钢结构工程技术（35个）

钢结构工程技术（35个）一、钢材选用与材料控制技术要点①钢材牌号与性能匹配原则。Q235、Q355、Q390等不同牌号钢材的屈服强度、抗拉强度、延伸率差异显著，设计文件中应明确钢材质量等级（如Q355B、Q355C）。采购时需核查钢厂质量证明书，重点核对炉批号、化学成分（碳当量Ceq≤0.43%）、力学性能（冲击功≥34J，-20摄氏度条件下）。材料进场后按规范抽样复验，同一牌号、同一炉批号、同一规格钢材每60吨为一个检验批，不足60吨按一批计。复验不合格不得使用，严禁混批混炉使用。②厚度方向性能钢板选用。当钢板厚度≥40毫米且承受沿板厚方向拉力时，需选用Z向性能钢板，按GB/T5313标准分为Z15、Z25、Z35三个级别。高层建筑转换层、厚壁箱型柱等关键部位应采用Z25或Z35级别，硫含量需控制在0.008%以下。进场后除常规复验外，必须增加厚度方向断面收缩率试验，每个检验批抽取3个试样，平均值不低于标准规定值的85%。③耐候钢与耐火钢特殊要求。耐候钢（如Q355NH）需验证耐大气腐蚀指数I≥6.0，并提供第三方检测报告。耐火钢（如Q345FR）在600摄氏度高温下屈服强度保持率不低于2/3，采购时应要求钢厂提供高温力学性能曲线。这两种特殊钢材不得与普通碳素结构钢混放，仓储时应设置明显标识，切割下料前必须100%光谱复核。④钢材表面质量验收标准。钢板表面麻点、划痕、压痕等缺陷深度不得超过公称厚度负偏差的一半，麻点面积占比不大于5%。锈蚀等级按GB/T8923分为A、B、C、D四级，钢结构用钢材表面锈蚀等级不得低于C级。对于已发生层状撕裂风险的厚板，应采用超声波探伤检测内部缺陷，按GB/T2970标准执行，验收级别不低于Ⅲ级。⑤材料追溯体系建立。每根构件所用钢材的炉批号、检验报告编号、使用部位必须形成唯一对应关系。采用二维码或RFID技术实现材料全生命周期追溯，下料时同步标记移植，标记内容包含工程代号、构件编号、钢材牌号、炉批号、检验状态。标记应使用低应力钢印或油漆笔，深度不超过0.3毫米，位置选在构件非受力面且便于观察处。二、钢结构设计深化技术要点⑥节点设计合理性审查。梁柱刚性连接节点域厚度应满足规范要求，当柱腹板厚度不足时需设置水平加劲肋或补强板。加劲肋厚度不应小于梁翼缘厚度的0.5倍，且不小于10毫米。节点域抗剪承载力验算应考虑弯矩、剪力、轴力共同作用，当应力比大于0.85时应采取加强措施。对于抗震设防烈度8度及以上地区，节点域屈服承载力应大于梁端屈服承载力。⑦施工临时工况模拟计算。深化设计时必须考虑安装阶段结构体系与最终设计状态的差异，建立分阶段计算模型。大跨度桁架安装过程中的支撑反力、悬臂端挠度、杆件内力需单独验算，临时支撑拆除顺序应通过仿真分析确定。计算时应考虑1.1倍施工荷载系数，风荷载按10年重现期取值，温度作用按当地月平均最高气温与最低气温差值计算。⑧构件分段与运输尺寸优化。工厂制作分段长度应考虑运输限界，公路运输宽度不超过3.5米，高度不超过4.5米，长度不超过18米。对于超宽超高构件，需办理特殊运输许可证并设计专用运输托架。分段接口应避开受力最大截面，错开距离不小于1倍截面高度。接口位置应预留焊接操作空间，操作面净宽不小于600毫米，净高不小于800毫米。⑨螺栓群布置精细化设计。高强度螺栓连接板厚度应满足刚度要求，一般不小于螺栓直径的0.7倍。螺栓间距不应小于3倍螺栓孔径，边距不应小于1.5倍板厚且不小于20毫米。当连接板厚度大于20毫米时，应采用扩孔或锪孔工艺，确保螺栓头与板面密贴。对于承受疲劳荷载的连接，螺栓孔应采用钻孔成型，严禁火焰切割，孔壁粗糙度Ra不大于25微米。⑩BIM模型精度等级要求。深化设计阶段BIM模型精度应达到LOD400级别，包含所有零件级几何信息、材料属性、连接细节。模型中螺栓、焊缝、加劲肋等细部特征必须完整表达，碰撞检查精度控制在5毫米以内。导出数控加工文件前，需进行模型完整性检查，确保无破面、无重叠、无间隙。对于复杂曲面构件，应采用三维激光扫描复核加工精度，偏差控制在±2毫米以内。三、加工制作关键技术要点⑪数控切割工艺参数控制。火焰切割预热温度控制在80-120摄氏度，切割速度根据板厚调整，10毫米板厚切割速度约450毫米/分钟，30毫米板厚降至300毫米/分钟。等离子切割适用于中薄板，切割面垂直度偏差不应大于板厚的5%且不超过2毫米。切割后清除熔渣，打磨氧化皮，切口表面粗糙度Ra不大于50微米。对于精度要求高的零件，应采用激光切割或水刀切割，尺寸偏差控制在±0.5毫米以内。⑫H型钢组立精度保障。组立前翼缘板、腹板需进行矫平处理，平面度偏差不大于1毫米/米。组立时翼缘板与腹板垂直度偏差不应大于b/200（b为翼缘宽度），且不超过3毫米。采用自动组立机时，定位焊焊缝长度不小于50毫米，间距300-400毫米，焊脚尺寸4-6毫米。组立后24小时内完成正式焊接，避免定位焊开裂。对于重型H型钢（高度≥1000毫米），应设置临时工艺隔板防止焊接变形。⑬焊接变形控制措施。对称焊缝应采用对称施焊或分段退焊法，每段长度500-800毫米。厚板多层多道焊时，层间温度控制在150-200摄氏度，道间清理必须彻底。焊接H型钢翼缘角变形采用机械矫正或火焰矫正，火焰矫正温度控制在600-650摄氏度，严禁在300-500摄氏度蓝脆温度区间锤击。矫正后翼缘板平面度偏差不大于1毫米/米，腹板波浪度不大于2毫米/米。⑭制孔精度与效率平衡。钻孔前应进行模板套钻或数控钻床编程，孔群相对位置偏差不大于0.5毫米。对于大批量相同规格连接板，应采用多轴钻床或专用钻模，钻模本身精度需定期校验，误差不大于0.2毫米。钻孔过程中冷却液必须充足，钻头转速和进给量按材质和孔径匹配，Q355钢材钻孔线速度控制在20-30米/分钟。孔壁毛刺必须清除，孔边倒角0.5×45度。⑮构件预拼装与匹配标记。工厂预拼装应在专用平台上进行，平台平整度不大于2毫米/平方米。预拼装时采用临时螺栓和冲钉定位，冲钉直径比螺栓孔径小0.5毫米，数量不少于螺栓孔的10%。拼装间隙用0.3毫米塞尺检查，插入面积不大于接触面积的25%。预拼装合格后，在构件上标注安装定位线、中心线、标高线，标记线宽0.5-1毫米，长度50-80毫米，颜色鲜明持久。四、焊接工程技术要点⑯焊接工艺评定覆盖范围。每个工程项目开工前必须完成焊接工艺评定，评定试件覆盖母材厚度范围为0.75T-1.5T（T为试件厚度），覆盖直径范围为0.5D-2D（D为管径）。不同焊接方法、不同焊接材料、不同热处理状态需分别评定。评定报告应包含拉伸、弯曲、冲击、硬度等全套力学性能数据，冲击试验温度按设计要求最低温度再降低20摄氏度。评定报告有效期为5年，超期或中断焊接超过6个月需重新评定。⑰焊工技能评定与持证管理。从事钢结构焊接的焊工必须持有市场监管部门颁发的特种设备作业人员证，考试按GB/T15169标准执行。证书有效期4年，到期前3个月申请复审。焊工施焊项目必须与证书合格项目相符，平焊、立焊、横焊、仰焊位置需分别取证。对于厚板全熔透焊缝，焊工需额外通过侧弯试验考核。项目部应建立焊工档案，记录焊工代号、合格项目、焊接质量追溯信息。⑱焊接材料烘干与保管。碱性焊条烘干温度350-400摄氏度，保温1-2小时，烘干后置于100-150摄氏度保温箱内随用随取，重复烘干次数不超过3次。焊剂烘干温度250-300摄氏度，保温1小时。药芯焊丝烘干温度200-250摄氏度。现场使用时，焊条保温筒必须通电加热，筒内温度不低于80摄氏度。焊材库湿度控制在60%以下，焊材离地离墙距离不小于300毫米，分类堆放标识清晰。⑲预热与层间温度控制。当板厚≥36毫米或环境温度低于0摄氏度时，焊前需预热，预热温度按材质和板厚确定，Q355钢40毫米板厚预热80-120摄氏度。预热宽度为焊缝两侧各100毫米，采用电加热或火焰加热，测温点距焊缝中心50毫米。层间温度不低于预热温度，不高于200摄氏度。对于调质钢，层间温度严格控制，不得超过工艺评定确定的上限值。温度测量采用红外测温仪或接触式热电偶，每道焊缝测温不少于3次。⑳焊缝返修质量控制。焊缝返修次数不宜超过2次，返修前采用超声波或射线探伤确定缺陷性质、位置、尺寸。制定专项返修工艺，坡口打磨角度不小于30度，深度超过缺陷根部2-3毫米。预热温度比正常焊接提高20-30摄氏度，采用小直径焊条、小电流、多层多道焊。返修后24小时进行无损检测，同一部位返修后仍需进行焊接工艺评定项目复验。返修记录应详细记载缺陷情况、返修工艺参数、检测数据，归入构件质量档案。五、高强度螺栓连接技术要点㉑摩擦面处理工艺选择。摩擦面处理方法有喷砂、抛丸、砂轮打磨、酸洗等，抗滑移系数设计值Q355钢为0.40-0.45。喷砂处理采用石英砂或金刚砂，粒径0.5-2毫米，喷射压力0.4-0.6兆帕，处理后表面粗糙度Ra50-70微米。处理后的摩擦面严禁沾染油污、油漆、水分，露天存放超过4小时或雨后必须重新处理。同一批次构件摩擦面抗滑移系数试验每2000吨为一检验批，不足2000吨按一批计。㉒螺栓保管与领用管理。高强度螺栓入库时核查产品合格证、性能检验报告，10.9级螺栓楔负载载荷不小于154千牛，螺母保证载荷不小于117千牛。螺栓按规格、批号分类存放，库房干燥通风，防止螺纹损伤。领用时按当天使用量发放，严禁现场大量堆放。安装前复验扭矩系数，每3000套为一批，抽取8套复测，扭矩系数平均值0.110-0.150，标准偏差不大于0.010。扭矩系数超差时整批退货。㉓初拧、复拧、终拧扭矩控制。高强度螺栓连接副拧紧分初拧、复拧、终拧三步，初拧扭矩为终拧扭矩的50%，复拧扭矩等于初拧扭矩。终拧扭矩按Tc=K·Pc·d计算，K为扭矩系数，Pc为施工预拉力（设计预拉力增加10%），d为螺栓公称直径。采用手动扭矩扳手或电动扳手，扳手精度±3%，每班前校验。拧紧顺序从节点中心向外侧进行，工字形截面先翼缘后腹板。当天安装螺栓必须当天终拧完毕，严禁隔天补拧。㉔螺栓连接副防松措施。对于承受振动或交变荷载的连接，终拧后采用防松标记漆在螺栓头、螺母、垫圈同一侧画线标记。重要节点可采用双螺母防松、尼龙嵌件自锁螺母、开口销防松等措施。防松标记漆应在终拧后24小时内涂刷，颜色鲜明，线条宽度2-3毫米。定期检查标记是否错位，发现松动立即补拧并重新标记。对于高温环境（>150摄氏度）应采用耐高温螺栓材料，如25Cr2MoVA。㉕螺栓孔扩孔与补孔处理。安装时螺栓孔错位严禁强行打入，扩孔直径不得超过螺栓直径的1.2倍，扩孔数量不超过该节点螺栓数的25%。扩孔后孔壁应光滑，毛刺清除干净。当扩孔超差或需补孔时，应征得设计同意，补孔采用钻孔成型，严禁火焰切割。补孔位置距原孔中心距离不小于2倍孔径，补孔后连接板强度需重新验算，必要时增加螺栓数量或加大连接板厚度。六、钢结构安装施工技术要点㉖基础锚栓预埋精度控制。锚栓预埋采用定位模板，模板刚度足够，变形不大于1毫米。锚栓中心偏差不大于2毫米，标高偏差0-10毫米，垂直度偏差不大于L/200（L为锚栓长度）。混凝土浇筑时严禁振捣棒触碰锚栓，浇筑后24小时内复测位置，超差立即调整。锚栓露出长度允许偏差0-30毫米，螺纹部分涂油包裹保护。钢柱安装前锚栓螺纹必须清理干净，螺母能徒手拧入。㉗吊装方案与吊具选择。吊装方案应进行技术经济比选，大跨度结构优先选用履带吊，高层钢结构选用塔吊。吊索具安全系数不小于6，钢丝绳断丝数每捻距不超过10丝，磨损量不超过公称直径的7%。吊点位置应通过计算确定，使构件受力状态与安装状态接近。重型构件吊装应进行试吊，离地100-200毫米后停止，检查吊具、构件、基础状态，确认无误后正式起吊。吊装过程中构件离地高度不宜超过1米，严禁从人员上方通过。㉗安装测量控制网建立。安装前建立三级测量控制网，一级为场区控制网，二级为建筑物控制网，三级为构件安装控制网。控制点应选在稳固、通视良好位置，数量不少于3个。使用全站仪精度不低于2秒级，水准仪不低于DS3级。每节柱安装后测量垂直度，偏差不大于h/1000（h为柱高）且不超过10毫米。梁安装后测量标高和水平度，主梁标高偏差±5毫米，次梁±10毫米。测量应在日照温差影响小的时段进行，宜在早晨或阴天。㉘临时支撑与稳定措施。安装过程中结构未形成稳定体系前，必须设置临时支撑。支撑承载力安全系数不小于2，刚度满足变形控制要求。支撑点位置应靠近节点，避免构件悬臂过长。每次安装2-3个节间后，应及时安装水平支撑、剪刀撑，形成几何不变体系。临时支撑拆除应在结构验收后进行，拆除顺序与安装顺序相反，分阶段卸载，每阶段卸载量不超过总荷载的20%，并监测结构变形。㉙焊接顺序与变形协调。柱对接焊缝应由两名焊工对称施焊，焊接速度基本一致。梁与柱连接焊缝，先焊梁下翼缘，再焊梁上翼缘，最后焊腹板。同一节点处两条焊缝不得同时施焊，应间隔24小时。对于超厚板焊接，应采用跳焊法，每段焊缝长度500毫米，间隔200毫米。焊接过程中监测柱顶位移，当位移超过5毫米时暂停焊接，分析原因并采取反变形措施。七、防腐防火涂装技术要点㉚表面处理质量等级划分。涂装前钢材表面除锈等级按GB/T8923分为Sa1、Sa2、Sa2.5、Sa3四级，钢结构涂装一般要求Sa2.5级，即彻底除锈后钢材表面无可见油脂、污垢、氧化皮、铁锈和油漆涂层，残留物为点状或条纹状轻微色斑。手工除锈达到St3级，表面具有金属光泽。除锈后4小时内必须涂装底漆，暴露时间超过4小时应重新除锈。相对湿度大于85%时禁止除锈作业。㉛防腐涂层体系设计。大气腐蚀环境C3-C5级，底漆采用环氧富锌底漆，干膜厚度60-80微米；中间漆采用环氧云铁中间漆，干膜厚度80-100