钢结构工程制作与施工习题答案 北邮

PAGEPAGE14单元1思考与练习简述钢结构的特点及应用。答：特点：综合力学性能好、重量轻、便于拆装、生产周期短、易于实现高度现代化工业生产、可回收利用。应用：主要应用于国家重点工程和大型厂房，建筑。钢结构加工制作有哪些特点？答：（1）专业化（2）规模化（3）工业化（4）多样化钢结构加工制作主要有哪些过程？其主要工艺包括哪几种方法？答：过程：施工详图设计，原材料采购，零件与部件的加工、组装、焊接、预拼装、表面处理、涂装、包装、运输等。主要工艺方法：样杆，样板的制作、号料、划线、切割、边缘加工和端部加工、制孔。单元2思考与练习碳素结构钢按含碳量不同可分哪几类？目前国内建筑钢结构中主要使用的碳素钢有哪些？答：碳素结构钢按含碳量可分为低碳钢，中碳钢，高碳钢。目前国内建筑钢结构中主要使用的碳素钢是低碳钢。说明Q390GJE钢材牌号中各部分的含义。答：Q表示碳素结构钢，390是钢的屈服点数值是390MP,GJ表示其为高性能建筑结构用板，E表示质量等级是E。厚度方向性能钢板分几级？各有什么技术要求？答：厚度方向性能钢板分3级。技术要求：（1）钢的硫含量(熔炼分析)应符合Z

向性能级别

Z15

Z25

Z35

含硫量，%分别不大于

0.01、

0.007、

0.005

（2）

钢板厚度方向性能级别及其断面收缩率的平均值和单个值应符合

断面收缩率φz,%

级别

三个试样平均值分别不小于15/25/35

单个度样值分别不小于

10、15

、25

焊条根据熔敷金属的力学性能划分，包括哪几种类型？答：E43和E50两个类型分别说明ER55-B2-MnV和F48A3-H10Mn2-H5的含义。答：前者ER表示焊丝，55表示熔敷金属抗拉强度的最小值为550Mpa，B2表示金属化学成分分类代号，MnV表示熔敷金属中含有锰元素和钒元素。后者F表示焊剂，48表示熔敷金属抗拉强度，A表示试件为焊态，3表示熔敷金属冲击功不小于27J时的试验温度为-40℃，H10Mn2表示焊丝牌号，H5表示熔敷金属中扩散氢含量不大于5mg/100g.Q345B材料采用手工电弧焊、埋弧焊和二氧化碳气体保护焊时，分别选用什么焊材？答：分别选用E50、F48、ER50焊材。简述实芯焊丝和药芯焊丝的区别。答：药芯焊丝与实芯焊丝的区别在于前者管内部有药芯所起的作用和焊条药皮相似，如稳弧改善操作性能起保护作用，添加合金成分改善接头的力学性能。因此药芯焊丝具备许多优点,生产效率高可以连续自动和半自动生产,熔敷速度高,焊缝截面大可以减少坡口角度节省熔敷金属,对焊缝有明显的冶金改善效果焊丝的工艺性能力学性能好。可以说药芯焊丝集焊条和实芯焊丝的优点于一身这是它迅猛发展的主要原因。8.高强度螺栓有哪两类？对应的性能等级分别是什么？答：有大六角头和牛剪型，分别对应的性能等级是8.8级、10.9级。单元3思考与练习钢结构制造厂的建立应考虑哪几方面的问题？答：制造厂的组成、生产组织方式、生产线的布置、生产条件要求等。原材料进场检验与复验的主要内容是什么？答：主要内容有：（1）钢材的数量和品种是否与订货单相符。（2）钢材的质量保证书是否与钢材上打印的记号相符；每批钢材必须具备生产厂提供的材质证明书，写明钢材的炉号、钢号、化学成分和机械性能。（3）核对钢材的规格尺寸。各类钢材尺寸的容许偏差，可参照有关规定进行核对。（4）钢材表面质量检验。无论扁钢、钢板还是型钢，其表面均不允许有结疤、裂纹、折叠和分层等缺陷。钢材表面的锈蚀深度不得超过其厚度公差。3.钢结构制作开工前的准备主要有哪几点？答：材料准备，技术准备，资源准备单元4思考与练习放样和下料的主要方法有哪些？答：放样方法：实尺放样，光学放样、计算机放样等。下料：气割，剪切，冲切和锯切钢材常用的边缘和端部加工方法主要有哪些？答：钢材常用的边缘和端部加工方法主要有铲边、刨边、铣边、碳弧气刨、坡口加工等等。钢材的切割方法有哪些？各有什么特点？答：钢材的切割方法有机械切割、气割、等离子切割等。机械切割特点：速度快，效率高。气割特点：设备简单、使用灵活。其缺点是对切口两侧金属的成份和组织产生一定的影响、以及引起被割工件的变形等。等离子切割特点：应用面很广，切割速度快，切口质量好，成本较低。钢材弯曲加工方法有哪些？答：钢材的弯曲按加工方法分为压弯、滚弯和拉弯。钢材制孔有哪些方法？答：钢材的制孔方法主要有钻孔、冲孔、铣孔、铰孔、扩孔和锪孔等方法，对直径较大或长形孔也可采用气割制孔。单元5思考与练习常用的焊接方法有哪几种？分别适用于什么范围？答：焊条电弧焊（适用于大多数金属和合金的焊接），埋弧焊（适用于大型构件的直缝合环缝焊接），熔化极气体保护电弧焊（只能用于碳钢和低合金钢焊接），电渣焊（用于厚板拼接，炼钢厂高炉的垂直焊接，锻件的焊接），螺柱焊（用于汽车、造船、机车、机械、锅炉、容器、建筑、民用等行业。）电渣焊常用的有几种形式？简单说明其原理。答：两种。（1）熔嘴电渣焊原理：焊接时，将管焊条插入被焊钢板与铜块形成的缝槽内，电弧将焊剂熔化成熔渣池，电流使熔渣温度超过钢材的熔点，从而熔化焊丝和钢板边缘，构成一条堆积的焊缝。（2）非熔嘴电渣焊原理：同上。焊缝按连接方式、构造特点、工作性质和施焊位置可分成哪些类型？角接连接的焊缝是否全部是角焊缝？举例说明。答：按连接方式分：对接、搭接、角接和T形连接。构造特点分为：对接焊缝和角焊缝。按工作性质分为：强度焊缝和密强度焊缝。按施焊位置分为：俯焊，立焊，横焊，仰焊。角接连接的焊缝不全部是角焊缝。角焊缝的尺寸应符合哪些规定？答：《焊缝符号表示法》、《建筑结构制图标准》在什么情况下要进行焊接工艺评定试验？答：在钢结构构件制作及安装施工之前。某企业在原来的工程中已做过Q345B材质40mm钢板焊条电弧焊的焊接工艺评定且合格，现需要焊接60mm的钢板，假设其他条件相同，请问现在是否需要重新做焊接工艺评定？说明原因并确定焊接前的最低预热温度。答：需要，最低预热温度是140℃。40mm和70mm钢板焊接时及Q235B与Q345C钢材焊接其预热温度如何确定？答：按厚板确定预热温度。焊接接头材质不同时，按高强度、高碳当量的钢材确定预热温度。8.焊后消氢处理的加热温度是多少？保温时间如何确定？答：250℃~350℃，保温时间依据工件板厚度按每25mm不得小于0.5h，且总保温时间不得小于1h确定。9.简述焊条电弧焊、埋弧焊、二氧化碳气体保护焊常见缺陷产生的原因及防止措施。答：电弧焊见书P221表，埋弧焊见书P224表，二氧化碳气体保护焊见书P227表。10.焊接裂纹一般有几种？如何防止冷裂纹的产生？答：再热裂纹，冷裂纹，层状撕裂，应力腐蚀裂纹。预热和焊后热处理都是控制冷裂纹，一个是控制脆硬组织产生、另一个消除扩散氢的含量。11.简述减小焊接变形的主要措施。答：减少焊缝截面积。对屈服强度345Mpa以下和淬硬性不强的钢材采用较小的热输入，尽可能不预热或者适当降低预热。焊板焊接尽可能采用多层焊代替单层焊。可采用间断焊接法。采用双面对称坡口，多层焊采用与构件中和轴对称的焊接顺序。采用焊前反变形，刚性夹具固定法。采用构件预留长度法等等。12.如何减少焊接残余应力？答：减少焊缝尺寸，减小焊接拘束度，采取合理的焊接顺序，降低焊件刚度。单元6思考与练习图6-53所示为某工程箱形钢柱，其规格为□1400×1400×40，厚度不小于40mm，材质为Q345GJC-Z15，其他材质为Q345C；箱形柱主焊缝、隔板与箱形柱的焊缝及牛腿与箱形柱的焊缝均为全熔透一级，箱形柱内部纵向劲板为部分熔透焊缝，牛腿翼缘板与腹板之间的焊缝为角焊缝，请编制该箱形柱的制作工艺流程。略图6-53题1用图2.图6-54所示为某工程铸钢节点，铸钢材质为G20Mn5QT，对接构件材质为Q345B。请编制该铸钢节点的制作工艺流程。略图6-54题2用图3.图6-55所示为某工程非标准钢柱柱脚，厚度为50mm的钢板的材质为Q345C-Z25，厚度为40mm的钢板的材质为Q345C-Z15，其他均为Q345C；柱脚由底板、两块翼缘板和数块加劲板组成，两块翼缘板需折弯，三块加劲板贯穿柱顶板，使柱脚中间部位形成不规则的日字形；除牛腿翼缘板与腹板的焊缝为角焊缝外，其余均为全熔透焊缝。请编制该柱脚的制作工艺流程及主要工艺要点。图6-55题3用图4.规格为φ1400×40、材质为Q345B、长度为10000mm的钢管可采用哪些方法加工成形？说明其各自的优缺点，并选择其中一种方法编制其制作工艺流程。略单元7思考与练习普通螺栓性能等级分为哪几级？普通螺栓按制作精度分为哪几级？请说明螺栓性能等级标号5.8的含义。答：3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9十个等级。按制作精度可分为A/B/C三个等级。螺栓材质公称抗拉强度500Mpa,螺栓材质的屈强比值是0.8。螺栓连接中的垫圈一般有几种？一般在地脚螺栓和槽钢倾斜面上各使用什么垫圈？答：4种。各使用方形垫圈和斜垫圈。：3.普通螺栓连接时，若有防松动要求，则应采取什么措施？当被连接钢板厚度为16mm时，螺栓直径宜取多少？螺纹露出螺母的长度一般为多少？答：采用锤击法。螺栓直径取20mm。5mm。4.已知两块14mm厚的钢板用普通螺栓连接，螺母厚度为23mm，垫圈厚度为4mm，垫圈个数为两个，请计算螺栓长度。答：50mm.5.高强螺栓连接按受力情况分为哪几种类型？从外形上分为哪几种类型？目前我国使用的这些类型中分别有哪几种性能等级？答：摩擦型连接、承压型连接、张拉型连接。外形上可分为大六角头和牛剪型两种，8.8级和10.9级，12.9级三种。6.大六角头高强度螺栓连接副和扭剪型高强度螺栓连接副各包含哪些零件？答：大六角头含一个螺栓、一个螺母，两个垫圈。扭剪型含一个螺栓，一个螺母，一个垫圈。7.大六角头高强度螺栓在连接时，其垫圈有什么要求？当高强螺栓不能自由穿入孔时，应如何处理？答：垫圈螺头和螺母两侧各一个垫圈。该孔应用铰刀进行修整。8.大六角头高强度螺栓及扭剪型高强度螺栓各有哪些施工方法？请简单说明其主要原理。答：大六角头高强度螺栓有扭矩法施工和转角法施工，扭矩施工原理：使用扭矩扳手按施工扭矩值进行终扭。转角法施工原理：操作人员按照螺母旋转角度紧固施工扭剪型高强度螺栓有紧固原理和紧固轴力。原理采用扭矩法原理。9.高强度螺栓连接的主要检验项目有哪些？答：资料检验，工地复验项目，一般检验项目单元8思考与练习1.钢结构预拼装主要分为哪几类？答：构件预拼装，桁架预拼装，部分结构预拼装，整体结构预拼装。2.简述钢结构预拼装的方法和要求。答：平面预拼装和立体预拼装两种方法。要求：所有进行预拼装的构件加工质量应符合设计和相关规范的要求。预拼装场地所用的支撑凳或平台应测量找平，预拼装完成后进行测量时，应拆除全部临时固定或拉紧装置。预拼装测量时间应在日出前、日落后或阴天进行。预拼装检验合格后，应在构件上标注定位线，中心线，标高基准线等。预拼装尺寸应考虑焊接收缩等拼装余量。3.简述大跨度钢管桁架结构预拼装的关键工艺。答：桁架整体预拼装要点，桁架预拼装，预拼装检验，标记，标识。4.已知柱采用箱形截面柱，梁采用焊接H型钢梁；柱上设牛腿，梁与牛腿之间采用栓钉焊连接（上、下翼缘板采用焊接，腹板采用高强度螺栓连接）。简述高层钢结构梁、柱预拼装的要点。答“桁架工厂预拼装胎架设置，桁架工厂预拼装工艺，预拼装检验，标记、标识。5.简述焊接空心球节点网架的预拼装工艺。答：（a）桁架工厂预拼装胎架设置（b）桁架工厂预拼装工艺（c）预拼装检验（d）标记，标识。单元9思考与练习1.钢材表面的油污如何清除？答：有机溶剂清洗，化学除油法，电化学除油，乳化除油法，超声波除油法等。2.钢材表面的锈蚀分为哪几个等级？各有什么特点？答：A、B、C、D四个等级。A全面覆盖着氧化皮，而几乎没有铁锈。B已发生锈蚀，并有部分氧化皮剥落。C氧化皮应锈蚀而剥落，或者可以刮除，并有少量点蚀。D氧化皮应锈蚀而全面剥落，并普遍发生点蚀。除锈等级分为哪几类？每种类型用什么符号表示？各有什么特点？答：喷射或抛射除锈（Sal）：轻度的喷射或抛射除锈，钢材表面无可见的油脂或污垢，并没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。手工和动力工具除锈（St）：彻底的手工和动力工具除锈，钢材表面无可见的油脂或污垢，并没有附着不牢的氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物。火焰除锈（F1）：钢材表面无氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物，任何残留的痕迹仅为表面变色。防腐涂装设计的主要内容有哪些？无机富锌底漆宜采用什么方法除锈？氯化橡胶漆能否适应高温环境？答：内容有防腐涂料分类，钢结构重防腐涂料，防腐涂料选用，防腐涂料设计。无机富锌底漆宜采用酸洗除锈法为宜。氯化橡胶漆不能适应高温环境。防腐涂料的涂装一般有哪几种方法？小直径的圆钢管（如φ60）采用什么方法涂装为宜？一遍漆膜厚度可达150μm以上的是什么涂装法？答：分为刷涂法，滚涂法，空气喷涂法和无气喷涂法。小直径的圆钢管（如φ60）采用刷涂法为宜。一遍漆膜厚度可达150μm以上的是无气喷涂法。6.测得空气温度为10℃，空气相对湿度为75%，已知露点值可通过查阅表9-14得到，则钢材表面是否应在13℃以上才能涂装施工？请说明原因。表9-14露点值查对表单位：℃环境温度/℃相对湿度/%55%60%65%70%75%80%85%90%95%5-3.3-2.1-1.00.03.44.3答：查表可知，当空气温度为10℃，空气相对湿度为75%时，露点温度是5.8℃，则钢材表面的温度应在8.8℃以上涂装，所以不在13℃以上才能涂装。7.防火涂料一般分为几类？各自的主要特点是什么？答：分为超薄膨胀型，薄涂膨胀型，厚涂膨胀型三种。超薄膨胀型：涂层厚度3mm以下，有良好的理化和装饰性能，受火时膨胀发泡形成致密，强度高的防火隔热层，耐火极限可达0.5~2.0h。薄涂膨胀型：涂层厚度一般为3~7mm,有一定装饰效果，高温时膨胀增厚，具有耐火隔热作用,耐火极限可达0.5~3.0h。厚涂膨胀型：其涂层厚度一般为8~45mm，粒状表面，密度较小，热导率低，耐火极限可达0.5~3.0h.8.简述厚涂型钢结构防火涂料的施工操作要点。答：（1）喷涂一般分若干次完成，第一次喷涂以基本盖住钢材基面或底漆即可，以后每次喷涂厚度5~10mm,必须在前一次涂层基本干燥或固化后再接着喷，通常每天喷一遍。（2）喷涂保护方式、喷涂次数与涂层厚度应根据防火设计要求确定。（3）喷涂时，操作者要紧握喷枪，保持一定的移动速度，不在同一位置久留。（4）喷涂过程中，操作者应采用测厚仪检测涂层厚度，当厚度达到设计要求时，停止喷涂。（5）喷涂后的涂层应适当修补。9.防火涂料的试验主要有哪些？答：粘结强度试验，抗压强度试验单元10思考与练习钢构件质量检验的内容有哪些？答：尺寸检验，焊缝检验，外观检测。简述铸钢节点的检查重点。答：外观质量检查和内部质量检查，外观质量检查包括表面粗糙度、表面缺陷及清理状态，尺寸公式。内部质量检查包括化学成分，力学性能以及内部缺陷。焊接工程常用的检查工具和仪器有哪些？答：放大镜，焊缝量规，钢尺，角尺及超声波，X射线，磁粉，渗透探伤所用的仪器等。钢构件验收的资料包括哪些？答：（1）设计图、施工详图和设计变更文件。（2）制作中技术问题处理的协议文件。（3）钢材、连接材料和涂装材料的质量证明书和试验报告。（4）焊接工艺评定报告。（5）高强度螺栓摩擦面抗滑移系数实验报告、焊缝无损检验报告及涂层检测资料。（6）主要构件验收记录。（7）预拼装记录。（8）构件发运和包装清单。钢构件交付时，应做好哪些工作？答：（1）构件清单数量的复核，确认交付时的包装箱数。（2）交付时包装箱是否因运输搬运产生损坏、丢失或污染，或是恶劣环境条件引起的损坏等。（3）特殊的物资交接注意事项说明。（4）必要时，由双方共同参与开箱清点确认工作。6.现需把在中国武汉生产的一批钢构件（为箱形柱和H型钢梁）运到阿拉伯联合酋长国的阿布扎比，请设计最佳的运输路线和运输方式。答：水路运输。单元11思考与练习原材料质量检验的方法有哪些？答：资料检查、外观检验、理化试验和无损检测。当Q235钢与Q345钢混合后，在不试验的情况下，可按哪种材料使用？当Q345B与Q345C混合后，可按哪种材料使用？为什么？答：按Q235使用，当Q345B与Q345C混合后按Q345B使用。在钢结构的制作加工中，当采用冲孔方法加工时，其钢板厚度一般控制在多少以内？当采用铣加工端面时，端