钢结构工程施工第一学习单元

钢结构工程施工第一学习单元第一页，共43页。鸟巢第二页，共43页。常见的钢构第三页，共43页。轻钢门式刚架结构第四页，共43页。钢框架结构第五页，共43页。管桁架结构第六页，共43页。网架结构第七页，共43页。钢结构工程施工目的：按图施工重点：识图→加工制作→安装→验收难点：识图第八页，共43页。学习单元1

钢结构施工预备知识1.1钢结构的材料1.2钢结构的连接重点：钢材的分类、规格及标注、主要的连接方式难点：标注、焊缝连接、螺栓连接第九页，共43页。1.1钢结构的材料钢结构对所有钢材的要求影响钢材性能的主要因素结构钢材的种类及牌号结构钢材的选用及质量控制钢材的规格及标注方法第十页，共43页。1.1.1钢结构对所有钢材的要求1、钢结构对钢材性能的要求

2、现行《钢结构设计规范》（GB50017-2003)规定对于抗震更高要求：（GB50017-2014)第十一页，共43页。1.1.2影响钢材性能的主要因素1)化学成分的影响2)成材过程的影响冶炼→浇筑→轧制→热处理热处理目的：取得较高强的用时保持良好的塑性和韧性3)其他因素的影响第十二页，共43页。1.1.3结构钢材的种类及牌号1)碳素结构钢(0.03%~2.00%)2)低合金结构钢(提高强度、耐腐蚀、耐磨、低温冲击韧性)3)优质碳素结构钢两大类：普通含锰量的钢、较高含锰量的钢，前者数字后不加Mn4)其他建筑用钢第十三页，共43页。1.1.4结构钢材的选用及质量控制目的：结构安全可靠，同时用材经济合理1)选择钢材时应考虑的因素①结构或构件的重要性②荷载性质（静载或动载）③禁用Q235F的情况④性能要求⑤需要疲劳验算的情况⑥露天环境或腐蚀介质情况⑦钢材厚度⑤第十四页，共43页。1.1.4结构钢材的选用及质量控制2)规范推荐钢材：Q235、Q3453)钢材质量控制①碳素结构钢（五个等级）②低合金高强度结构钢（八个等级）③钢材性能的鉴定到场验收，符合国家标准和设计要求复验：外混厚一复疑第十五页，共43页。1.1.5钢材规格及标注方法钢结构中的元件：型钢(热轧和冷轧)及钢板第十六页，共43页。1.1.5钢材规格及标注方法第十七页，共43页。1.2钢结构的连接第十八页，共43页。1.2钢结构的连接焊接优点:节约钢材(无拼接板),制造简单,密闭性好,因此我国80~90%的钢结构都用焊接焊接的缺点，易产生焊接应力和焊接变形，有变脆的倾向，冲击韧性差，有弧光。螺栓连接缺点：相对于焊接1、有拼接板，费钢；2、拼接板要打孔，制造麻烦，（铆更烦一般热）；3、密闭性差。优点：1、无热影响区；2、无焊接残余应力；3、冲击韧性好；4、无弧光，但有噪音（打铆）；5、拆卸方便。螺栓连接用于动荷，重要结构，可拆卸的结构，铆接基本被淘汰因此连接的重点在焊接。第十九页，共43页。1.2.1焊缝连接焊接接头及焊缝的形式第二十页，共43页。1.2.1焊缝连接1)对接焊缝(坡口焊缝)①对接焊缝的坡口形式第二十一页，共43页。1.2.1焊缝连接②引弧板的设置第二十二页，共43页。1.2.1焊缝连接③不同宽度或厚度的钢板拼接第二十三页，共43页。1.2.1焊缝连接2)贴角焊缝的连接构造①贴角焊缝的截面形式第二十四页，共43页。1.2.1焊缝连接②角焊缝各部分的名称焊根：焊缝底部焊趾：焊缝表面与母材的交界处焊脚：角焊缝与焊件的相交线，此交线长度称为焊脚尺寸，用hf表示第二十五页，共43页。1.2.1焊缝连接③角焊缝的分类第二十六页，共43页。1.2.1焊缝连接④角焊缝的构造要求（1)最大焊脚尺寸

为了避免烧穿较薄的焊件，减少焊接应力和焊接变形，且扩大热影响区，角焊缝的焊脚尺寸不宜太大。规范规定：除了直接焊接钢管结构的焊脚尺寸hf不宜大于支管壁厚的2倍之外，hf不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍。

在板件边缘的角焊缝，当板件厚度t＞6mm时，hf

≤t；当t＞6mm时，hf

≤t-（1-2）mm。圆孔或槽孔内的角焊缝尺寸尚不宜大于圆孔直径或槽孔短径的1/3。（2)最小焊脚尺寸

焊脚尺寸不宜太小，以保证焊缝的最小承载能力，并防止焊缝因冷却过快而产生裂纹。规范规定：角焊缝的焊脚尺寸hf不得小于

1.5

，t为较厚焊件厚度（单位：mm）；自动焊熔深大，最小焊脚尺寸可减少1mm，对T形连接的单面角焊缝，应增加1mm，当焊件厚度等于或小于4mm时，则最小焊脚尺寸与焊件厚度相同。第二十七页，共43页。1.2.1焊缝连接（3)侧面角焊缝的最大计算长度

侧面角焊缝的计算长度不宜大于60

hf，当大于上述数值时，其超过部分在计算中不予考虑。这是因为侧焊缝应力沿长度分布不均匀，两端较中间大，且焊缝越长差别越大。当焊缝太长时，虽然仍有因塑性变形产生的内力重分布，但两端应力可首先达到强度极限而破坏。若内力沿侧面角焊缝全长分布时，比如焊接梁翼缘板与腹板的连接焊缝，计算长度可不受上述限制。（4)角焊缝的最小计算长度

角焊缝的焊脚尺寸大而长度较小时，焊件的局部加热严重，焊缝起灭弧所引起的缺陷相距太近，以及焊缝中可能产生的其他缺陷，使焊缝不够可靠。对搭接连接的侧面角焊缝而言，如果焊缝长度过小，由于传力线弯折大，也会造成严重应力集中。因此，为了使焊缝能够有一定的承载能力，根据使用经验，侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度均不得小于8

hf和40mm，也就是说，其实际焊接长度应较前述数值还要大2

t（单位：mm）。第二十八页，共43页。1.2.1焊缝连接（5)搭接连接的构造要求

当板件端部仅有两条侧面角焊缝连接时（图3.21），试验结果表明，连接的承载力与b/lW有关。b为两侧焊缝的距离，Lw为侧焊缝长度。当

b/lW＞1时，连接的承载力随着

比值的增大而明显下降。这主要是因应力传递的过分弯折使构件中应力分布不均匀造成的。为使连接强度不致过分降低，应使每条侧焊缝的长度不宜小于两侧面角焊缝之间的距离，即b/lW≤1。两侧面角焊缝之间的距离b也不宜大于16t(t＞12mm)或200mm（t≤12mm）,t为较薄焊件的厚度，以免因焊缝横向收缩，引起板件发生较大拱曲。

在搭接连接中，当仅采用正面角焊缝时（图3.22），其搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍，也不得小于25mm，以免焊缝受偏心弯矩影响太大而破坏。在转角处不能灭弧和起弧。第二十九页，共43页。1.2.1焊缝连接

第三十页，共43页。1.2.1焊缝连接

杆件与节点板的连接焊缝宜采用两面侧焊，也可用三面围焊，对角钢杆件可采用L形围焊所有围焊的转角处也必须连续施焊。第三十一页，共43页。1.2.1焊缝连接（1-2）3)焊接连接材料—焊条的选择第三十二页，共43页。1.2.1焊缝连接4)焊接连接施工图①焊接连接施工图的指引线第三十三页，共43页。1.2.1焊缝连接焊缝符号详见表1-14焊缝尺寸符号详见表1-15第三十四页，共43页。1.2.1焊缝连接练习题第三十五页，共43页。1.2.2螺栓连接螺栓连接副直径，同一结构常用一种直径，常用直径为M20、M22、M24、M27第三十六页，共43页。1.2.2螺栓连接1)普通螺栓排列排列，要求：整齐、紧凑、简平、统一，有二种排法。a.并列 b.错列尺寸：原则：距离不能大小（否则钢板要被损坏，高强螺栓不好拧）规定dmin=3d第三十七页，共43页。1.2.2螺栓连接①普通螺栓按传力方式分类受剪螺栓连接受拉螺栓连接抗剪螺栓连接第三十八页，共43页。1.2.2螺栓连接②受剪螺栓的破坏可能形式第三十九页，共43页