钢结构工程PPT课件

• （5）号料时，同时划出检查线、中心线、 弯曲线，并注明接头处的字母、焊缝代号。 • （6）号孔应使用与孔径相等的圆规规孔， 并打上样冲作出标记，便于钻孔后检查孔位 是否正确。 • （7）弯曲构件号料时，应标出检查线，用 于检查构件在加工、装焊后的曲率是否正确。 • （8）在号料过程中，应随时在样板、样杆 上记录下已号料的数量，号料完毕，则应在 样板、样杆上注明并记下实际数量。
• （3）在堆放中，发现有变形不合格的构件， 则严格检查，进行矫正，然后再堆放。不 得把不合格的变形构件堆放在合格的构件 中，否则会影响安装进度。 • （4）对于已堆放好的构件，要派专人汇总 资料。建立完善的构件进出厂管理制度， 严禁乱翻、乱移。同时对已堆放好的构件 进行适当保护，避免风吹雨打、日晒夜露。
钢结构工程
本章主要内容：
• 钢结构加工制作工艺 • 钢结构构件的焊接 • 紧固件连接工程 • 单层钢结构安装工程 • 多层及高层钢结构安装工程 • 钢网架结构安装工程 • 钢结构涂装工程 • 工程实践案例 (自学)
• 钢结构工程是用钢板、型钢和圆钢等通 过焊接、铆接、螺栓连接等方式组装而 成的结构。与其他结构比较，钢结构具 有强度高，塑性和韧性、匀质性和同向 性都比较好；结构的重量轻；焊接构造 简单,加工方便；施工周期短和精度高等 特点，因而在建筑、桥梁等土木工程中 被广泛采用。
• 2．加工制作前施工条件的分析 • 绘制加工制作图或审查设计图应边审边分析研究施 工条件或者难易程度，必须认真分析焊接难度大的 部分，是否使用高强螺栓及紧固器具，在狭窄处能 否保持焊条的焊接角度等。 • 3．钢卷尺 • 在钢结构工程中，主要使用皮尺、宽带钢卷尺及凸 面钢卷尺中任何一种一级产品。最好使工厂用卷尺 和现场用卷尺属同一类产品，也就是各工种之间使 用“同一把尺”。如果有困难，则10m之间的相互 差值控制在0.5mm之内。 • 4．上岗操作人员应进行培训和考核，特殊工种应 进行资格确认，充分做好各项工序的技术交底工作。
• （三）自保护电弧焊 • 自保护电弧焊曾称为无气体保护电弧焊。与气体保护 电弧焊相比抗风性好，风速达10m/s时仍能得到无气 孔而且力学性能优越的焊缝。由于自动焊接，因此焊 接效率极高。焊枪轻，不用气瓶，因此操作十分方便， 但焊丝价格比CO2保护焊要高。 • （四）埋弧焊 • 埋弧焊是电弧在可熔化的颗粒状焊剂覆盖下燃烧的一 种电弧焊。向熔池连续不断送进的裸焊丝，既是金属 电极，也是填充材料，电弧在焊剂层下燃烧，将焊丝、 母材熔化而形成熔池。熔融的焊剂成熔渣，覆盖在液 态金属熔池的表面使高温熔池金属与空气隔开。焊剂 形成熔渣除了起保护作用外，还与熔化金属参与冶金 反应，从而影响焊缝金属的化学成分。
• （4）组装的质量要求：除工艺要求外零件 组装的间隙不得大于1.0mm。对顶紧接触面 应有75%以上面积紧贴，用0.3mm塞尺检查， 其塞入面积不得大于25%，边缘最大间隙不 得大于0.8mm。金属接触部分的精加工可用 龙门铣床、卧式镗床、牛头刨床、斜面切削 机等来进行。 • 组装的隐蔽部位应在焊接（详见本章第2节） 和涂装（详见本章第7节）检查合格后方可 封闭。
• 2．号料 • 号料就是根据样板在钢材上画出构件的实样，并打 上各种加工记号，为钢材的切割下料作准备。号料 的步骤： • （1）根据料单检查清点样板和样杆，点清号料数 量。号料应使用经过检查合格的样板与样杆，不得 直接使用钢尺。 • （2）准备号料的工具，包括石笔、样冲、圆规、 划针、凿子等。 • （3）检查号料的钢材规格和质量。 • （4）不同规格、不同钢号的零件应分别号料，并 依据先大后小的原则依次号料。对于需要拼接的同 一构件，必须同时号料，以便拼接。
• （二）气体保护电弧焊
• 又称为熔化极气体电弧焊，以焊丝和焊件作为 两个极，两极之间产生电弧热来熔化焊丝和焊 件母材，同时向焊接区域送入保护气体，使电 弧、熔化的焊丝来自百度文库熔池及附近的母材与周围的 空气隔开，焊丝自动送进，在电弧作用下不断 熔化，与熔化的母材一起融合，形成焊缝金属。 其原理如图7—2所示。 • 这种焊接法简称GMAW（Gas Metal Arc Welding）由于保护气体的不同，又可分为 CO2气体保护电弧焊，是目前最广泛使用的焊 接法，特点是使用大电流和细焊丝，所焊接速 度快、熔深大、作业效率高。
• （4）钢材、连接材料、涂装材料的质量证明或试 验报告。 • （5）焊接工艺评定报告。 • （6）高强度螺栓摩擦面抗滑移系数试验报告，焊 缝无损检验报告及涂层检测资料。 • （7）主要构件检验记录。 • （8）预拼装记录：由于受运输、吊装条件的限制， 另外设计的复杂性，有时构件要分二段或若干段 出厂，为了保证工地安装的顺利进行，在出厂前 进行预拼装。 • （9）构件发运和包装清单。
• （三）构件的堆放 • （1）构件一般要堆放在工厂的堆放场和现场 的堆放场。构件堆放场地应平整坚实，无水坑、 冰层，并应排水通畅，有较好的排水设施，同 时有车辆进出的回路。 • （2）构件应按种类、型号、安装顺序划分区 域，插立标志牌。构件底层垫块要有足够的支 承面，不允许垫块有大的沉降量，堆放的高度 应有计算依据，以最下面的构件不产生永久变 形为准，不得随意堆高。 •
第二节 钢结构构件的焊接
• 一、钢结构构件常用的焊接方法 • 焊接是借助于能源，使两个分离的物体产生原子（分 子）间结合而连接成整体的过程 。 • 采用焊接方法不仅可以连接金属材料，如钢材、铝、 铜、钛等；还能连接非金属，如塑料、陶瓷；甚至还 可以解决金属和非金属之间的连接，我们统称为工程 焊接。用焊接方法制造的结构称为焊接结构，又称工 程焊接结构。
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根据对象和用途大致可分为建筑焊接结 构、贮罐和容器焊接结构、管道焊接结构、 导电性焊接结构四类，我们所称的钢结构 包含了这四类焊接结构。选用的结构材料 是钢材，而且大多为普通碳素钢和低合金 结构钢，主要的焊接方法有手工电弧焊、 气体保护焊、自保护电弧焊、埋弧焊、螺 柱焊、点焊等。
• （一）手工电弧焊 • 依靠电弧的热量进行焊接的方法称为电弧焊，手工电 弧焊是用手工操作焊条进行焊接的一种电弧焊，是钢 结构焊接中最常用的方法。 • 手工电弧焊的原理，如图7—1所示，焊条和焊件就是 两个电极产生电弧，电弧产生大量的热量，熔化焊条 和焊件。焊条端部熔化形成熔滴，过渡到熔化的焊件 的母材上融合，形成熔池并进行一系列复杂的物理— —冶金反应。随着电弧的移动，液态熔池逐步冷却、 结晶，形成焊缝。在高温作用下，冷敷于电焊条钢芯 上的药皮熔融成溶渣，覆盖在熔池金属表面 ，它不 仅能保护高温的熔池金属不与空气中有害的氧、氮发 生化学反应，并且还能参与熔池的化学反应和渗入合 金等，在冷却凝固的金属表面，形成保护渣壳。
• （二）构件的运输 • （1）发运的构件，在易见部位用油漆标上重量及重 心位置的标志，以免在装、卸车和起吊过程中损坏构 件。节点板、高强度螺栓连接面等重要部分要有适当 的保护措施，零星的部件等都要按同一类别用螺栓和 铁丝紧固成束包装发运。 • （2）大型或重型构件的运输应根据行车路线、运输 车辆的性能、码头状况、运输船只来编制运输方案。 在运输方案中要着重考虑吊装工程的堆放条件、工期 要求来编制构件的运输顺序。 • （3）运输构件时，应根据构件的长度、重量和断面 形状选用车辆；构件在运输车辆上的支点、两端伸长 的长度及绑扎方法均应保证构件不产生永久变形、不 损伤涂层。构件起吊必须严格按设计吊点起吊。
• 3．切割下料 • 切割的目的就是将放样和号料的零件形状从原材 料上进行下料分离。钢材的切割可以通过切削、 冲剪、摩擦机械力和热切割来实现。常用的切割 方法有：气割、机械剪切和等离子切割三种方法。 • （1）气割法：是利用氧气与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，通过高压氧气射流，将氧化物吹除而引 起一条狭小而整齐的割缝。随着割缝的移动，使 切割过程连续切割出所需的形状。气割前，应将 钢材切割区域表面的铁锈、污物等清除干净，气 割后，应清除熔渣和飞溅物。
• （二）钢结构加工制作的工艺程序 • 1．放样 • 放样是根据产品施工详图或零、部件图样 要求的形状和尺寸，按照1：1的比例把产 品或零、部件的实形画在放样台或平板上， 求取实长并制成样板的过程。对比较复杂 的壳体零、部件，还需要作图展开。放样 的步骤如下：
• （1）仔细阅读图纸，并对图纸进行核对。 • （2）准备放样需要的工具，包括：钢尺、石笔、 粉线、划针、圆规、铁皮剪刀等。 • （3）准备好做样板和样杆的材料,一般采用薄铁片 和小扁钢。可先刷上防锈油漆。 • （4）放样以1：1的比例在样板台上弹出大样。当 大样尺寸过大时，可分段弹出，尺寸划法应避免偏 差累积。 • （5）先以构件某一水平线和垂直线为基准，弹出 十字线；然后据此逐一划出其他各个点和线，并标 注尺寸。 • （6）放样过程中，应及时与技术部门协调；放样 结束，应对照图纸进行自查；最后应根据样板编号 编写构件号料明细表。
• 5．开孔 • 在焊接结构中，不可避免地将会产生焊接 收缩和变形，因此在制作过程中，把握好 什么时候开孔将在很大程度上影响产品精 度 。特别是对于柱及梁的工程现场连接部 位的孔群的尺寸精度直接影响钢结构安装 的精度，因此把握好开孔的时间是十分重 要的，一般有四种情况：
• （1）在构件加工时预先划上孔位，待拼装、焊接 及变形矫正完成后，再划线确认进行打孔加工。 • （2）在构件一端先进行打孔加工，待拼装、焊接 及变形矫正完成后，再对另一端进行打孔加工。 • （3）待构件焊接及变形矫正后，对端面进行精加 工，然后以精加工面为准线，划线、打孔。 • （4）在划线时，考虑了焊接收缩量、变形的余量、 允许公差等，直接进行打孔。 • 常用的机械打孔有电钻及风钻、立式钻床、摇臂钻 床、桁式摇臂钻床、多轴钻床、NC开孔机，打孔 后应用磨光机清除孔边毛刺。
• 4．坡口加工 • 焊接质量与坡口加工的精度有直接关系， 如果坡口表面粗糙有尖锐且深的缺口，就 容易在焊接时产生不熔部位，将在事后产 生焊接裂缝。又如，在坡口表面粘附油污， 焊接时就会产生气孔和裂缝，因此要重视 坡口质量。坡口加工一般可用气体加工和 机械加工，在特殊的情况下采用手动气体 切割的方法，但必须进行事后处理，如打 磨等。
第一节 钢结构加工制作工艺
• 一、钢结构加工制作
• （一）加工制作前的准备工作 • 1．加工制作图 • 设计院提供的设计图是不能直接用来加工制作钢 结构，而是要考虑加工工艺，如公差配合、加工 余量、焊接控制等因素后，在原设计图的基础上 绘制加工制作图。加工制作图是最后沟通设计人 员及施工人员的意图，它起到制作要领书的作用， 又是实际尺寸、划线、剪切、坡口加工、打孔、 弯制、拼装、焊接、涂装、产品检查、堆放、发 送等各项作业的指示书，还起到进行高水平管理 的检查表的作用。
• （2）机械切割法：可利用上、下两剪刀的 相对运动来切断钢材，或利用锯片的切削 运动把钢材分离，或利用锯片与工件间的 摩擦发热使金属熔化而被切断。常用的切 割机械有剪板机、联合冲剪机、弓锯床、 砂轮切割机等。 • （3）等离子切割法：是利用高温高速的等 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，所以能切割任何金属， 特别是熔点较高的不锈钢及有色金属铝、 铜等。
• 6．组装 • （1）组装的零件、部件应经检查合格，连 接件和沿焊缝边缘约50mm范围内的铁锈、 毛刺、污垢、油迹等应清除干净。 • （2）钢材的拼接应在组装前进行。构件的 组装应在部件组装、部件焊接、部件矫正后 进行。 • （3）组装可采用胎夹具方法。当在平台上 组装时，平台的平面高低差不得超过4mm。 构件的组装应根据结构形式、焊接方法和焊 接顺序等因素，确定合理的组装顺序。
• 二、钢结构构件的验收、运输、堆放 • （一）钢结构构件的验收 • 钢构件加工制作完成后，应按照施工图和 《钢结构工程施工质量验收规范》 （GB50205—2001）的规定进行验收，有 的还分工厂验收、工地验收，因工地验收还 增加了运输的因素，钢构件出厂时，应提供 下列资料： • （1）产品合格证。 • （2）施工图的设计变更文件。 • （3）制作中技术问题处理的协议文件。