H钢基础知识课件

基础知识－H型钢结构篇（课程时间：80分钟）1精选课件ppt讲师简介徐廷波：2001年7月毕业于焊接工艺及设备专业2002年5月进入万事达公司至今工作于万事达钢结构有限公司技术科主要负责H型钢结构车间生产技术、加工详图及鹰式钢架结构2精选课件ppt课程内容一、钢结构的应用二、钢结构的特点三、轻型钢结构四、结构材料五、连接材料八、术语、常识六、H钢结构车间生产工艺流程七、车间加工工艺要求九、承接工程注意事项十、加工优势3精选课件ppt一、钢结构的应用1、工业厂房2、大跨度结构3、高耸结构4、多层和高层建筑5、承受震动何在影响及地震作用的结构6、板壳结构7、其它特种结构8、可拆卸或移动的结构9、轻型钢结构10、钢与混凝土组合结构4精选课件ppt1、建筑钢材强度高，塑性韧性好二、钢结构的特点2、钢结构的重量轻3、各向同性和力学计算的假定比较符合4、钢结构制作简便、施工工期短5、钢结构密闭性能好6、钢结构耐腐蚀性差7、钢材耐热不耐火8、钢结构在低温和其它条件下，可能发生脆性断裂。5精选课件ppt(一)、轻型钢结构建筑特点：三、轻型钢结构

1、自重轻，约为砖混结构的1/30，基础处理费用低；

2、构件截面小，钢度好使用面积和空间利用率高，尤其适用于低层大跨建筑；

3、施工周期短，施工占地小；

4、可多次拆装，重复使用，回收率达70％；

5、抗腐蚀性强，耐久性好，可靠性高，适用于厂房，仓库等，使用寿命为15-25年，最高可达35年以上；

6、保温隔热，隔声性能好；

7、屋面及墙面采用轻质复合板或彩色压型板，整体性好，抗风抗震能力强，轻巧大方色彩多样。6精选课件ppt三、轻型钢结构(二)、门式钢架轻钢结构门式轻钢结构结构体系：门式轻钢结构主钢架檩条围护支撑通风采光落水钢柱（GZ）钢梁（GL）抗风柱（KFZ）吊车梁（DCL）屋面檩条（WL）墙面檩条（QL）屋面板墙面板柱间支撑（ZC）水平支撑（SC）7精选课件ppt四、结构材料（一）、钢材的分类

1、按建筑用途分类：有碳素结构钢（普通及优质）、焊接结构用耐候钢（耐大气腐蚀钢）、高耐候性结构钢、桥梁用结构钢等。

2、按化学成分的碳及合金元素分类：1）碳素钢：低碳钢（C≤0.25%）、中碳钢（C=0.26%~0.6%）及高碳钢C>0.6%）

2）合金钢：低合金钢（合金元素总量<5%）、中合金钢（合金元素总量5%~10%）及高合金钢（合金元素总量>10%）

3、按化学成分的硫及磷含量分类：普通钢、优质钢、高级优质钢；

4、按炼钢炉炉种分类：有平炉钢、氧气顶吹转炉钢、碱性侧吹转炉钢及电炉钢等

5、按浇注时脱氧程度及方法分类：

1）沸腾钢：沸腾钢是在钢液中仅用锰铁弱脱氧剂进行脱氧。钢液在铸锭时有相当多的氧化铁，它与碳等化合生成一氧化碳等气体，使钢液沸腾。铸锭后冷却快，气体不能全部逸出；

2）镇静钢：镇静钢是在钢液中添加适量的硅和锰强脱氧剂进行较彻底的脱氧而成。铸锭时不发生沸腾现象，浇注时钢液表面平静，冷却速度很慢。

3）半镇静钢：半镇静钢的脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间，用较少的硅脱氧。铸锭时还有一些沸腾现象。半镇静钢的性能优于沸腾钢，接近镇静钢。

8精选课件ppt四、结构材料（二）、钢材的力学性能和影响材质的主要化学成分

1、力学性能

1）屈服强度

屈服点是衡量结构的承载能力和确定基本强度设计值的重要指标。碳素结构钢和低合金钢在应力达到屈服点后，应变急剧增长，使结构的实际变形突然增加到不能再继续使用的程度。所以，钢材所采用的强度设计值一般都以屈服点除以适当的抗力分项系数来确定。

2）抗拉强度

抗拉强度是衡量钢材经过其本身所能产生的足够变形后的抵抗能力。它不仅是反映钢材质量的重要指标，而且与钢材的疲劳强度有密切关系。由抗拉强度变化范围的数值，可以反映出钢材内部组织的优劣。

3）伸长率

伸长率是衡量钢材塑性性能的指标。钢材的塑性实际上是当结构经受其本身所产生的足够变形时，抵抗断裂的能力。因此，承重结构钢无论在静力荷载或动力荷载作用下，以及在加工制造过程中，除要求具有一定的强度外，还要求有足够的伸长率。9精选课件ppt

5）冲击韧性冲击韧性是衡量抵抗脆性破坏的一个指标。因此，直接承受动力荷载以及重要的受拉或受弯焊接结构，为了防止钢材的脆性破坏，应具有常温冲击韧性的保证，在某些低温情况下上应具有负温冲击韧性的保证。四、结构材料

2、影响材质的主要化学成分

4）冷弯性能冷弯是衡量材料性能的综合指标，也是塑性指标之一。通过冷弯试验不仅可以检验钢材颗粒组织，结晶情况和非金属夹杂物的分布等缺陷。在一定程度上也是鉴定焊接性能的一个指标。结构在加工制造和安装过程中进行冷加工时，尤其对焊接结构焊后变形的调制，都需要钢材具有较好的冷弯性能。用于承重结构的冷壁型钢的热轧钢或钢板也应有冷弯性能保证。影响材质的主要化学成分为碳C、锰Mn、硅Si、钒V、硫S及磷P等，故在材质标准中予以限量。此外，钢熔融时从空气或水分子分解进入钢液中的氧、氮、氢等有害气体。10精选课件ppt四、结构材料（三）、Q235及Q345钢的质量等级和保证项目

1、Q235钢的质量等级和保证项目

Q235钢的质量等级分为A、B、C、D四级，质量要求对A级最低，对D级最高。

1）Q235A级钢的保证项目

A、力学性能保证项目：有屈服点、抗拉强度、及伸长率

B、化学成分保证项目：有碳、锰、硅、硫、磷五项，但三项力学性能合格时，碳、锰含量可不作为交货条件，但应在质量说明书中注明其含量。

2）Q235B、C、D级钢的保证项目

A、力学性能保证项目：在屈服点、抗拉强度、伸长率、V形缺口冲击韧性、冷弯性能五项，其中冲击韧性的试验温度，对B、C、D级钢分别为20℃、0℃及-20℃，D级试验温度属负温试验；

B、化学成份保证项目：有碳、锰、硅、硫、磷五项，以及残余元素含量也应合格。五项保证项目中，主要以硫、磷含量的高低区分B、C、D级钢，D级的含量最低。此外，五项保证均合格时，碳及锰的含量下限值可不作为交货条件。11精选课件ppt四、结构材料

2、Q345钢的质量等级和保证项目

Q345钢是高层建筑结构中广泛应用的钢号，其用量远大于Q235钢。Q345钢的质量等级分为A、B、C、D、E五个级别，比Q235钢多一个E级。其质量要求对A级最低，对E级最高。

1）Q345A钢号的保证项目

A、力学性能保证项目：有屈服点、抗拉强度、伸长率和冷弯性能四项，无冲击韧性要求；

B、化学成分保证项目：有碳、硫、磷三项。其硫、磷含量大于其他等级；

2）Q345的B、C、D、E级钢保证项目

A、力学性能保证项目：有屈服点、抗拉强度、伸长率、冲击韧性及冷弯性能五项，其中冲击韧性试验温度，对B、C、D、E级分别为20℃、0℃、-20℃及-40℃，D、E级属于负温试验；

B、化学成分保证项目：有碳、锰、硅、硫、磷五项，以及四种残余元素含量也作为保证项目。D、E级的碳、硫、磷含量限制最严。12精选课件ppt四、结构材料（四）、H型钢的应用及可选用的规格

1、H型钢的应用及分类

（1）轧制的H型钢是国内外高层建筑钢结构中常用的钢材，对梁、柱、支撑等构件均可适用。H型钢具有下列优点：

1）、翼缘宽度大有利于提高绕弱轴方向的承载力。

2）、上下边缘平行的翼缘板便于连接构造。

3）、比焊接H型钢质量高、价格也低。

（2）H型钢的分类：

轧制H型钢的钢号可为低碳结构钢Q235钢、低合金钢Q345钢和Q390钢，并可指定其质量等级。

1）宽翼缘（HW）：这一系列可用作柱和梁，其翼缘较宽，截面宽高比为1：1。弱轴的回转半径相对较大，具有良好的受压承载力。截面规格为：150x100~600x300mm。

2）中翼缘（HM）：这一系列可用作柱和梁，其翼缘宽度比宽翼缘（HW）窄一些，截面宽高比1：1.3~1:2,截面规格为：150x100~600x300mm。

3）窄翼缘（HN）：这一系列常用作梁，其翼缘较窄，也称梁型H型钢，截面宽高比为1：2~1：3，有良好的受弯承载力，截面高度100~900mm。

4）桩用H型钢（HP）：这一系列常用作钢桩，其宽高比1：1，截面规格为：200x200~500x500mm,且大多数这类H型钢的翼缘厚度同腹板。13精选课件ppt四、结构材料

2、国产H型钢的生产情况

目前国内生产H型钢的厂家有马鞍山钢铁公司、鞍山第一轧钢厂和莱芜钢铁公司等，前二家生产的规格如下：

1）马鞍山钢铁公司。已生产四种H型钢系列，其规格范围如下：宽翼缘（HW）——规格为：100x100~400x400mm;中翼缘（HM）——规格为：150x100~600x300mm;窄翼缘（HN）——规格为：100x50~700x300mm;

2）鞍山第一轧钢厂。现可生产150x150~500x300（mm）规格的H型钢。

3、日本和美国的轧制H型钢

（1）日本的轧制H型钢。日本的轧制H型钢分为普通型（梁柱型）系列和桩用系列。1）普通型系列（JIS3192-1994）。这一系列的截面规格范围为：100x50~900x300mm，通常规格的H型钢翼缘厚度不大于20mm。2）桩用系列(JISA5526-1994)。这一系列的截面规格范围为：200x200~500x500mm,截面宽高比1：1。日本的轧制型钢截面规格标注方法为：高度（һ）x宽度（b）x腹板厚度（t1）x翼缘厚度（t2）轧制H型钢的钢号可选用SS400及SM490等。

（2）、美国的轧制H型钢。美国的轧制H型钢分宽翼缘的W系列、中翼缘的M系列及桩用的HB系列：三个系列的截面规格范围：W系列——截面高度4"~40"（约为100~1000mm）;M系列——截面高度4"~14"（约为100~350mm）;HB系列——截面高度8"~14"（约为200~350mm）;美国的H型钢截面规格采用英制单位标注，其标注方法为：截面高度（in）x单位长度重量（1b/ft）；1b/ft为磅/英尺。14精选课件ppt五、连接材料（一）、焊接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。

1、手工焊接用焊条

建筑钢结构中用手工焊时，Q235钢的焊接采用碳钢焊条E43系列，Q345钢采用低合金钢焊条E50系列。

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~E5014型焊条；

对16Mn钢制作的吊车梁或类似结构，宜采用E5015、E5016、E5018型焊条；对其他结构，则宜采用E5001~E5014型焊条。

2、自动及半自动埋弧焊用的焊丝及焊剂。自动焊生产效率高、塑性好、冲击韧性高、抗腐蚀性能强、焊件变形小，也改善劳动条件。半自动的焊缝质量介于自动焊和手工焊之间，但使用灵活，可以焊接小尺寸的短焊缝。1）、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；2）、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H10Mm2配合无锰型或低锰型焊剂。15精选课件ppt五、连接材料

3、二化碳气体保护焊的焊丝

CO2气体保护焊手工操作时，比手工电弧焊的速度快，热量集中，熔池较小，焊接层数少，焊接时可见到电弧容易对中焊接，可适应各种位置焊接，焊后基本上无熔渣。在焊接质量上焊接变形小，焊缝有较好的抗锈蚀能力，但焊缝外表面不平滑。

焊接低碳钢或低碳合金钢时，均可采用H08MnSiA\H08Mn2SiA\H08Mn2Si等。

4、熔嘴电渣焊及所用的焊丝高层建筑钢结构中较多地采用箱形截面钢柱，在梁柱节点区的柱截面内需设置与梁翼缘等厚的加劲板（横隔板），而加劲板应与箱形截面钢柱的四块钢板应采用坡口熔透焊。但是，当采用一般手工焊时，加劲板边缘的最后一条边的焊缝无法焊接，因此需要采用熔嘴电渣焊。熔嘴电渣焊是用细直径冷拔无缝钢管外涂药皮制成的管焊条用为熔嘴，焊丝经管内送进。焊接时，将管焊条插入由被焊钢板与铜块形成的缝内，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，把被焊钢板连成整体。电渣焊缝常为竖直施焊，或焊接倾角不大一于30º。这种焊接方法产生较大的热量，为减少焊接变形，焊缝应对称布置和同时施焊。所用的焊丝，在焊接Q235钢时采用H08MA;焊接Q345（16Mn）钢时，采用H08MnMoA。16精选课件ppt五、连接材料（二）、螺栓

1、普通螺栓

1）钢号:

2）通用规格:

3）普通螺栓的质量等级:

按螺栓加工制作的质量及精度公差分A、B、C三个等级；A级的加工精度最高，C级最差。A、B级螺栓为精制螺栓，C级为粗制螺栓。钢构件之间连接的抗拉强度与螺栓的质量等级有关，其抗剪强度及承压强度还与连接板之上的螺栓孔孔壁质量有关。

M8、M10、M12、M16、M20、M24、M30、M36、M42、M48、M56和M64等。普通螺栓钢号为Q235，很少采用其他牌号的钢材制作。

2、高强度螺栓

高强度螺栓已广泛用于钢结构构件连接，在高层建筑钢结构中已成为主要的连接件。构件连接端及连接板表面经特殊处理后（如喷砂），形成粗糙面，再对高强度螺栓施加预拉力，将使紧固部位产生很大的摩擦阻力。由于高强度螺栓的孔径比栓杆径大1.5~2.0mm,便于构件安装连接，且可减少大量工地焊接的工作量。高强度螺栓根据其受力特征可分为两种受力类型：擦型高强度螺栓、承压型高强螺栓；

目前制造厂生产供应的高强螺栓不区分摩擦型及承压型。17精选课件ppt五、连接材料

1）高强度螺栓的类型

a.大六角头高强度螺栓：

b.扭剪型高强度螺栓：

大六角头高强度螺栓的头部尺寸比普通六角螺栓要大，可适应施加预拉力的工具及操作要求，也增大与连接板间的承压或摩擦面积。大六角头高强度螺栓施加预拉力的工具有电动、风动及人工特制扳手。

扭剪型高强度螺栓的尾部连着一个梅花头，梅花头与螺栓尾部之间有一沟槽。当用特制扳手拧螺母时，以梅花头作为反拧支点，终拧时梅花头沿沟槽被拧断，并以拧断为准表示已达到规定的预拉力值。

2）高强度螺栓的性能等级和力学性能高强度螺栓的螺杆、螺母的垫圈均采用高强度钢材制成，其成口应再经热处理，以进一步提高强度。因此，高强度螺栓的力学性能，是以经热自理后的数值为准，并另定其性能等级。常用的高强度螺栓性能等级有下列两种：8.8级——用于大六角高强度螺栓，其制作用的原材料牌号为45号钢、35号钢。10．9级——用于扭剪型高强度螺栓时，其原材料钢号为20MnTiB钢。大六角头高强度螺栓也可达到10.9级，其制作的原材料牌号为20MnTiB钢、40B钢及35VB钢。18精选课件ppt五、连接材料（三）、锚栓锚栓主要用作钢柱脚与钢筋混凝土基础之间的锚拉连接件，承受柱脚的拉力及剪力，又可作为柱子安装定位过程中临时固定用。锚栓宜采用Q235钢及Q345钢等塑性性能较好的钢号，不宜采用高强度钢材。锚栓是非标准件，又因其直径较大，常类似C级螺栓采用未经加工的圆钢制成，不采用高精度的车床加工。外露柱脚的锚栓常采用双螺母，以防松动。19精选课件ppt

六、H钢结构车间生产工艺流程原材料拼板工序切割工序组立工序龙门焊工序校正工序剪板工序小件切割钻孔工序拼装工序焊接工序抛丸除锈喷漆工序H钢成品20精选课件ppt七、车间加工工艺要求H钢结构车间加工工艺要求腹板高度（h：mm）腹板厚度（t1：mm）翼板宽度（B：mm）翼板厚度（t2：mm）其它1.组立机200～15005～40125～8005～322.龙门焊≥200\≥125\等变组合转折小3.矫正机≥160\125～800≤40如图，H’≤7504.抛丸机H≤1600\最大≤750\备注a.不能加工带弧度的钢结构构件b.不能加工箱型梁柱结构21精选课件ppt八、术语、常识2、零件：

组成部件或构件的最小单元，如节点板，翼缘板等3、部件：

有若干零件组成的单元，如焊接H钢、牛腿等

4、构件：

有零件或零件和部件组成的钢结构基本单元，如梁、柱、支撑等5、跨度：

1、门式钢架结构形式：横向钢架柱轴线间的距离（a）单跨（b）双跨（c）多跨（d）带挑檐（e）带毗屋（f）多跨22精选课件ppt八、术语、常识6、坡度、

水平撑（SC）、

柱间支撑（ZC）、

系杆（XG）、牛腿

7、檐高：

应取地坪至房屋外侧檩条上缘的高度

8、H钢表示方法：a.焊接H钢：用“HhXbXt3Xt1(t2)”表示，例如：等截面：H300X150X6X8

t3t1t2bhH1H2H1≠H2变截面H1H2H1=H2等截面变截面：H（300-600）X150X6X8b.热轧H钢：分别用HW、HM、HN表示HW：代表宽翼缘板；HM：代表中翼缘板；HN：代表窄翼缘板23精选课件ppt1、了解工程九、承接工程注意事项

1）、首先应查看主钢架图，包括材料表，看其能否满足