量合金钢又可分为低合金钢 总含量小于5 中合金钢 总含量s 10 和高合金钢 总含量大于10 根据钢中有害杂质硫 磷的多少 工业用钢可分为普通钢 优质钢 高级优质钢和特级优质钢 根据用途的不同 工业用钢常分为结构钢 工具钢和特殊性能钢 建筑钢材的主要钢种有碳素结构钢 优质碳素结构钢和低合金高强度结构钢 优质碳素结构钢钢材按冶金质量等级分为优质钢 高级优质钢 牌号后加 A 和特级优质钢 牌号后加 E 优质碳素结构钢一般用于生产预应力混凝土用钢丝 钢绞线 锚具 以及高强度螺栓 重要结构的钢铸件等 低合金高强度结构钢的牌号与碳素结构钢类似 不逋其质量等级分为A B C D E五级 牌号有Q235 Q345 Q390 Q420 Q460几种 主要用于轧制各种型钢 钢板 钢管及钢筋 广泛用于钢结构和钢筋混凝土结构中 特别适用于各种重型结构 高层结构 大跨度结构及桥梁工程等 二 钢结构用钢 钢结构用钢主要有型钢 钢板和钢索等 其中型钢是钢结构中采用的主要钢材 型钢又分热轧型钢和冷弯薄壁型钢 常用热轧型钢主要有工字钢 H型钢 T型钢 槽钢 等边角钢 不等边角钢等 薄壁型钢是薄钢板经模压或冷弯而制成 其截面形式多样 壁厚一般为1 5 5mm 能充分利用钢材的强度 节约钢材 薄壁轻型钢结构中主要采用薄壁型钢 圆钢和小角钢 钢板材包括钢板 花纹钢板 建筑用压型钢板和彩色涂层钢板等 钢板规格表示方法为宽度 厚度 长度 单位为mm 钢板分厚板 厚度 4mm 和薄板 厚度 4mm 两种 厚板主要用于结构 薄板主要用于屋面板 楼板和墙板等 在钢结构中 单块钢板一般较少使用 而是用几块板组合成工字形 箱形等结构形式来承受荷载 钢材 扁钢 角钢 槽钢 工字钢 H型钢 注 工字钢和H型钢的区别工字钢翼缘是变戴面靠腹板部厚 外部薄 H型钢的翼缘是等戴面 工字钢的边长小 高度大 只能承受单方向的力 而H型钢槽深 厚度大 可以承受两个方向的力 工字钢主要用于横梁 而H型钢主要用于结构的承重柱 三 建筑钢材的力学性能 钢材的主要性能包括力学性能和工艺性能 其中力学性能是钢材最重要的使用性能 包括拉伸性能 冲击性能 疲劳性能等 工艺性能表示钢材在各种加工过程中的行为 包括弯曲性能和焊接性能等 一 拉伸性能反映建筑钢材拉伸性能的指标包括屈服强度 抗控强度和伸长率 屈服强度是结构设计中钢材强度的取值依据 抗拉强度与屈服强度之比 强屈比 是评价钢材使用可靠性的一个参数 强屈比愈大 钢材受力超过屈服点工作时的可靠性越大 安全性越高 但强屈比太大 钢材强度利用率偏低 浪费材料 钢材在受力破坏前可以经受永久变形的性能 称为塑性 在工程应用中 钢材的塑性指标通常用伸长率表示 伸长率是钢材发生断裂时所能承受永久变形的能力 伸长率越大 说明钢材的塑性越大 试件拉断后标距长度的增量与原标距长度之比的百分比即为断后伸长率 对常用的热轧钢筋而言 还有一个最大力总伸长率的指标要求 二 冲击性能冲击性能是指钢材抵抗冲击荷载的能力 钢的化学成分及冶炼 加工质量都对冲击性能有明显的影响 除此以外 钢的冲击性能受温度的影响较大 冲击性能随温度的下降而减小 当降到一定温度范围时 冲击值急剧下降 从而可使钢材出现膪陛断裂 这种性质称为钢的冷脆性 这时的温度称为膪陛临界温度 膪陛临界温度的数值愈低 钢材的低温冲击性能愈好 所以 在负温下使用的结构 应当选用膪陛临界温度较使用温度为低的钢材 三 疲劳性能受交变荷载反复作用时 钢材在应力远低于其屈服强度的情况下突然发主脆性断裂破坏的现象 称为疲劳破坏 疲劳破坏是在低应力状态下突然发生的 所以危害极大 往往造成灾难性的事故 钢材的疲劳极限与其抗拉强度有关 一般抗拉强度高 其疲劳极限也较高 四 钢结构构件的制作加工 一 准备工作进行详图设计 审查图纸 提料 备料 相关试验和工艺规程的编制 拄术交底等工作 施工详图应根据结构设计文件和有关技术文件进行编制 并应经原设计单位确认 当需进行节点设计时 节点设计文件也应经原设计单位确认 二 钢结构构件生产的工艺流程放样 号料 切割下料 平直矫正 边缘及端部加工 滚圆 煨弯 制孔 钢结构组装 焊接 摩擦面的处理 涂装 1 放祥 包括核对图纸的安装尺寸和孔距 以1 1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 2 号料 包括检查核对材料 在材料上画出切割 铣 刨 制孔等加工位置 打冲孔 标出零件编号等 3 切割下料 包括氧割 气割 等离子切害等高温热源的方法和使用机切 冲模落料和锯切等机械力的方法 4 平直矫正 包括型钢矫正机的机械矫正和火焰矫正等 5 边缘及端部加工 方法有铲边 刨边 铣边 碳弧气刨 半自动和自动气割机 坡口机加工等 6 滚圆 可选用对称三轴滚圆机 不对称三轴滚圆机和四轴滚圆机等机械进行加工 7 煨弯 根据不同规格材料可选用型钢滚圆机 弯管机 折弯压力机等机械进行加工 当采用热加工成型时 一定要控制好温度 满足规定要求 8 制孔 包括铆钉孔 普通连接螺栓孔 高强度螺栓孔 地脚螺栓孔等 制孔通常采用钻孔的方法 有时在较薄的不重要的节点板 垫板 加强板等制孔时也可采用冲孔 钻孔通常在钻床上进行 不便用钻床时 可用电钻 风钻和磁座钻加工 9 钢结构组装 可采用地样法 仿形复制装配法 专用设备装配法 胎模装配法等 10 焊接 是钢结构加工制作中的关键步骤 要选择合理的焊接工艺和方法 严格按要求操作 11 摩擦面的处理 可采用喷砂 喷丸 酸洗 打磨等方法 严格按设计要求和有关规定进行施工 12 涂装 严格按设计要求和有关规定进行施工 3 钢材进场验收 钢材的品种 规格 性能等应符合现行国家产品标准和设计要求 进口钢材产品的质量应符合设计和合同规定标准的要求 检查数量 全数检查检验方法 检查质量合格证明文件 中文标志及检验报告等 五 钢结构构件的连接 钢结构的连接方法有焊接 普通螺栓连接 高强度螺栓连接和铆接 具体如下 一 焊接1 建筑工程中钢结构常用的焊接方法 按焊接的自动化程度一般分为手工焊接 半自动焊接和自动化焊接三种 2 根据焊接接头的连接部位 可以将熔化焊接头分为 对接接头 角接接头 T形及十字接头 搭接接头和塞焊接头等 3 在焊接时应合理选择焊接方法 条件 顺序和预热等工艺措施 尽可能把焊接应力和焊接变形控制到最小 必要时 应取合理措施消除焊接残余应力和变形 4 焊缝缺陷通常分为 裂纹 孔穴 固体夹杂 未熔合 未焊透 形状缺陷和上述以外的其他缺陷 其主要产生原因和处理方法为 1 裂纹 通常有热裂纹和冷裂纹之分 产生热裂纹的主要原因是母材抗裂性能差 焊接材料质量不好 焊接工艺参数选择不当 焊接内应力过大等 产生冷裂纹的主要原因是焊接结构设计不合理 焊缝布置不当 焊接工艺措施不合理 如焊前未预热 焊后冷却快等 处理办法是在裂纹两端钻止裂孔或铲除裂纹处的焊缝金属 进行补焊 2 孔穴 通常分为气孔和弧坑缩孔两种 产生气孔的主要原因是焊条药皮损坏严重 焊条和焊剂未烘烤 母材有油污或锈和氧化物 焊接电流过小 弧长过长 焊接速度太快等 其处理方法是铲去气孔处的焊缝金属 然后补焊 产生弧坑缩孔的主要原因是焊接电流太大且焊接速度太快 熄弧太快 未反复向熄弧处补充填充金属等 其处理方法是在弧坑处补焊 3 固体夹杂 有夹渣和夹钨两种缺陷 产生夹渣的主要原因是焊接材料质量不好 焊接电流太小 焊接速度太快 熔渣密度太大 阻碍熔渣上浮 多层焊时熔渣未清除干净等 其处理方法是铲除夹渣处的焊缝金属 然后焊补 产生夹钨的主要原因是氩弧缝金属 重新焊补 4 未熔合 未焊透 产生的主要原因是焊接电流太小 焊接速度太快 坡口角度间隙太小 操作技术不佳等 对于未熔合的处理方法是铲除未熔合处的焊缝金属后补焊 对于未焊透的处理方法是对开敞性好的结构的单面未焊透 可在焊缝背面直接补焊 对于不能直接焊补的重要焊件 应铲去未焊透的焊缝金属 重新焊接 5 形状缺陷 包括咬边 焊瘤 下塌 根部收缩 错边 角度偏差 焊缝超高 表面不规则等 6 其他缺陷 主要有电弧擦伤 飞溅 表面撕裂等 对Q235钢制作的重级工作制吊车梁或类似结构 宜采用E4315 E4316型焊条 对其他结构 则宜采用E4300 E4313型焊条 对16Mn钢制作的重级工作制吊车梁或类似结构 宜采用E5015 E5016型焊条 对其他结构 则宜采用E5001 E5014型焊条 5 焊接材料的种类及选用原则 钢结构中焊接材料的选用 需适应焊接场地 工厂焊接或工地焊接 焊接方法 焊接方式 连续焊缝 断续焊缝或局部焊缝 特别是要与焊件钢材的强度和材质要求相适应 手工焊接用焊条 焊条外观不应有药皮脱落 焊芯生锈等缺陷 焊剂不应受潮结块 检查数量 按量抽查1 且不应少于10包 检验方法 观察检查 焊接材料的质量合格证明文件 中文标志及检验报告等 说明 焊条 焊剂保管不当 容易受潮 不仅影响操作的工艺性能 而且会对接头的理化性能造成不利影响 对于外观不符合要求的焊接材料 不应在工程中采用 焊接材料的进场验收 自动及半自动埋弧焊用的焊丝及焊剂 对Q235钢 采用H08 H08A H08E焊丝配合中锰型 高锰型焊剂 或采用H08Mn H08MnA配合无锰型 低锰型焊剂 对16Mn钢及16Mnq钢 采用H08A H08E配合高锰型焊剂 或采用H08Mn H08MnA配合中锰型或高锰型焊剂 或采用H10Mn2配合无锰型或低锰型焊剂 焊接材料的具体分类 焊条型号药皮类型焊接位置电流种类E43系列 熔敷金属抗拉强度 420Mpa 43kgf mm2 E4300特殊型平 立 仰 横交流或直流正 反接E4301钛铁矿型E4303钛钙型E4310高纤维素钠型直流反接E4311高纤维素钾型交流或直流反接E4312高钛钠型平 立 仰 横交流或直流正接E4313高钛钾型交流或直流正 反接E4315低氢钠型直流反接E4316低氢钾型交流或直流反接E4320氧化铁型平交流或直流正 反接平角焊交流或直流正接E4322平交流或直流正接E4323铁粉钛钙型平 平角焊交流或直流正 反接E4324铁粉钛型E4327铁粉氧化型平交流或直流正 反接平角焊交流或直流正接E4328铁粉低氢型平 平角焊交流或直流反接 焊条型号 E4315 表示焊条药皮为低氢钠型 采用直流反接焊接 表示焊条适用于全位置焊接 表示熔敷金属抗拉强度的最小值 表示焊条 示例1 示例2 焊条牌号 碳钢焊条 用 J 表示 低合金高强钢焊条 用 J 表示 钼和铬耐热钢焊条 用 R 表示 低温钢焊条 用 W 表示 不锈钢焊条 用 G 或 A 表示 二 螺栓连接钢结构中使用的连接螺栓一般分为普通螺栓和高强度螺栓两种 1 普通螺栓 1 常用的普通螺栓有六角螺栓 双头螺栓和地脚螺栓等 2 制孔可采用钻孔 冲孔 铣孔 饺孔 性孔和惚孔等方法 对直径较大或长形孔也可采用气割制孔严禁气割扩孔 钻孔 冲孔为一次制孔 其中 冲孔的板厚应不大于12mm 铣孔 铰孔 镗孔和鍯孔方法为二次制孔 即在一次制孔的基础上进行孔的二次加工二采用气割制孔的方法 实际加工时一般直径在80mm以土的圆孔 钻孔不能实现时可采用气割制孔 另外对于长圆孔或异形孔一般可采用先行钻孔然后再采用气割制孔的方法对于采用冲孔制孔时 钢板厚度应控制在12mm以内 2 高强度螺栓 高强度螺栓连接示意 1 高强度螺栓按连接形式通常分为摩擦连接 张拉连接和承压连接等 其中摩擦连接是目前广泛采用的基本连接形式 2 高强度螺栓连接处的摩擦面的处理方法通常有喷砂 丸 法 酸洗法 砂轮打磨法和钢丝刷人工除锈法等 可根据设计抗滑移系数的要求选择处理工艺 抗滑移系数必须满足设计要求 3 经表面处理后的高强度螺栓连接摩擦面应符合以下规定 连接摩擦面保持干燥 清洁 不应有飞边 毛刺 焊接飞溅物 悍疤 氧化铁皮 污垢等 经处理后的摩擦面采取保护措施 不得在摩擦面上作标记 若摩擦面采用生锈处理方法时 安装前应以细钢丝刷垂直于构件受力方向刷除摩擦面上的浮锈 4 高强度大六角头螺栓连接副由一个螺栓 一个螺母和两个垫圈组成 扭剪型高强度螺栓连接副由一个螺栓 一个螺母和一个垫圈组成 5 安装环境气温不宜低于 10 当摩擦面潮湿或暴露于雨雪中时 停止作业 6 高强度螺栓安装时应先使用安装螺栓和冲钉 安装螺俭和冲钉的数量要保证能承受构件的自重和连接校正时外力的作用 规定每个节点安装的最少个数是为了防止连接后构件位置偏移 同时限制冲钉用量 高强度螺栓不得兼做安装螺栓 7 高强度螺栓现场安装时应能自由穿入螺栓孔 不得强行穿入 若螺栓不能自由穿入时 可采用铰刀或锉刀修整螺栓孔 不得采用气割扩孔 扩孔数量应征得设计同意 修整后或扩孔后的孔径不应超过1 2倍螺栓直径 8 高强度螺栓超拧应更换 并废弃换下的螺栓 不得重复使用 严禁用火焰或电焊切割高强度螺栓梅花头 高强度大六角头螺栓连接副 普通螺栓 自攻钉 拉铆钉 射钉 地脚锚栓 钢结构连接用高强度大六角头螺栓连接副 扭剪型高强度螺栓连接副 钢网架用高强度螺栓 普通螺栓 铆钉 自攻钉 拉铆钉 射钉 锚栓 机械型和化学试剂型 地脚锚栓等紧固标准件及螺母 垫圈等标准配件 其品种 规格 性能等应符合现行国家产品标准和设计要求 高强度大六角头螺栓连接副和扭剪型高强度螺栓连接副出厂时应分别随箱带有扭矩系数和紧固轴力 预拉力 的检验报告 检查数量 部分 全数 检查 检验方法 检查产品的质量合格证明文件 中文标志及检验报告等 3 连接件进场验收 钢结构厂房的主要构件 主构件1 钢柱 2 钢梁 也称为屋架梁 3 抗风柱 4 屋面檩条 墙面檩条 也称为墙梁 5 钢板天沟 6 吊车梁 次构件1 水平支撑 2 柱间支撑 3 拉条 4 系杆 5 屋面板 墙面板 6 预埋锚栓及连接用的螺栓7 隅撑 六钢结构拼装与安装 1 钢屋架 钢天窗架 拼装 钢构件出厂前 先验收钢构件 尽量做到把安装问题消灭在加工厂内 现场拼装地基坚硬 并做相应的拼装台 必要时加约束处理找平 检查拼装节点处的角钢或钢管是否变形 如有变形 用机械矫正或火焰矫正 达到标准后 再按照设计图纸进行拼装 钢结构的拼装 2 钢柱拼装应用于需要多节柱的拼装在一起安装过程 为便于保证钢柱拼接质量 减少高空作业 在地面卧拼 起重机起重能力能满足一次起吊 根据钢柱断面不同 采取相应的钢平台及胎具 每个拼装节点最容易出现翼缘错口问题 如发现翼缘板制作构件时发生变形 采用方便的机械矫正或火工矫正 达到允许误差继续拼接 拼接一般用倒链且焊耳板的方法校正对接 接头一面焊接冷却后 将柱翻身 在焊另一面前 接着进行找平 继续测量通线 找标高 点焊 焊好 约束板 焊接 冷却 割掉约束板和耳板 复核尺寸 钢梁拼装用于较大跨度桁架 轻型钢结构 端面工 H 型居多 连接方法有高强度螺栓 栓焊组合和焊接三种形式 变截面斜梁 多截面梁 实腹焊接工字形截面或H形截面梁 根据运输条件划分为若干个单元 单元之间可通过端板以高强度螺栓连接拼装 拼装方法 根据不同结构形式和杆件连接方法 采取不同方法 如起重设备能满足吊装要求 先考虑卧拼 卧拼的程序同屋架 其次 才考虑采用立拼 3 钢梁拼装 钢结构的安装1 一般要求 钢结构的安装程序 必须确保结构的稳定和不导致永久性的变形 安装前 应按照构件明细表核对进场的构件 查验质量证明书和设计更改文件 工厂预装的大型构件在现场组装时 应根据预组装的合格记录进行 构件在工地制孔 组装和焊接以及涂层等的质量要求均应符合有关规定 构件在运输和安装过程中 被破坏的涂层以及安装连接处 应按照有关规定补涂 涂面层应在结构安装完成并固定后进行 构件安装和校正时 如检测空间的距离和跨度超过10M以上 应用夹具和拉力计数器配合卷尺使用 其拉力值应根据温差换算标定读数 钢结构的试验方法 应按设计要求和专门的规范的规定进行 严禁在吊车梁的下翼缘和腹板上焊接悬挂物和卡具 2 基础 构件安装前 必须取得基础验收的合格资料 行 列线和标高等 基础施工单位可分批或一次交给 但每批所交给的合格资料 应是一个安装单元的全部柱基基础 安装前 应根据基础验收资料复核各项数据 并标注在基础表面上 支承面 支座和地脚螺栓的位置 标高等的偏差应符合表19 36的规定 复核定位应使用轴线控制点和测量标高的基准点 钢柱脚下面的支承构造 应符合设计要求 需要填垫垫铁时 每迭不得多于三块 钢柱脚底板面与基础间的空隙 应用细石混凝土浇筑填实 3 运输和堆存 装卸 运输和堆存均不得损坏构件并防止变形 堆放物应放置在垫木上 已变形的构件应予矫正 并重新检验 刚结构运送到安装地点的顺序应符合安装程序 并应成套供应 堆存时 应考虑扩大拼装和安装程序的要求 4 安装和校正 构件安装宜采用扩大拼装综合安装的方法施工 扩大拼装时 对容易变形的构件应做强度和稳定性验算 需要时 应采取加固措施 采用综合安装方法时 其结构必须能划分成若干独立单元或体系 每一体系 单元 的全部构件安装完后 均应具有足够的空间刚度和可靠的稳定性 需要利用已安装好的结构吊装其他构件和设备时 应征得设计单位的同意 同时应采取措施防止损坏结构 确定几何位置的主要构件 柱 刚架等 应吊装在设计位置上 在松开吊钩前应作初步校正并牢固 多层框架结构的安装 每完成一个层间的柱后 应进行校正 继续安装上一个层间时 应考虑下一个层间安装的偏差值 已安装的结构单元 在检测调整时 应考虑外界环境影响 如风力 温差和日照 出现的自然变形 吊车梁和轨道的调整应在主要构件牢定后进行 设计要求顶紧的节点 相接触的两个平面必须保证有70 紧贴 用0 3mm的塞尺检查 插入深度的面积不得大于总面积的30 边缘最大间隙不得大于0 8mm 5 钢结构的连接钢结构的基本构件由钢板 型钢等连接而成 如梁 柱 桁架等 运到工地后通过安装连接成整体结构 如厂房 桥梁等 因此在钢结构中 连接占有很重要的地位 设计任何钢结构都会遇到连接问题 钢结构的连接通常有焊接 铆接和螺栓连接 钢结构常用的焊接方法有电弧焊 电阻焊和气焊 手工电弧焊 埋弧自动焊 电阻焊 气焊 对接焊缝的形式有直边缝 单边V形缝 双边V形缝 U形缝 K形缝 X形缝等 焊接连接与铆钉 螺栓连接比较有下列优点 不需要在钢材上打孔钻眼 既省工省时 又不使材料的截面积受到减损 使材料得到充分利用 任何形状的构件都可直接连接 一般不需要辅助零件 使连接构造简单 传力路线短 适应面广 焊接连接的气密性和水密性都较好 结构刚性也较大 结构的整体性较好 但是 焊缝连接也存在下列问题 焊缝中可能存在裂纹 气孔 烧穿 夹渣 未焊透 咬边 焊瘤等缺陷 由于高温作用在焊缝附近形成热影响区 钢材的金相组织和机械性能发生变化 材质变脆 焊接的残余应力会使结构发生脆性破坏和降低压杆稳定的临界荷载 同时残余变形还会使构件尺寸和形状发生变化 焊接结构具有连续性 局部裂缝一经发生便容易扩展到整体 由于以上原因 焊接结构的低温冷脆问题就比较突出 设计焊接结构时 应经常考虑焊接连接的上述特点 要扬长避短 遇到重要的焊接结构 结构设计与焊接工艺要密切配合 取得一个完满的设计和施工方案 钢结构螺栓连接 螺栓连接的排列和构造要求螺栓在构件上的排列可以是并列或错列 图3 11 排列时应考虑下列要求 图3 11钢板上螺栓的排列 a 并列 b 错列 c 容许间距 受力要求 对于受拉构件 螺栓的栓距和线距不应过小 否则对钢板截面削弱太多 构件有可能沿直线或折线发生净截面破坏 对于受压构件 沿作用力方向螺栓间距不应过大 否则被连接的板件间容易发生凸曲现象 因此 从受力角度应规定螺栓的最大和最小容许间距 构造要求 若栓距和线距过大 则构件接触面不够紧密 潮气易于侵入缝隙而产生腐蚀 所以 构造上要规定螺栓的最大容许间距 施工要求 为便于转动螺栓扳手 就要保证一定的作业空间 所以 施工上要规定螺栓的最小容许间距 螺栓的受力分类栓根据作用不同 按螺栓受力可以分为 受剪 受拉及剪拉共同作用 优点 安装方便 特别适用工地安装连接 也便于拆卸 缺点 在板件上开孔和拼装时对孔 增加制造工作量 螺栓孔使截面削减 同时还浪费钢材 螺栓连接的特点 螺栓连接要求 永久普通螺栓紧固应牢固 可靠 外露丝扣不应少于2扣 自攻螺栓与连接钢板应紧固密贴 外观排列整齐 高强度螺栓连接副拧后 螺栓丝扣外露应为2 3扣 其中允许有10 的螺栓丝扣外露1扣或4扣 高强度螺栓的安装顺序应从刚度大的部位向不受约束的自由端进行 即从中间向两边或四周进行 注 高强度螺栓终拧1h时 螺栓预拉力的损失已大部分完成 在随后一两天内 损失趋于平稳 当超过一个月后 损失就会停止 但在外界环境影响下 螺栓扭矩系数将会发生变化 影响检查结果的准确性 为了统一和便于操作 检查一定要在1h后48h之内完成 铆接 使用铆钉对连接件实行的一种刚性连接 是不可拆卸的 小型铆钉可以冷铆 大型铆钉就是在红热状态下热铆 对经常受动力荷载作用 荷载较大和跨度较大的结构 有时仍然采用铆接结构 铆钉 在铆接中 利用自身形变或过盈连接被铆接件的零件 优点 塑性 韧性和整体性好 连接变形小 传力可靠 承受动力荷载时的疲劳性好 质量也便于检查 缺点 构造复杂用钢量大 施工麻烦 劳动条件差 钢结构铆接连接 七 钢结构涂装 钢结构涂装工程通常分为防腐涂料 油漆类 涂装和防火涂料涂装两类通 常清况下 先进行防腐涂料涂装 再进行防火涂料涂装 所用防火底漆 封闭漆 中间漆 面漆成分性能应与防火涂料相容 不应与防火涂料产生化学反应 一 防腐涂料涂装 1 施工流程 基面处理 底漆涂装 中间漆涂装 面漆涂装 检查验收 2 防腐涂装施工前 钢材应按相关规范和一设计文件要求进行表面处理 当设计文件未提出要求时 可根据涂料产品对钢材表面的要求 采用适当的处理方法 3 钢构件采用涂料防腐涂装时 可采用机械除锈和手工除锈方法进行处理 经处理的钢材表面不应有焊渣 焊疤 灰尘 油污 水和毛刺等 对于镀锌构件 酸洗除锈后 钢材表面应露出金属色泽 无污渍 锈迹和残留任何酸液 油漆防腐涂装可采用涂刷法 手工滚涂法 空气喷涂法和高压无气喷涂法 4 钢结构防腐涂装施工宜在钢构件组装和预拼装工程检验批的施工质量验收合格后进行 涂装完毕后 宜在构件上标注构件编号 大型构件应标明重量 重心位置和定位标记 1 钢材的除锈 手工除锈手工除锈该法只有在其他方法不宜使用时才采用 常用的工具有 铲刀或刮刀 砂布或砂纸 钢丝刷或钢丝束等 铲刀 刮刀 砂布 砂纸 钢丝刷 气动端型平面砂磨机 风动气铲 直柄砂轮机 动力工具除锈它是目前一般常用的除锈方法 其常用工具有 气动端型平面砂磨机 气动角向平面砂磨机 电动角向平面砂磨机 直柄砂轮机 风动钢丝刷 风动打锈锤 风动齿形旋转式除锈器 风动气铲等 喷射或抛射除锈 喷射除锈将磨料高速喷向钢表面 将氧化皮 铁锈及污物等除掉 表面获得一定的粗糙度 此法人工操作 成本低 质量好 是一种常用的除锈方法 但对环境污染大 适用在无固定加工场地除锈 抛射除锈使磨料以高速的冲击和摩擦除去钢材表面的铁锈 氧化皮和污物等 抛射除锈可以改善钢材的疲劳强度和抗腐蚀应力 并对钢材表面粗糙度也有不同程度的提高 效率高 质量好 但需要一定的设备和喷射用磨料 费用较高 一般用于钢结构制作加工厂 注 抛丸工艺与喷砂工艺的根本区别是抛射 而不是喷射 抛射的不是砂 而是钢丸 钢丸直径远大于喷砂直径 他的原理是根据具体要求将不同粒径的钢丸高速射到板材表面 冲击力巨大的钢丸迅速把板材表面剥蚀成立体感很强的表层 用这种方法加工出来的产品 不但质量稳定 外表美观没有盲区 而且加工速度快 成本低 酸洗除锈酸洗除锈亦称化学除锈 污染较严重 经酸洗除锈的工件 因清洗不净 会继续腐蚀和降低钢材性能 主要用于不锈钢的除锈 钢材表面锈蚀和除锈等级标准锈蚀等级根据 涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级 标准 共有四个锈蚀等级 以 表示 全面地覆盖着氧化皮而几乎没有铁锈的钢材表面 已发生锈蚀 并且部分氧化皮已经剥落的钢材表面 氧化皮因锈蚀而剥落 或者可以刮除 并有少量点蚀的钢材表面 氧化皮已因锈蚀而全面剥落 并且已普遍发生点蚀的钢材表面 二 钢结构的防火 钢材虽为非