建筑工程施工钢结构工程施工技术培训讲义PPT（90页）

1、钢结构工程施工建筑施工技术高等教育出版社目录CONTENTS01钢结构构件的制作02钢结构工程的安装4 钢结构工程施工一、 钢结构的特点钢材轻质高强材质均匀，塑性、韧性好良好的焊接性能制作简便、施工方便，具有良好的装配性钢材的可重复使用性钢材的不渗漏适用于密闭容器钢材耐热但不耐火耐腐蚀性差钢结构的低温冷脆倾向4 钢结构工程施工二、 钢结构的应用随着我国国民经济的不断发展和科学技术的进步，钢结构在我国的应用范围也在不断扩大。目前钢结构应用范围大致如下：（1） 大跨结构。（2） 工业厂房。（3） 多层和高层建筑。（4） 高耸结构。（5） 容器和其他构筑物。（6） 钢和混凝土的组合结构。4 钢结构工

2、程施工三、 钢结构用钢材的种类和规格（一） 建筑钢材的种类建筑结构用钢的钢种主要是碳素结构钢和低合金钢两种。 在碳素结构钢中，建筑钢材只使用低碳钢（含碳量不大于 0.25 ）。 低合金钢是在冶炼碳素结构钢时添加一些合金元素炼成的钢，目的是提高钢材的强度、冲击韧性、耐腐蚀性等，而不致过多降低其塑性。1. 碳素结构钢国家标准碳素结构钢 （ GB / T 7002006） 将碳素结构钢按屈服点数值分为 5 个牌号：195、215、235、255 及 275，规范中所推荐的碳素结构钢是 235 钢，含碳量在 0.22 以下，属于低碳钢，钢材的强度适中，塑性、韧性均较好。 该牌号钢材又根据化学成分和冲击

3、韧性的不同划分为 、B、C、 四个质量等级，表示质量等级由低到高。4 钢结构工程施工碳素结构钢标准中钢材牌号表示方法由字母 、屈服点数值（单位 N / mm2 ）、质量等级代号（、B、C、）及脱氧方法代号（、T）四个部分组成。 是“屈”字汉语拼音的首位字母，质量等级中以 级最差、 级最优，、T 则分别是“沸”、“镇”及“特、镇”汉语拼音的首位字母，分别代表沸腾钢、镇静钢及特殊镇静钢。 其中，代号 、T 可以省略。 235 中 、B 级有沸腾钢、镇静钢，C 级全部为镇静钢， 级全部为特殊镇静钢。 例如：235B 代表屈服强度为 235 N / mm2的 B 级镇静钢。2. 低合金高强度结构钢低合

4、金高强度结构钢（GB / T 15912008）将低合金高强度结构钢按屈服点数值分为 8 个牌号：345、390、 420、 460、 500、 550、 620 及 690，所推荐的低合金高强度结构钢是345、390 及 420 钢。低合金高强度结构钢标准中钢材牌号由 、屈服点数值及质量等级三个部分组成，其中质量等级有 、B、C、 、E 五个级别，字母顺序越靠后的钢材质量越高，、B 级为镇静钢，C、 、E为特殊镇静钢，故可不加脱氧方法的符号。4 钢结构工程施工3. 优质碳素结构钢优质碳素结构钢与碳素结构钢的主要区别在于钢中含杂质较少，磷、硫等有害元素的含量均不大于 0.035 ，其他缺陷的限

5、制也较严格，具有较好的综合性能。 优质碳素钢由于价格较高，钢结构中使用较少，仅用经热处理的优质碳素结构钢、冷拔高强度钢丝或制作高强螺栓、自攻螺钉等。4 钢结构工程施工（二） 建筑钢材的规格1. 钢板钢板分厚钢板、薄钢板和扁钢，其规格用符号“ ”和宽度 厚度 长度的毫米数表示。 如： 300 10 3 000 表示宽度为 300 mm，厚度为 10 mm，长度为 3 000 mm 的钢板。2. 热轧型钢常用的热轧型钢有角钢、H 型钢、工字钢、槽钢、T 型钢和钢管。4 钢结构工程施工3. 冷弯型钢和压型钢板建筑中使用的冷弯型钢常用厚度为 1.5 5 mm 薄钢板或钢带经冷轧（弯）或模压而成，故也称

6、冷弯薄壁型钢。 另外，还有用厚钢板（大于 6 mm）冷弯成的方管、矩形管、圆管等称为冷弯厚壁型钢。 4 钢结构工程施工四、 钢结构的连接方法1. 焊接连接焊缝连接是通过电弧产生的热量使焊条和焊件局部熔化，经冷却凝结成焊缝，从而将焊件连接成为一体，是现代钢结构连接中最常用的方法。 其优点是构造简单，制造省工；不削弱截面，经济；连接刚度大，密闭性能好；易采用自动化作业，生产效率高。 其缺点是焊缝附近有热影响区，该处材质变脆；在焊件中产生焊接残余应力和残余应变，对结构工作常有不利影响；焊接结构对裂纹很敏感，裂缝易扩展，尤其在低温下易发生脆断。4 钢结构工程施工2. 螺栓连接螺栓连接可以分为普通螺栓连

7、接和高强螺栓连接两种。 普通螺栓通常采用235 钢材制成，安装时用普通扳手拧紧；高强螺栓则用高强度钢材经热处理制成，用能控制螺栓杆的扭矩或拉力的特制扳手，拧紧到规定的预拉应力值，把被连接件高度夹紧。 所以，螺栓连接是通过螺栓这种紧固件把被连接件连接成为一体。 螺栓连接的优点是施工工艺简单、安装方便，特别适用于工地安装连接，工程进度和质量易得到保证。 其缺点是因开孔对构件截面有一定的削弱，有时在构造上还须增设辅助连接件，故用料增加，构造较繁。 此外，螺栓连接需制孔，拼装和安装时需对孔，工作量增加，且对制造的精度要求较高，但仍是钢结构连接的重要方式之一。3. 铆钉连接铆钉连接由于构造复杂、费钢费工

8、，现已很少采用。 但是铆钉连接的塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检查，在一些重型和直接承受动力荷载的结构中，有时仍然采用。01钢结构构件的制作 4.1.1 管桁架构件的制作一、 工作情境某体育馆屋架采用大跨度张弦管桁架结构，本工程钢管桁架分为主桁架和联系桁架两种，最低点标高为 18.173 m，最高点标高为 21.173 m。 桁架均为平面桁架，主桁架截面形式为单榀正梯形，矢高为 1.970 m 2.500 m，联系桁架为单榀矩形。 钢桁架上下弦杆、腹杆、支撑杆均采用无缝圆钢管，支座为平板压力支座。 试组织该管桁架构件的加工制作。 4.1.1 管桁架构件的制作二、 工作任务实施（一） 材料的

9、选择本工程钢桁架采用 345 B 钢管制作，材质应符合低合金高强度结构钢 （ GB / T 15912008）的要求，杆件断面直径为 200 400 mm。 节点为管管相焊的 K 形节点，为保证节点连接的准确性，钢管应采用相贯线切割机切割。原材料进厂必须核对材质保证书，所有钢材必须有屈服点、抗拉强度、延伸率及碳、硫、磷含量的合格保证。 材料入库前质检部门对材料的牌号、规格、数量、表面质量等进行检验，如有疑义应及时与材料工程师联系，同时做好记录和编号，并依据质保体系对构件的主体材料进行跟踪。必要时应按国家现行有关标准对材料进行抽样检查。 4.1.1 管桁架构件的制作（二） 加工准备（1） 工程实

10、施过程中使用的监视和测量设备应按照监视和测量控制程序要求进行校准，必须确保量值已知，未经检定或校准的计量器具不准使用。（2） 使用的通用、专用、起运等生产设备应处于完好状态，并在使用过程中保持安全可靠。（3） 操作、检验、检测人员应经过培训，能够胜任本工序或岗位操作要求，操作过程中必须遵守设备操作规程 SKGG B 型数控相贯线切割机使用说明书 和工艺规程规定，严禁违章作业。（4） 生产环境应按 现场生产环境管理制度 规定进行治理，并保持清洁，物流顺畅有序。 4.1.1 管桁架构件的制作（三） 工艺流程1. 施工图和加工图审阅（1） 加工前生产和工艺人员应审阅施工图和加工图，两者必须保持一致。

11、 发现问题应及时与设计单位联系解决。（2） 加工图纸的设计应以尽量减少加工时参数转换为原则，并满足 SKGG B 型设备操作所需参数的输入要求，钢管长度和相贯角度等参数要详细、具体和直接；不能采用相贯线切割机割制的特殊管件应由设计人员采用 see 设计软件绘制管件端部的 1 1 放样尺寸图纸，并给出管件的最大长度尺寸；加工图纸应提前下发，以便于他们做好加工准备。（3） 当钢桁架钢管的长度超过 8 000 mm 时应考虑对接（当单根钢管的长度能满足要求时，应尽量不采用对接），对接后的杆件应校直，对接接头位置应避开节点位置并考虑相互错开，或由设计人员负责确定。 对接处（直接或斜接）坡口及桁架腹杆管

12、件宜采用 SKGG B 型数控相贯线切割机切割。 4.1.1 管桁架构件的制作2. 原辅材料采购及进货检验（1） 根据设计图纸和工程实施进度要求，由管理部计划人员和采购部采购工程师制订工程生产计划和原材料、配件、辅助材料采购计划和外协加工计划，分别经管理部、采购部经理审核后报制造公司总经理批准执行。（2） 原辅材料购进后采购工程师应提供质保书或合格证明文件并报请质量技术部检验人员按进货检验指导书要求进行尺寸检验、材质化验和力学性能检测，合格后按仓储作业制度规定办理入库手续并通知生产部安排相关人员卸货和领用。（3） 不合格的原辅材料应按不合格品控制程序规定进行处置。 4.1.1 管桁架构件的制作

13、3. 弦杆的加工（1） 下料依据划分好的小拼单元按下述公式确定弦杆下料长度： 1 2 按下料长度在钢管下料机上截取相应长度的钢管，并在钢管两端的工作段做明显的区分标记。（2） 钢管弯曲本工程钢管的弯曲加工采用液压弯管机进行加工。 根据试验和计算确定钢管弯曲后的回弹幅度，若回弹幅度超出许可范围，可采取增加钢管表面和模具之间的摩擦力、管中加填料等措施。（3） 成品钢管的加工首先去掉弯曲好的钢管的工作段，钢管端部按设计要求打好坡口，并在钢管一端加焊衬管。然后对钢管按设计要求进行喷砂除锈，除锈后的钢管按设计要求喷涂底漆（水性无机富锌漆）。喷底漆前，应在弦杆上标出腹杆的对接位置及对接面，用不干胶纸覆盖。

14、 4.1.1 管桁架构件的制作4. 腹杆的加工腹杆与弦杆之间的连接节点为相贯节点，因此腹杆的加工过程就是用相贯线切割机进行下料和除锈刷底漆（水性无机富锌漆）。（1） 下料方法选择钢管端部有相贯线加工要求的应采用 SKGG B 型数控相贯线切割机进行切割，不能采用相贯线切割机割制的特殊管件根据技术部提供的 1 1 放样尺寸进行手工放样切割，切割后应开制坡口并进行修整加工，消除割痕和缺陷。 端部无角度、无坡口要求及不需折弯的主钢管（直）可以采用 G4028 带锯、GS 114 砂轮切割机、等离子切割或手工气割方式制作，割后应对割口和端部进行打磨修整加工。 堵板及特殊形状板料制作前应制作靠模并采用仿

15、形气割机割制，规则板料及坡口宜采用 G 4000 或半自动切割机割制。 4.1.1 管桁架构件的制作（2） 余量留放余量留放应同时考虑割缝余量和整个桁架焊接后的焊接收缩量。 即按 C C1 C2 确定，其中：C1 2k/ cs ；C2 0. 6支管切割后的长度应比理论尺寸长 1 mm，割缝余量的留放应视坡口角度的改变、被切钢管的不同、火焰的调整及枪尖中心距管表面距离的不同，据实际情况适当调整后批量生产。 杆件焊接收缩量根据总长度按 0.6 mm / m 留放，并适当考虑焊接节点的数量。 特殊放样钢管用带锯、无齿锯下料时应在最大长度基础上再增加 2 mm 余量（双端）。 钢管下料后的长度尺寸允许

16、偏差为 2 mm。 4.1.1 管桁架构件的制作（3） 一般钢管的下料用 SKGG B 型相贯线数控切割机进行单根钢管下料时，操作人员应熟悉设备使用性能和工艺要求，并熟练掌握和应用 SKGG B 型数控相贯线切割机的操作规程，经过严格培训和实践考核合格后方可上岗操作。下料后的钢管应在主操作的指导下由副操作进行自检，合格后应彻底清渣，并用醒目油漆编号及按要求砸上钢号，应保持所砸钢号正确清晰，以确保下道工序生产和现场施工的顺利开展。（4） 除锈和喷漆下好料的腹杆按设计要求喷砂除锈和喷底漆（水性无机富锌漆），注意喷漆时应采取措施保护钢管两端坡口。 4.1.1 管桁架构件的制作5. 桁架的焊接（1）

17、人员要求焊工应按焊工技术考试规程的规定，通过考试并取得合格证后，方可持证上岗从事焊接作业。 焊工资质应与施焊条件及焊缝质量等级相适应，严禁低资质焊工施焊高质量等级的焊缝。（2） 焊接设备和方法的要求尽量采用工厂焊接，并优先采用自动焊接和半自动焊接。 选用的焊接设备应满足焊接工艺要求和具有安全可靠的性能。 焊接顺序的选择应考虑焊接变形的因素，尽量采用对称焊接，对收缩量大的部位应先焊，焊接过程中要平衡加热量，使焊接变形和收缩量减小。 对厚度较大的低碳钢和低合金钢应采用焊前预热和焊后热处理等措施。 钢管等空心构件的端口采用钢板作为封头板时，采用连续焊缝密闭，使内外空气隔绝，并确保组装、安装过程中构件

18、内不得积水。 4.1.1 管桁架构件的制作钢管相贯线焊缝（包括钢管与节点板及焊接球相贯连接焊缝）要求如下： 相贯线焊缝，应沿全周连续焊接并平滑过渡。 焊缝的质量等级：桁架弦杆、腹杆钢管间对接焊缝为一级，全熔透焊缝为二级，角焊缝和部分熔透焊缝为三级。 多层焊接应连续施焊，每一层焊缝焊完后应及时检查，如发现有影响焊缝质量的缺陷，必须清除后再焊。 当多根支管同时交于一节点且支管同时相贯时，支管按大管径和壁厚优先，支管与支管相贯处一律满焊。 圆管相贯时，支管端部的相贯线焊缝位置沿支管周边分为 （趾部）、B（侧面）、C（踵部）三个区域。 当焊管壁厚6 mm 时，采用全周角焊缝。 当焊管壁厚 6 mm 时

19、，所夹锐角 75时，采用全周带坡口的全熔透焊缝；所夹锐角 75时，、B 区采用带坡口的全熔透焊缝，C 区采用带坡口的部分熔透焊缝（当夹角 35时可采用角焊缝） ，各区相接处坡口及焊缝应圆滑过渡。 4.1.1 管桁架构件的制作钢管插入节点板连接焊缝要求如下： 焊缝应沿全周连续焊接并平滑过渡。 钢管与节点板连接焊缝为受力焊缝；封板与节点板连接焊缝为构造焊缝，保证钢管密封。确保组装、安装过程中构件内不得积水。 构造焊缝采用角焊缝；受力焊缝当焊管壁厚 6 mm 时，采用双面角焊缝，焊管壁厚 6 mm时，采用全熔透对接焊缝。 焊缝其他要求同钢管相贯焊缝。主钢管与节点板连接焊缝要求如下： 主钢管拼接处钢管

20、断开，钢管坡口与节点板采用全熔透对接焊缝。 所有主钢管与节点板连接焊缝质量等级为二级。 其他要求同钢管相贯焊缝。 4.1.1 管桁架构件的制作（3） 焊缝清理及处理 多层和多道焊时，在焊接过程中应严格清除焊道或焊层间的焊渣、夹渣、氧化物等，可采用砂轮、凿子及钢丝刷等工具进行清理。 从接头的两侧进行焊接完全焊透的对接焊缝时，在反面开始焊接之前，应采用适当的方法（如碳刨、凿子等）清理根部至正面，清理部分的深度不得大于该部分的宽度。 每一焊道熔敷金属的深度或熔敷的最大宽度不应超过焊道表面的宽度。 同一焊缝应连续施焊，一次完成；不能一次完成的焊缝应注意焊后的缓冷和重新焊接前的预热。 加筋板、连接板的端

21、部焊接应采用不间断围角焊，引弧和熄弧点位置应距端部大于100 mm，弧坑应填满。 焊接过程中，尽可能采用平焊位置或船形位置进行焊接。 4.1.2 H型钢构件的制作一、 工作情境某单层工业厂房，使用 H 型钢柱（见图 4 5），试组织该 H 型钢柱的加工制作。 4.1.2 H型钢构件的制作二、 工作任务实施（一） 钢板矫平钢材加工前应检查其有无对制作有害的变形（如局部下挠、弯曲等），如存在此类变形，根据实际情况采用机械冷矫正或加热（线加热、点加热）矫正，钢板矫平允许偏差如表 4 1 所示。 4.1.2 H型钢构件的制作（二） 下料、坡口加工（1） 对 H 型钢翼板、腹板采用直条切割机两面同时垂直

22、下料，对不规则件采用数控切割机下料，允许偏差如表 4 2 所示。 4.1.2 H型钢构件的制作（2） 对 H 型钢的翼板、腹板，长度方向预留 50 mm 余量，宽度方向不放余量。 在深化的下料图中，其尺寸标注按净尺寸标注，但应在图纸中做说明，准备车间下料时应按工艺要求加放余量。H 型钢构件下料时每道加劲板加放 0.5 mm 焊接收缩余量，所有钢柱上段均加放 3 mm 的铣平加工余量。（3） 当 H 型钢主体因钢板长度不够而需对接时，其翼板对接长度应不小于翼板板宽的2 倍，腹板的最小长度应在 600 mm 以上，同一零件中接头的数量不超过 2 个；同时，在进行套料时必须注意保证腹板与翼板的对接焊

23、缝错开距离满足 200 mm 以上。（4） 坡口加工：对腹板坡口的加工采用半自动火焰切割机进行，切割后的坡口表面宽度应一致并应进行割渣及氧化物清理。（5） 下料完成后对零件标注工程名称、钢板规格、零件编号，并归类存放。 4.1.2 H型钢构件的制作（三） 组拼与焊接1. 工艺流程 4.1.2 H型钢构件的制作2. H 型钢的组立（1） H 型钢柱的组立采用 H 型钢梁流水线组立机进行组立，定位焊采用气体保护焊，定位焊缝长度和间距的推荐尺寸如表 4 3 所示。 4.1.2 H型钢构件的制作（2） H 型钢在进行组立点焊时不允许有电弧擦伤，点焊咬边应在 1 mm 以内。（3） H 型钢翼板 与 腹

24、 板 对 接 焊 缝 应 错 开200 mm 以上，以避免焊缝交叉和焊缝缺陷应力集中。（4） H 型钢组装过程控制允许偏差，具体数值如表4 4 所示。 4.1.2 H型钢构件的制作 4.1.2 H型钢构件的制作 4.1.2 H型钢构件的制作3. H 型钢的焊接（1） H 型钢在焊接前，应在 H 型钢的两端头设置 T 形引弧板及引出板，引弧板及引出板长度应大于或等于 150 mm，宽度应大于或等于 100 mm，焊缝引出长度应大于或等于 60 mm。 引弧板及引出板要用气割切除，严禁锤击去除。（2） H 型钢的焊接采用 H 型无锡华联 G 5000 单丝门型埋弧焊接机进行施焊。 焊丝选用 4.0

25、的 H10Mn2焊丝配合 F5021，焊剂使用前必须在 300 450温度下烘干 2 h，没有烘干的焊剂严禁使用。 4.1.2 H型钢构件的制作（3） H 型钢的焊接参数见表 4 5。（4） 在埋弧焊正式焊接之前，必须对待焊部位用烤枪进行预热，加热区域在焊接坡口两侧，宽度应各为焊接件施焊处厚度的 1.5 倍以上，且不应小于 100 mm。 40 mm时焊后进行保温缓冷。 4.1.2 H型钢构件的制作4. H 型钢的矫正H 型钢的矫正分别根据截面尺寸和矫正设备加工能力，采用 H 型钢翼缘矫正机和手工火焰进行校正。5. 尺寸偏差 4.1.2 H型钢构件的制作 4.1.2 H型钢构件的制作6. H

26、型钢下料、端铣、制孔校正合格后进行 H 型钢的下料、制孔，下料根据 H 型钢截面尺寸不同分别采用数控锁口机和数控带锯机下料。 对钢柱现场对接口采用端铣机进行端铣。 腹板穿筋孔在腹板下料时采用数控切割成型。 H 型牛腿的制孔采用数控三维钻床进行，制孔精度允许偏差如表 4 8 和表 4 9所示。 4.1.2 H型钢构件的制作02钢结构工程的安装 4.2.1 焊接钢结构工程安装一、 工作情境某会展大厦地下五层，地上七十三层，总高 330 m。 该工程裙房七层，为钢筋混凝土结构；主楼在裙房及以下为钢柱混凝土、钢梁的混合结构，在裙房以上为全钢结构。 楼板采用自承式压型钢板上浇筑混凝土的混合楼板。本工程安

27、装焊缝等级二级，100 无损探伤，主要有以下几种形式：（1） 钢柱对接：横焊，板厚 30 90 mm，是本工程安装焊接的重难点。（2） 斜撑翼缘对接：横焊。（3） 框架梁与钢柱焊接：平焊。（4） 连接板与钢柱焊接：立焊。试组织该工程的安装焊接施工。 4.2.1 焊接钢结构工程安装二、 相关知识（一） 焊接方法与设备1. 焊接方法现场安装焊缝全部采用半自动 CO2气体保护焊。2. 焊接设备 4.2.1 焊接钢结构工程安装（二） 焊接材料1. 焊丝选用辽宁锦泰 56 实芯焊丝（国标 ER50 6），焊丝直径 1.2 mm。 焊接材料进场必须经过复验，合格后方可在本工程使用。 焊丝应无油污、锈蚀，镀

28、铜层应完好无损。2. CO2气体采用优等品气体，纯度不低于 99.9 （ / ），水蒸气及乙醇总含量不得高于 0.005 ，并不得检出液态水和油。3. 瓷环保护瓷环应保持干燥，使用前应置于烘箱中经 120烘干 1 2 h。 4.2.1 焊接钢结构工程安装（三） 焊接工艺1. 焊接环境（1） 相对湿度控制（ 90 ），雨天作业区域必须设置防雨措施，根据本工程特点，无论钢柱对接、柱与梁连接、梁与梁连接、梁与预埋件焊接，均应采取防雨和防雨水浸流措施。（2） 采用手工电弧焊作业时，风速大于 5m / s 时未设置防风棚或没有防风措施的部位严禁施焊；采用 CO2气体保护焊风速 1m / s 时，要设挡风

29、装置。（3） 原则上雨天严禁电焊作业，特殊情况需抢工期时，必须在施焊点的上部搭设防雨棚，并在四周设置挡风棚方可施工。 4.2.1 焊接钢结构工程安装2. 焊前准备（1） 焊工资格审查。 正式施焊的焊工必须通过本工程附加焊工考试，并持证上岗。 持单项合格证者，只能在规定项目内施焊，不允许进行其他项目的施工。 正式施焊必须按照工艺进行焊接。（2） 采用角向磨光机将坡口及其两侧 50 mm 范围内清理干净。 不得存在油污、锈、氧化皮和水。（3） 焊前预热。 钢材厚度大于 30 mm 时必须焊前预热，采用氧 乙炔火焰对待焊部位进行加热。 加热区域在坡口两侧，宽度应各为焊件施焊处厚度的 1.5 倍以上，

30、且不小于 100 mm；预热温度在焊件反面测量，测温点在离电弧经过前的焊接点各方向不小于 75 mm；正面测温在加热停止后进行。 4.2.1 焊接钢结构工程安装 4.2.1 焊接钢结构工程安装3. 焊接层次采用多层多道焊。 每一道焊接完成后及时清理焊渣及表面飞溅物，发现影响焊接质量的缺陷时，必须清除后方可再焊。 在连续焊接过程中应控制焊接区母材温度，使层间温度的上、下限符合工艺参数要求。 遇到中断施焊的情况，应采取适当的后热保温措施；再次焊接时，重新预热高于初始预热温度。 4.2.1 焊接钢结构工程安装4. 焊接工艺构件组装定位焊完毕后，严格按工艺试验规定的参数和作业顺序施焊。 工艺实施应遵循

31、下述流程：（1） 焊接顺序 对整个框架而言，应从整个结构的中部施焊，先形成稳定框架而后向外扩展续焊。 单节柱之间，先焊上层梁，再焊下层梁。 梁焊接全部完成后再进行柱子对接焊接，施焊时两名焊工同时对称施焊。 焊接过程中，要始终进行梁标高、水平度、垂直度及钢柱垂直度的监控，发现异常，应及时暂停，通过改变焊接顺序和加热校正等特殊处理方法来校正误差。 H 型梁翼缘与柱或梁的焊接应在下翼缘板的腹板两侧坡口内顺序轮换分层填充焊接至填满坡口，再焊接上翼缘的全焊透焊缝。 4.2.1 焊接钢结构工程安装 十字形柱焊接顺序见图 4 12，H 形柱焊接顺序见图 4 13。 4.2.1 焊接钢结构工程安装 箱形柱焊接

32、顺序。 箱形柱中对称的两个柱面板要求由两名焊工同时对称施焊。 首先在无连接板的一侧焊至 1 /3 板厚，割去柱间连接板，并同时换侧对称施焊，接着两人分别继续在另一侧施焊，如此轮换直至焊完整个接头。 4.2.1 焊接钢结构工程安装（2） 定位焊规定定位焊必须由持相应合格证的焊工施焊，所用焊接材料应与正式施焊相当。 定位焊焊缝与最终焊缝有相同的质量要求。 钢衬垫的定位焊宜在接头坡口内焊接，定位焊焊缝厚度不宜超过焊缝设计厚度的 2 /3，定位焊焊缝长度宜大于 40 mm，间距宜为 500 600 mm，并应填满弧坑。 定位焊预热温度高于施焊预热温度。 当定位焊焊缝上有气孔或裂纹时，必须清除后重焊。（

33、3） 焊工钢印标识焊工焊接完毕，将事先分配的钢印号统一打在焊口上部 5 cm 处（钢梁焊工钢印打在上翼缘上部 5 cm 处）。 4.2.1 焊接钢结构工程安装（4） 焊接工艺参数CO2气体保护焊工艺参数见表 4 11，栓钉焊接工艺参数见表 4 12。 4.2.1 焊接钢结构工程安装 4.2.1 焊接钢结构工程安装（5） 垫板及引弧板规定 不应在焊缝以外的母材上打火、引弧。 角接头及对接接头主焊缝两端，必须配置引弧板和引出板，其材质应和被焊母材相同，坡口形式与被焊焊缝相同，禁止使用其他材质的材料充当引弧板和引出板。 气体保护焊缝引出长度大于 25 mm，引弧板和引出板宽度 50 mm，长度为板厚

34、的 1.5 倍且不小于 30 mm，厚度 6 mm。 焊接完成后，用火焰切割去除引弧板和引出板，并修磨平整。 不得用锤击落引弧板和引出板。 4.2.1 焊接钢结构工程安装（四） 质量标准1. 焊缝等级现场安装焊缝质量等级为二级。2. 焊缝外观检查标准及尺寸允许偏差焊缝的焊波应均匀，不得有裂纹、未熔合、焊瘤等缺陷，焊接区应无焊接飞溅物。 二、三级焊缝外观质量标准见表 4 13，对接焊缝及完全熔透组合焊缝尺寸允许偏差见表 4 14，部分熔透组合焊缝和角焊缝外形尺寸允许偏差见表 4 15。 4.2.1 焊接钢结构工程安装 4.2.1 焊接钢结构工程安装 4.2.1 焊接钢结构工程安装 4.2.2 螺

35、栓连接钢结构工程安装一、 工作情境某厂房钢框架主要包括钢柱、行车梁系统、屋架及屋面系统与墙架系统四部分。 钢构件的连接主要采用高强螺栓连接方式，试组织该工程的螺栓连接施工。二、 任务实施（一） 总体概况主厂房钢结构用扭剪型高强螺栓连接，高强螺栓由公司钢构厂提供，规格为 22 mm。 施工单位负责现场施工、验收工作。 4.2.2 螺栓连接钢结构工程安装（二） 施工准备（1） 螺栓、螺母、垫圈均应附有质量证明书，并应符合设计要求和国家标准的规定。 高强螺栓在运输保管过程中应轻装、轻卸，防止损伤螺纹。（2） 螺栓进场后，应存放在室内仓库内。 高强螺栓入库应按规格分类存放，并防雨、防潮。遇有螺栓、螺母

36、不配套，螺纹损伤时，不得使用。 螺栓、螺母、垫圈有锈蚀，应抽样检查紧固轴力，满足要求后方可使用。 螺栓等不得被泥土、油污黏染，保持洁净、干燥状态。 必须按批号，同批内配套使用，不得混放、混用。（3） 摩擦面采用喷砂、砂轮打磨等方法进行处理，摩擦系数应符合设计要求（一般要求 235钢为 0.45 以上，16 锰钢为 0.50 以上）。 摩擦面不允许有残留氧化铁皮，处理后的摩擦面可生成赤锈面后安装螺栓（一般露天存 10 d 左右），用喷砂处理的摩擦面不必生锈即可安装螺栓。 采用砂轮打磨时，打磨范围不小于螺栓直径的 4 倍，打磨方向与受力方向垂直，打磨后的摩擦面应无明显不平。 摩擦面防止被油或油漆等

37、污染，如污染应彻底清理干净。（4） 检查螺栓孔的孔径尺寸，孔边有毛刺必须清除掉。（5） 同一批号、规格的螺栓、螺母、垫圈，应配套装箱待用。 4.2.2 螺栓连接钢结构工程安装（三） 高强螺栓施工1. 工艺流程作业准备选择螺栓并配套接头组装安装临时螺栓安装高强螺栓高强螺栓紧固检查验收2. 螺栓长度的选择扭剪型高强螺栓的长度为螺栓头根部至螺栓梅花卡头切口处的长度。 选用螺栓的长度应为紧固连接板厚度加上一个螺母和一个垫圈的厚度，并且紧固后要露出不少于两扣螺纹的余长，并取 5 mm 的整数。3. 接头组装（1） 连接处的钢板或型钢应平整，板边、孔边无毛刺。 接头处有翘曲、变形必须进行校正，并防止损伤摩

38、擦面，保证摩擦面紧贴。（2） 装配前检查摩擦面、试件的摩擦系数是否达到设计要求，浮锈用钢丝刷除掉，油污、油漆清除干净。（3） 板叠接触面间应平整，当接触有间隙时，应按规定进行处理。 一般 1 mm 以下不作处理；3 mm 以下将高出的一侧磨成 1 10 斜面，打磨方向应与受力方向垂直；3 mm 以上加垫板，垫板两面摩擦面处理方法与构件相同。 4.2.2 螺栓连接钢结构工程安装（4） 连接处采用临时螺栓固定，其螺栓个数为接头螺栓总数的 1 / 3 以上；每个接头不少于两个，冲钉穿入数量不宜多于临时螺栓的 30 。 组装时先用冲钉对准孔位，在适当位置插入临时螺栓，用扳手拧紧。 不准用高强螺栓兼作临

39、时螺栓，以防螺纹损伤。（5） 安装高强螺栓 安装时高强螺栓应自由穿入孔内，不得强行敲打。 扭剪型高强螺栓的垫圈安在螺母一侧，垫圈孔有倒角的一侧应和螺母接触，不得装反。 螺栓不能自由穿入时，不得用气割扩孔，要用绞刀绞孔，修孔时需使板面紧贴，以防铁屑进入板缝，绞孔后要用砂轮机清除孔边毛刺，并清除铁屑。 螺栓穿入方向宜一致，穿入高强螺栓用扳手紧固后，再卸下临时螺栓，以高强螺栓替换。不得在雨天安装高强螺栓，且摩擦面应处于干燥状态。 4.2.2 螺栓连接钢结构工程安装（6） 高强螺栓的紧固紧固必须分两次进行。 第一次为初拧，初拧紧固到螺栓标准轴力（即设计预拉力）的 60 80 ，初拧的扭矩值不得小于终拧

40、扭矩值的 30 。 第二次紧固为终拧，终拧时扭剪型高强螺栓应将梅花卡头拧掉。 为使螺栓群中所有螺栓均匀受力，初拧、终拧都应按一定顺序进行。 一般接头应从螺栓群中间顺序向外侧进行紧固。 从接头刚度大的地方向不受约束的自由端进行。 从螺栓群中心向四周扩散的方式进行。（7） 检查验收 扭剪型高强螺栓应全部拧掉尾部梅花卡头为终拧结束，不准遗漏。 个别不能用专用扳手操作时，扭剪型高强螺栓和大六角头高强螺栓用扭矩法施工。 终拧结束后，检查漏拧、欠拧宜用 0.3 0.5 kg 重的小锤逐个敲检，如发现有欠拧、漏拧应补拧，超拧应更换。 检查时应将螺母回退 30 50，再拧至原位，测定终拧扭矩值，其偏差不得大于

41、 10 ，已终拧合格的做出标记。 做好高强螺栓检查记录，经整理后归入技术档案。 4.2.2 螺栓连接钢结构工程安装（四） 质量标准1. 保证项目 高强螺栓的型式、规格和技术条件必须符合设计要求及有关标准的规定，检查质量证明书及出厂检验报告。 复验螺栓预拉力符合规定后方准使用。 连接面的摩擦系数（抗滑移系数）必须符合设计要求。 表面严禁有氧化铁皮、毛刺、飞溅物、焊疤、涂料和污垢等，检查摩擦系数试件试验报告及现场试件复验报告。 初拧扭矩扳手应定期标定。 高强螺栓初拧、终拧必须符合施工规范及设计要求，检查标定记录及施工记录。2. 基本项目 外观检查：螺栓穿入方向应一致，螺纹外露长度不少于 2 扣。

42、扭剪型高强螺栓尾部卡头终拧后应全部拧掉。 摩擦面间隙符合施工规范的要求。 4.2.2 螺栓连接钢结构工程安装3. 成品保护 结构防腐区段（如酸洗车间）应在连接板缝、螺头、螺母、垫圈周边涂抹防腐腻子（如过氯乙烯腻子）封闭，面层防腐处理与该区钢结构相同。 结构防锈区段，应在连接板缝、螺头、螺母、垫圈周边涂快干红丹漆封闭，面层防锈处理与该区钢结构相同。4. 应注意的质量问题 装配面不符合要求：表面有浮锈、油污，螺栓孔有毛刺、焊瘤等，均应清理干净。 连接板拼装不严：连接板变形，间隙大，应校正处理后再使用。 螺栓螺纹损伤：螺栓应自由穿入螺孔，不准强行打入。 扭矩不准：应定期标定扳手的扭矩值，其偏差不大于

43、 5 ，严格按紧固顺序操作。拓展训练 钢结构工程施工一、 工作情境某公寓屋顶钢结构工程为钢框架剪力支撑的全钢结构体系，钢结构总重量约为 300 ，各类钢构件总数量约为 500 余根。 主要钢构件有钢柱、主梁、次梁、斜支撑、钢梯等。 试组织该钢结构工程的施工。二、 任务实施（一） 主要材料和节点1. 主要材料（1） 钢柱、框架钢梁、支撑（大部分）等承重构件用的钢材均采用 235B。（2） 235B 之间焊材采用 E4315 焊条。（3） 受力螺栓采用 10.9 级扭剪型高强螺栓。2. 主要节点（1） 钢柱与钢柱之间为全熔透的对接接头形式。（2） 主梁与钢柱之间、支撑与支撑牛腿之间、主梁与主梁之间

44、为钢接接头，即腹板用高强螺栓连接，翼缘采用全熔透的焊接接头。（3） 次梁与主梁之间为铰接接头，即腹板之间用高强螺栓连接，翼缘之间不连接。拓展训练 钢结构工程施工（二） 主要施工方法及技术要求1. 钢结构安装测量 钢柱安装定位控制线的测量放样。 首节柱及地脚螺栓以测量控制网的控制点作为测量依据，采用全站仪正倒镜投点法和直角坐标法放样出钢柱及地脚螺栓的安装轴线。 钢柱倾斜度测量及监测。 将 2 台经纬仪架设在钢柱相互正交的方向线上，采用正倒镜法测量钢柱的倾斜度。 在梁安装过程中，柱直线度一般会发生微小变化，因此采用 2台 2 经纬仪对相应柱进行跟踪观测。 若柱倾斜度不超标，只记录数据不必调整；若柱

45、倾斜度超标，先复核构件制作尺寸及轴线放样误差，然后再进行处理。 在梁安装过程中，不得再次调整柱的倾斜度。 在高强螺栓紧固前，测量所有柱倾斜度，紧固后再次复测，对倾斜度偏差较大的采用焊接变形的方法来校正。 焊接过程中对柱倾斜度跟踪监测，根据实际偏差情况，适当调整焊接顺序及施焊的速度。拓展训练 钢结构工程施工2. 地脚螺栓施工工艺（1） 钢柱地脚螺栓定位测量钢柱地脚螺栓定位测量关系到钢梁和结构加强层钢支撑的装配，其定位的准确是后期测量工作顺利进行的先决条件。 根据钢柱地脚螺栓的分布特点，采用“十”字放样法，确定出“十”字的四个点，并由该四点确定钢柱地脚螺栓组的中心线。 即按照图纸提供的数据，计算出

46、钢柱地脚螺栓组中心线的“十”字四点坐标；以基坑边布设的平面控制网作为测量依据，全站仪极坐标法放样出这些钢柱地脚螺栓组中心线控制点。 根据高程控制点和中心线控制点，进行钢柱地脚螺栓的预埋固定。拓展训练 钢结构工程施工（2） 地脚螺栓预埋钢柱通过地脚螺栓与基础承台相连接。 地脚螺栓预埋质量的关键指标有两个，一是地脚螺栓组中心相对轴线的偏移，二是单根柱地脚螺栓之间的距离。 为保证单根柱地脚螺栓的垂直度及其相互间的距离，用两块地脚螺栓套模，上下固定地脚螺栓。 套模按钢柱的柱脚底板螺栓孔位图进行套钻而成。 套模安装时，其相对于轴线的误差不得大于 1.0 mm。 为保证地脚螺栓组在混凝土浇筑过程中不被移动

47、，用 100 8 的角钢和膨胀螺栓直接从大底板下表面搭设钢架支撑地脚螺栓套模，使地脚螺栓套模与底板钢筋隔开，使地脚螺栓套模在绑扎钢筋时不受影响，保证定位准确。 钢筋绑扎以后，应该用电焊将上套模与钢筋笼焊接固定。 将地脚螺栓螺纹部分套上塑料管，进行妥善的保护，防止撞弯损伤螺纹丝扣。拓展训练 钢结构工程施工3. 钢结构吊装工艺（1） 钢柱吊装 首节钢柱吊装程序。 钢柱进场验收钢柱基础验收、放线钢柱吊装钢柱的标高、垂直度检验钢柱地脚螺栓固定。 钢柱吊装工艺要求。 钢柱吊装利用专门设计的吊装平衡梁进行吊装，自找平衡。拓展训练 钢结构工程施工 首节钢柱校正。 首节钢柱吊装就位以后，先对准钢柱中心线与基础

48、中心线，确定钢柱的平面位置，然后通过调节钢柱底板下的螺母来校正钢柱的直线度。 拓展训练 钢结构工程施工（2） 钢梁吊装 钢梁吊装程序。 钢梁进场验收钢梁吊装立柱直线度复测钢梁连接固定。 钢梁吊装工艺。 钢梁吊装利用专用扁担（吊装吨位按 10 设计），采用两点吊；吊点位置距离梁端为梁长的 1/4；吊点的构造形式采用在梁上直接绑扎两圈千斤绳；绳头用吊环捆扎锁死，再连到扁担上。 根据一节钢柱高度内的楼层数量实行上、中、下层三梁一吊。拓展训练 钢结构工程施工 钢柱、钢梁校正。 钢结构安装精度的控制以钢柱为主。 钢柱在自由状态下，要求其柱顶偏轴线位移控制到允许偏差范围内；在钢梁安装时对钢柱倾斜度进行监测

49、。 在钢梁安装中，应预留梁与柱牛腿节点焊接收缩量。 同样，钢柱标高控制时也应预留钢柱对接焊接收缩量。 钢梁安装时的水平度应不大于梁长的 1 /1 000，并且不得大于 10 mm。钢柱就位后，按照先调整标高、再调整扭转、最后调整倾斜度的顺序。 采用绝对标高控制方法，利用塔吊、钢楔、垫板、撬棍及千斤顶等工具将钢柱校正准确。 形成框架后不再需要进行整体校正。 钢柱校正采用无缆风绳校正方法。 标高调整时利用塔吊吊钩的起落、撬棍拨动调节上柱与下柱间隙直至符合要求，在上下耳板间隙中打入钢楔。 扭转的调整是在上下耳板的不同侧面加垫板，再夹紧连接板即可。 钢柱的倾斜度是通过千斤顶与钢楔进行校正，在钢柱偏斜的

50、同侧锤击钢楔或微微顶升千斤顶，便可将倾斜度校正至规范要求。钢梁水平度若超标，主要是耳板位置或螺孔位置有偏差。 针对不同情况割除耳板重焊或填平螺孔重新制孔。拓展训练 钢结构工程施工4. 钢结构高强螺栓施工工艺本工程按照每 2 000 钢构件为一批，不足 2 000 按照一批计算，每批试件 3 5 组，进行摩擦面滑移系数复验，要求摩擦系数的平均值不得低于设计值，变异系数不得大于 10 。 摩擦面表面不得有浮锈、油污、油漆等杂物，否则应清理达到规范要求为止；清理时一般使用钢丝刷、铲刀，不得使用磨光机。5. 钢结构焊接施工工艺本工程现场焊接工作主要包括以下几个部分：钢柱对接接头的焊接；梁与钢柱之间的焊

51、接；钢支撑的焊接。根据本工程的特点，选择焊接方法应侧重考虑焊接质量和熔敷速度（即焊接速度），故选用CO2气体保护焊作为本工程的主要焊接方法。 根据电弧焊操作灵活，抗风能力强的特点，将其作为辅助焊接方法。 拓展训练 钢结构工程施工高强螺栓安装工艺流程拓展训练 钢结构工程施工拓展训练 钢结构工程施工5. 钢结构焊接施工工艺（1） 对焊接过程的要求 焊前准备。拓展训练 钢结构工程施工 焊接顺序。 在钢结构焊接中，先焊接的部分先定位，阻碍了与之相关联的后焊焊缝的自由收缩，因此，确定合理的焊接顺序很重要。 合理的焊接顺序可以减小焊接应力和焊接变形，有利于保证钢构件几何尺寸。a. 外框架焊接顺序。 外框架

52、组装一个节点后，竖向从上层开始向下层焊接；平面上按照对称性分为四个区域，各个区域由中间向两边对称焊接；钢梁全部焊完后，进行钢柱对接焊接。 每一节外框架结构包括钢柱和钢梁。b. 钢柱焊口的焊接顺序见如图。 每个焊口由两名焊工对称施焊。 前两层焊道分段退焊，每段 450 mm 左右，视钢管柱组装耳板的间距而定。 相邻焊道起弧点应互相错开 50 mm 以上。拓展训练 钢结构工程施工c. 钢柱焊口焊道排列见图4-21。 图 a 为打底焊，采用分段退焊法施焊；图 b为第一层填充焊，采用分段退焊法施焊；图 c 为其他各层打底焊，可连续施焊；最后一层打底焊的外观应平整，为盖面焊能得到优良的外观质量打好基础；

53、图 d 为盖面焊，应使用稍小的焊接电流，以控制焊缝的外形。d. 钢梁焊接顺序见图4-22。 先焊下翼板焊缝再焊上翼板焊缝，上、下翼板的焊条运行方向相反。拓展训练 钢结构工程施工 定位焊。 定位焊应由持证焊工施焊。 当定位焊缝在坡口内时，定位焊缝是正式焊缝的一部分，定位焊缝必须是没有焊接缺陷的。 当定位焊缝在坡口外部通过卡具定位时，定位焊缝与基本的结合处不得有咬肉现象，如出现咬肉，必须进行补焊。 当主焊缝焊接完毕割除卡具后，应用电动砂轮机打磨定位焊缝至与基本金属平齐。如出现深度超过 0.5 mm 的缺陷，应按规定的焊接工艺进行补焊。 打底焊：a. 用电动砂轮机清理焊接处，至焊接坡口呈现金属光泽。

54、b. 定位焊完成后进行打底焊，采取分段退焊，每段 600 mm。c. 对于无垫板的焊接坡口，应用焊条电弧焊进行打底焊，用 CO2气体保护焊填充、盖面。 对于有垫板的焊接坡口，如果垫板与母材的间隙2 mm，则应使用焊条电弧焊封堵间隙，然后用 CO2气体保护焊进行焊接；如果垫板与母材的间隙 2 mm，则可直接用 CO2气体保护焊进行焊接。d. 在打底焊过程中，要处理焊口根部存在的坡口间隙和钝边不一致等问题，焊接时必须精神专注，一丝不苟。e. 按焊接工艺卡规定的工艺参数进行焊接。拓展训练 钢结构工程施工 填充焊。 填充焊的焊接量占焊口焊接量的绝大部分。a. 填充焊宜紧跟打底焊进行，只有焊缝厚度达到设计厚度 1 /3 以上方可进行短暂停息。b. 焊前应彻底清除打底层焊道的焊渣，可使用针束除渣机或电动砂轮机进行。c. 填充焊的层间温度不应高于 250。d. 打底焊和第一层填充焊应采取分段退焊，以后各层焊道可以连续焊接。e. 在进行钢管柱焊接时，当焊缝高度达到母材板厚度的三分之一时，可以割除定位耳板（耳板的存在影响了焊接的连续性）；割除耳板的时机应由钢结构专业的技术人员确定，并必须经过计算，以确保结构的安全。f. 焊缝宜不间断连续焊完。g. 在焊枪喷嘴下方和保护罩内涂防飞溅膏时，可能引起熔敷金属扩散氢含量显著升高，在应用防飞溅膏之前，应经过模拟试验确认其对质量无影响后方可使用。h