钢结构基础整理

1.概述

钢结构距有强度高、重量轻、施工工期短和精度高的特点。

1.1.结构类型

1.1.1.工业厂房

吊车起重量较大或者其工作较繁重的车间的主要承重骨架多采用钢结构。另外，有强烈辐射热的车间，也经常采用钢结构。结构形式多为由钢屋架和阶形柱组成的门式刚架或排架，也有采用网架做屋盖的结构形式。

1.1.

2.轻型钢结构

钢结构重量轻不仅对大跨结构有利，对屋面活荷载特别轻的小跨结构也有优越性。因为当屋面活荷载特别轻时，小跨结构的自重也成为一个重要因素。冷弯薄壁型钢屋架在一定条件下的用钢量可比钢筋混凝土屋架的用钢量还少。轻钢结构的结构形式有实腹变截面门式刚架、冷弯薄壁型钢结构（包括金属拱形波纹屋盖）以及钢管结构等。

1.1.3.多层和高层结构

由于钢结构的综合效益指标优良，近年来在多、高层民用建筑中也得到了广泛的应用。其结构形式主要有多层框架、框架－支撑结构、框筒、悬挂、巨型框架等。

1.1.4.高耸结构

高耸结构包括塔架和桅杆结构，如高压输电线路的塔架、广播、通信和电视发射用的塔架和桅杆、火箭（卫星）发射塔架等。

1.1.5.容器及其他结构

冶金、石油、化工企业中大量采用钢板做成的容器结构，包括油罐、煤气罐、高炉、热风炉等。此外，经常使用的还有皮带通廊栈桥、管道支架、锅炉支架等其他钢构筑物，海上采油平台也大都采用钢结构。

1.1.6.组合结构

钢构件和板件受压时必须满足稳定性要求，往往不能充分发挥它的强度高的作用，而混凝土则最宜于受压不适于受拉，将钢材和混凝土并用，使两种材料都充分发挥它的长处，是一种很合理的结构。近年来这种结构在我国获得了长足的发展。主要构件形式有钢与混凝土组合梁和钢管混凝土柱等。

1.1.7.大跨结构

结构跨度越大，自重在荷载中所占的比例就越大，减轻结构的自重会带来明显的经济效益。钢材强度高结构重量轻的优势正好适合于大跨结构，因此钢结构在大跨空间结构和大跨桥梁结构中得到了广泛的应用。所采用的结构形式有空间桁架、网架、网壳、悬索（包括斜拉体系）、张弦梁、实腹或格构式拱架和框架等。

1.2.钢结构所用钢材：

均应根据市场规格表选用（各类规格表待补全）

钢带（加工）工字钢H型钢

钢板（可加工）槽钢及角钢钢管、矩管、方管

圆钢

1.3.钢材进场验收

质量证明文件：刚才进场应有随货同行的质量合格证明；

外观检查：刚才短边或端口处不应分层、夹渣等缺陷；

允许偏差抽查：钢板抽查厚度，型钢抽出规格尺寸，每一种规格各抽查5处。

抽样复验：国外进口钢材、钢材混批、厚板大于40mm且有Z向性能要求的厚板、结构安全等级为一级大跨度结构中主要受力构件采用的钢材、设计有复验要求的钢材、对质量有疑义的钢材赢进行抽样复验。

2.构件的制作

钢结构构件制作一般在工厂进行，包括放样、号料、切割下料、边缘加工、弯卷成型、折边、矫正和防腐与涂饰等工艺过程。

2.1.放样与号料

2.1.1.放样

根据结构施工详图要求的形状和尺寸，按1:1的比例把产品的实体图华仔放样太火平板上，求取市场并制成样板的过程。对复杂的桥堍零部件，还需作图展开。有条件时应采用计算机辅助设计。

2.1.2.号料

根据样板在钢材上画出构件的式样，并打上各种加工记号，为钢材的切割下料做准备。

2.2.切割下料

切割是将放样和号料的零件形状从材料上进行下料分离。常用的切割方法有：气割、机械剪切和等离子切割。

2.2.1.气割下料

利用央企一可燃气体混合产生的预热火焰加热金属表面达到燃烧温度并使金属发生剧烈的氧化，放出大量的热促使下层金属也自行燃烧。同时通以高压洋气射流，将氧化福吹除而形成一条狭小而整齐的割缝。

气割分为：手动气割、半自动气割和自动气割。手动气割割缝宽度为4mm，自动气割割缝宽度为3mm。

气割法设备灵活，费用低廉、精度高，能切割各种厚度的钢材，尤其是带曲线的零件霍厚钢板，是目前使用最广泛的切割方法。

2.2.2.机械剪切下料

通过冲剪、切削、摩擦等来实现。

冲剪切割：当钢板厚度小于12cm时，采用剪板机、联合冲剪机切割钢材，速度快、效率高，但切口率粗糙。

切削切割：采用弓锯床、带锯机等切削钢材，精度较高。

摩擦切割：采用摩擦锯床、砂轮切割等切割钢材，速度快，但切口不够光洁，噪声大。

2.2.

3.等离子切割下料

利用刚问高速的等离子焰流将切口处金属及其氧化物熔化并吹掉来完成切割，能切割任何金属，特别是熔点较高的不锈钢及有色金属铝、铜等。

2.3.构件加工

2.3.1.边缘加工

对于尺寸精度要求高的腹板、翼缘板、加劲板、支座支撑面和技术要求的焊接坡口，要求对剪切霍气割过的钢板边缘进行加工。

边缘加工方法有：铲边、刨边、铣边和碳弧气刨边。

2.3.2.弯卷成型

（1）钢板卷曲

钢板卷曲是通过旋转锟轴对板料进行连续三点弯曲所形成的。钢板卷曲包括预弯、对中和卷曲三个过程。

预弯：钢板在卷板机上卷曲是，两端边缘总有卷不到的部分，即剩余直边。通过预弯消除剩余直边。

对中：为防止钢板在卷板机上卷曲是发生弯扭，应将钢板对中，使钢板的纵向中心线与滚轮轴线保持严格的平行。

卷曲：对中后，你用调节锟筒的位置使钢板发生初步的弯曲，然后来回滚动而卷曲。

（2）型材弯曲

型钢弯曲：型钢弯曲时断面会发生畸变，弯曲半径越小，则畸变越大。应控制型钢的最小弯曲半径。

构件的曲率半径越大，宜采用冷弯。

构件的曲率半径越小，宜采用热弯。

钢管弯曲：在自由状态下弯曲时截面会变形，外侧管壁会减薄，内侧管壁会增厚。制作方法：管中加入填充物（砂）或穿芯棒进行弯曲；或用滚轮和花草在管外进行弯曲。弯曲半径：不小于管径的3.5倍（热弯）到4倍（冷弯）。

（3）折边

把构件的边缘压弯成倾角或一定形状的操作过程成为折边。折边可提高构件的强度和刚度。

弯曲折边你用折边机进行。

（4）制孔

包括铆钉孔、螺栓孔，可钻可冲。钻孔用钻孔机进行，能用于钢板、型钢的孔加工；冲孔用冲孔机进行，一般只能在较薄的钢板、型钢上冲孔，且孔径一般不小于钢材的厚度。施工现场的制孔可用电钻、风钻等加工。

2.3.3.构件矫正

钢材在存放、运输、吊运和加工成型过程中会变形，必须对不符合技术标准的钢材、构件进行矫正。钢结构的矫正，是通过外力或加热作用迫使刚才反变形，使刚才或构件达到技术标准要求的平直或几何形状。

矫正方法：火焰矫正（热矫正）、机械校正和手工矫正（冷矫正）。

2.4.除锈、防腐与涂饰

钢结构的防腐与涂饰包括普通涂料涂装和防火涂料涂装。涂装前，刚才表面应除锈。

2.4.1.钢材的除锈

钢材的除锈方法有：喷砂、抛丸、酸洗以及钢丝刷人工除锈、现场砂轮打磨等。抛丸除锈是最理想的除锈方式。

2.4.2.防腐与涂饰

施涂的方法有刷涂法（油性基料的涂料）和喷涂法（快干性和挥发性强的涂料）

防火涂料的涂层厚度应符合耐火极限的设计要求。

3.连接与拼装

钢构件的连接方法有焊接、紧固件连接（螺栓连接、自攻钉、拉铆钉）及铆接三种。