PAGE PAGE 19 第一部分：钢结构工程的一般知识 一、钢结构的特点 1． 钢结构自重较轻 2． 钢结构工作的可靠性较高 3． 钢材的抗振（震）性、抗冲击性好 4． 钢结构制造的工业化程度较高 5． 钢结构可以准确快速地装配 6． 钢结构室内空间大 7． 容易做成密封结构 8． 钢结构易腐蚀 9． 钢结构耐火性差 10．钢结构可回收利用 11．钢结构工期较短 二、钢结构的基本介绍 钢结构工程是以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。钢结构是现代建筑工程中较普通的结构形式之一。中国是最早用铁制造承重结构的国家，远在秦始皇时代（公元前246-219年），就已经用铁做简单的承重结构，而西方国家在17世纪才开始使用金属承重结构。公元3-6世纪，聪明勤劳的中国人民就用铁链修建铁索悬桥，著名的四川泸定大渡河铁索桥，云南的元江桥和贵州的盘江桥等都??中国早期铁体承重结构的例子。 三、钢结构的特性及用途 钢结构是钢材制成的工程结构，通常有型钢和钢板等制成的梁.桁架.柱.板等构件组成，各部分之间用焊缝.螺栓.或铆钉连接，有些钢结构还部分采用钢丝绳或钢丝束，学习钢结构应注意它的特殊点。钢结构有下列优缺点：材质均匀可靠性高,钢材组织均匀，接近于各向同性匀质体，钢结构的实际工作性能比较符合目前采用的理论计算结果，故可靠性较高。强度高重量轻,钢材强度较高，弹性模量也高，因而钢结构构件小而轻，在同样的受力情况下钢材自重较小，可以作成跨度较大的结构，由于杆件小，也便于安装和运输。塑性和韧性好,钢结构的塑性和韧性好，适于承受冲击和动力荷载，有较好的抗震性能。具有可焊性,可焊性是指钢材在焊接过程中和焊接后，都能保持焊接部分不开裂的完整性的性质。由于焊接技术的发展，焊接结构的采用，使钢结构的连接大为简化。便于机械化制造钢结构由扎制型材和钢板在工厂中制成，便于机械化制造，生产效率高，速度快，成品精度较高，质量易于保证。安装方便施工期限短钢结构安装方便和施工期限短可以尽快的发挥的经济效益。密封性好钢结构的水密性和气密性都较好可作成常压和高压容器结构和大直径的管道。耐热性好实验证明钢材在常温到150度时性能变化不大，因而钢结构适用于热车间。耐火性差钢材表面温度达到300-400度以后，强度和弹性模量显著下降，600度时基本降为零，所以钢结构的的耐火性较差。耐腐蚀性较差在潮湿和腐蚀介质的环境中容易发生锈蚀，需要定期维护。 四、钢结构如何防火 轻钢结构一个最关键的问题是防火技术的应用， 迈特建筑轻钢结构住宅的耐火等级为四级。迈特建筑轻钢结构住宅在墙的两侧与楼盖的天花处贴防火石膏板，对于普通防火墙和分户墙用25.4毫米厚(1吋)石膏板保护，以达到1个小时的防火要求，另外在墙体墙柱间与楼盖搁栅间填充的玻璃纤维对于防火与热传递也起了积极的保护作用。 五、什么是轻钢结构 轻钢也是一个比较含糊的名词，一般可以有两种理解。一种是现行《钢结构设计规范》（GBJ 17－88）中第十一章“圆钢、小角钢的轻型钢结构”，是指用圆钢和小于L45×4和L56×36×4的角钢制作的轻型钢结构，主要在钢材缺乏年代时用于不宜用钢筋混凝土结构制造的小型结构，现已基本上不大采用，所以这次钢结构设计规范修订中已基本上倾向去掉。另一种是《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》所规定的具有轻型屋盖和轻型外墙（也可以有条件地采用砌体外墙）的单层实腹门式刚架结构，这里的轻型主要是指围护是用轻质材料。既然前一种已经快取消，所以现在的轻钢含义主要是指后一种。另外，还有一些参考值：如每平米造价，最大构件重量，最大跨度，结构形式，檐高等，以上这些在判断厂房是否为重钢或轻钢时可以提供经验数据，当然现在很多建筑都是轻、重钢都有。国家规范和技术文件都并没有重钢一说，为区别轻型房屋钢结构，也许称一般钢结构为“普钢”更合适。因为普通钢结构的范围很广，可以包含各种钢结构，不管荷载大小，甚至包括轻型钢结构的许多内容，轻型房屋钢结构技术规程只是针对其“轻”的特点而规定了一些更具体的内容，而且范围只局限在单层门式刚架。由此可见，轻钢与重钢之分不在结构本身的轻重，而在所承受的围护材料的轻重，而在结构设计概念上还是一致的. 钢结构是现代建筑工程中较普通的结构形式之一。我国是最早用铁制造承重结构的国家，远在秦始皇时代(公元前246-219年)，就已经用铁做简单的承重结构，而西方国家在17世纪才开始使用金属承重结构。公元3-6世纪，聪明勤劳的我国人民就用铁链修建铁索悬桥，著名的四川泸定大渡河铁索桥，云南的元江桥和贵州的盘江桥等都是我国早期铁体承重结构的例子。我国虽然早期在铁结构方面有卓越的成就，但由于2000多年的封建制度的束缚，科学不发达，因此，长期停留于铁制建筑物的水平。直到19世纪末，我国才开始采用现代化钢结构。新中国成立后，钢结构的应用有了很大的发展，不论在数量上或质量上都远远超过了过去。在设计、制造和安装等技术方面都达到了较高的水平，掌握了各种复杂建筑物的设计和施工技术，在全国各地已经建造了许多规模巨大而且结构复杂的钢结构厂房、大跨度钢结构民用建筑及铁路桥梁等，我国的人民大会堂钢屋架，北京和上海等地的体育馆的钢网架，陕西秦始皇兵马俑陈列馆的三铰钢拱架和北京的鸟巢等。《钢结构设计规范》GBJ17-88已经于2003年12月1日起废除，现时实行的是《钢结构设计规范》。 钢材的种类、品种、规格和牌号 （一）、我国目前常用钢材品种： 碳素钢、不锈钢、〈1、板材，２、型材，３、 HYPERLINK /doc/view/68617.html \t _blank 管材，4、线）热轧钢板和钢带（ＧＢ７０９）：钢板厚度０．５～２００ｍｍ，宽度６００～２００ｍｍ，相应长度１２００～６０００ｍｍ；钢带宽度６００～１９００ｍｍ，厚度１．２～２５．０ｍｍ。 （２）冷轧钢板和钢带（ＧＢ７０８）：厚度０．２～５．０ｍｍ，宽度６００～２０００ｍｍ，长度１２００～２３００ｍｍ；钢带宽度不小于６００ｍｍ，成卷交货。 （３）花纹钢板（ＧＢ／Ｔ３２７７）：基本厚度２．５～８．０ｍｍ。 （４）高层建筑结构用钢板（ＹＢ４１０４－２０００）：适宜于高层建筑钢结构或其他重要钢结构，厚６～１００ｍｍ，为最新制订专用标准。其牌号为Ｑ２３５ＧＪ、Ｑ３４５ＧＪ、Ｑ２３５ＧＺ、Ｑ３４５ＧＪＺ，均为Ｃ、Ｄ、Ｅ质量等级。 ２、型钢： （１）热轧等边 HYPERLINK /doc/view/33767.html \t _blank 角钢（ＧＢ９７８７）：边长２０～２００ｍｍ，厚度３～２４ｍｍ （２）热轧不等边角钢（ＧＢ９７８８）：边长２５×１６～２００×１６０，厚度３～１８ｍｍ。 （３）热轧 HYPERLINK /doc/view/33750.html \t _blank 工字钢（ＧＢ７０６）：截面高度１００～６３０ｍｍ，自高度２００及２００ｍｍ以上，截面有加重型。 （４）热轧轻型工字钢（ＹＢ１６３－６３）：截面高度１００～７００ｍｍ，重量较工字钢轻，但已极少生产，工程中不宜再选用。 （５）热轧 HYPERLINK /doc/view/33766.html \t _blank 槽钢（ＧＢ７０７）：截面高度５０～４００ｍｍ，自１６０及１６０ｍｍ高度以后亦有加重型截面。 （６）热轧轻型槽钢（ＹＢ１６４－６３）：截面高度５０～４００ｍｍ，重量轻槽钢轻，但已极少生产，工程中不宜再选用。 （７）普通及轻型焊接Ｈ型钢（Ｂ３３０１、３３０２）：截面高度×宽度为１００×５０～１２００×６００，翼缘厚度５～３６ｍｍ，腹板厚度３．５～１６ｍｍ。 （８）热轧Ｈ型钢和部分Ｔ型钢（ＧＢ／Ｔ１１２６３－１９９８）：Ｈ型钢分为宽翼缘（ＨＷ），中翼缘（ＨＭ），窄翼缘（ＨＮ）及桩用（ＨＰ）４个系列，截面高度１００～７００ｍｍ；部分Ｔ型钢为由Ｈ型钢中间沿腹板剖分开的Ｔ型截面钢。 ３、 HYPERLINK /doc/view/68617.html \t _blank 钢管： （１）无缝钢管（ＧＢ８１６２）：规格３２×２．５～４８０×１６； （２）电焊钢管（ＹＢ２４２～２６３）：规格３２×２～１５２×５．５； （３）螺旋 HYPERLINK /doc/view/33705.html \t _blank HYPERLINK /doc/view/68634.html \t _blank 焊管（ＧＢ９７１１）：规格２１９×５～１４２０×１６mm。 ?4、线材： 线材主要用于混凝土结构方面等 第二部分：钢结构工程的制造 一、钢结构工程制作与安装单位应具备的条件 （1）应具有国家认可的企业资质和焊接质量管理体系。 （2）应具有相应资格的焊接技术责任人员、焊接质检人员、无损探伤人员、焊工、焊接预热和后热处理人员。 （3）对焊接技术难或较难的大型及重型钢结构、特殊钢结构工程，施工单位的焊接技术责任人员应由中、高级焊接技术人员担任。 （4）应具备与所承担工程的焊接技术难易程度相适应的焊接方法、焊接设备、检验和试验设备。 （5）属计量器具的仪器、仪表应在计量检定有效期内。 （6）应具有与所承担工程的结构类型相适应的企业钢结构焊接规程、焊接作业指导书、焊接工艺评定文件等技术文件。 （7）特殊结构或采用屈服强度等级超过390Mpa的钢材、新钢种、特厚材料及焊接新工艺的钢结构工程的焊接制作与安装企业应具备焊接工艺试验室和相应的试验人员。 二、钢结构工程制作 1.施工程序 材料检验 钢结构预制 钢结构焊接 钢结构安装 管架、管板、砖架和锚固件安装 炉管组焊 炉管胀接 炉管安装和试压 配件安装 交 工 2.钢结构的制作 （1）钢材的检查、矫正、号料和切割 A.钢结构所用的钢材、焊接材料和连接材料均应做外观检查，其型号、规格应符合设计文件的规定，并不得有严重的变形、锈蚀和损伤。 B.普通碳素结构钢的工作环境温度低于－ 16 ℃，低合金结构钢的工作环境温度低于－ 12 ℃时，不得进行冷矫正和冷弯曲。矫正后的钢材表面应无明显的凹面和损伤，其划痕深度不宜大于 0.5 毫米。 C. 矫正后的钢材表面,不应有明显的凹面或损伤,划痕深度不得大于0.5mm，且不大于该钢材厚度允许负偏差的1/2。 D. 普通碳素结构钢和低合金结构钢可加热矫正，但加热温度严禁超过正火温度(900 ℃)。加热矫正后的低合金结构钢必须缓慢冷却。 E.钢材号料应留出切割、刨边等加工余量和焊接收缩余量。 F. 钢材号料和切割的偏差应符合下列规定： a.型钢号料的尺寸允许偏差为± 2 毫米； b.钢板号料的长度和宽度尺寸允许偏差为± 2 毫米，两对角线毫米； c.节点板和加强板宜做 1 ∶ 1 样板号料，样板尺寸允许偏差为± 0.5 毫米； d.钢材切割后的边缘与号料线 毫米。 G.普通碳素结构钢的工作环境温度低于－ 20 ℃，低合金结构钢的工作环境温度低于－ 15 ℃时，不得进行剪切和冲孔。 H.切割前，应清除钢材表面切割区域内的铁锈、油污；切割后，断口处不得有裂纹、分层等缺陷，并应清除其毛刺、熔渣和附近表面上的飞溅物等。 3. 钢结构预制 (1)型钢允许用焊接方法接长，其接头型式应符合钢结构有关标准的规定。型钢接头的位置应错开节点区 300 毫米以上。但主要承重梁、柱应选用整料，如需拼接，必须取得设计单位的同意，并应确定接头位置。 (2)构件在煨制过程中，其减薄量不得超过构件原厚度的 10 ％。 (3)构件煨制时，加热温度应控制在 1000 ～ 1100 ℃，普通碳素结构钢温度下降到 500 ～ 550 ℃，低合金结构钢温度下降到 800 ～ 850 ℃应结束加工，并应使构件缓慢冷却。 (4)圆形或弧形构件煨制后，当构件弦长大于或等于 1500 毫米时，应用弦长不小于 1500 毫米的弧形样板进行检查；当构件弦长小于 1500 毫米时，应用与构件弦长相等的弧形样板进行检查，其间隙均不应大于 2 毫米。构件的翘曲度不应大于 5 毫米。 (5)圆形构件的椭圆度不应大于直径的 0.4 ％，且不应大于 20 毫米。 (6)圆形构件的周长偏差不应大于周长的 0.25 ％，且不应大于 12 毫米。 (7)箱式炉框架预制后的偏差应符合下列规定： A.立柱长度的允许偏差为± 3 毫米； B.立柱的不平直度不应大于长度的 0.1 ％，且当柱长小于或等于 16 米时，不应大于10 毫米；当柱长大于 16 米时，不应大于 15 毫米； C.梁的不平直度不应大于长度的 0.1 ％，且不应大于 8 毫米； D.顶梁和底梁位置的允许偏差分别为± 6 毫米和± 2 毫米；中间横梁位置的允许偏差为± 3 毫米； E.两立柱轴线 毫米； F.框架两对角线之差不应大于对角线)构件上所有螺栓孔均应采用机械方法加工。成孔后同一组孔内的任何相邻两孔间距的允许偏差为± 1 毫米；任何两孔间距的允许偏差为± 1.5 毫米。 4. 钢结构焊接及焊接检验 (1) 焊条的选用根据钢结构相应材料选取。 (2)钢结构所有的对接焊缝均为Ⅱ级焊缝，其余焊缝为Ⅲ级焊缝。 (3)焊工应经过考试并取得合格证后方可从事焊接工作。合格证应注明施焊条件、有效期限。 （4）焊接时,不得使用药皮脱落或焊芯生锈的焊条。 （5）焊条、焊剂使用前应按产品说明书规定的烘焙时间和温度进行烘焙。保护气体的纯度应符合焊接工艺评定的要求。低氢型焊条经烘焙后应放入保温筒内，随用随取。 （6）施焊前,焊工应复查焊件接头质量和焊区的处理情况。当不符合要求时、应经修整合格后方可施焊。 （7）对接接头、 T 形接头、角接接头、十字接头等对接焊缝及对接和角接组合焊缝,应在焊缝的两端设置引弧和引出板,其材质和坡口形式应与焊件相同。引弧和引出的焊缝长度埋弧焊应大于 50mm;手工电弧焊及气体保护焊应大于 20mm 。焊接完毕应采用气割切除引弧和引出板,并修磨平整,不得用锤击落。 （8）焊接时,焊工应遵守焊接工艺,不得自由施焊及在焊道外的母材上引弧。 （9）角焊缝转角处宜连续绕角施焊,起落弧点距焊缝端部宜大于 10.0mm(图5.5.1a), 角焊缝端部不设置引弧和引出板的连续焊缝, 起落弧点距焊缝端部宜大于 10.0mm(图5.5.1b),弧坑应填满。 (a) (b) 图 3-1起落弧点位置 （10）多层焊接宜连续施焊,每一层焊道焊完后应及时清理检查,清除缺陷后再焊。 （11）焊成凹形的角焊缝,焊缝金属与母材间应平缓过渡;加工成凹形的角焊缝,不得在其表面留下切痕。 （12）焊缝出现裂纹时,焊工不得擅自处理,应查清原因,订出修补工艺后方可处理。 （13）焊缝同一部位的返修次数,不得超过两次。当超过两次时,应按返修工艺进行。 （14）焊接完毕,焊工应清理焊缝表面的熔渣及两侧的飞溅物,检查焊缝外观质量。检查合格后应在工艺规定的焊缝及部位打上焊工钢印。 （15）碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度、低合金结构钢应在完成焊接 24h 以后,方可进行焊缝探伤检验。 （16）焊接接头内部缺陷分级应符合现行国家标准《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》的规定,焊缝质量等级及缺陷分级应符合表 3-1的规定。 （17）局部探伤的焊缝,有不允许的缺陷时,应在该缺陷两端的延伸部位增加探伤长度,增加的长度不应小于该焊缝长度的 10%,且不应小于 200mm;当仍有不允许的缺陷时,应对该焊缝百分之百探伤检查。 焊缝质量等级及缺陷分级(mm) 表3-1 第三部分：钢结构工程的安装 一、构件的总装配、焊接（预拼装） 1.方管柱的装配 ①方管柱装配以柱顶隔板上端平面为基准，测量并划线，划出柱身上所标示的中心线、基准线和检查线，并复核包板的位置及柱身尺寸等。柱身另一端加衬板按上述要求预放收缩余量2mm。根据基准端划出该钢柱的翼腹板上相对应的连接板、支撑件等的装配位置线，并按要求点固焊装配。检验各件间位置的准确性，满足GB50205—2001标准所规定的装配要求。 截面尺寸偏差-1.0～+2.0mm一节柱长度的制造偏差±3.0mm柱翼腹板垂直度 对角线mm各楼层间距的偏差±3.0mm柱腹板至翼板中心线mm各层间框架两对角线mm焊接组装构件端部偏差≤2mm节点处杆件轴线mm接头的错位差≤2.0mm柱身弯曲矢高l/1000，且不大于4.0mm柱中线至连接T型件孔中心距-1.0～+1.5mm单元节柱身扭曲h/200，且不大于4.0mm②柱隔板安装前必须先检查其尺寸、规格，坡口及尺寸是否符合质量要求。安装时位置通过位置线、尺寸控制以柱侧面中心线到连接H型钢梁件螺栓孔间距离核定，安装时可移置到以柱侧与H型钢梁翼缘板间距，此时必须考虑到柱的截面偏差。 ③柱端（柱底处）采用半自动切割机开装配坡口：单边V型坡口带垫板单面焊，坡口角度：35°±5°，钝边：0～2.0mm，间隙：5±1mm。垫板规格：16x32mm，装配≤1.0mm。 ④点固焊用焊条应采用J502，Φ3.2焊条，焊接工艺参数：焊接电流：120～130A，短弧焊接。 ⑤钢柱装配时须确保钢柱的翼腹板端面的垂直度、装配平台水平。（≤1/1000） ⑥按图纸要求对构件尺寸、编号、连接件、柱间支撑应与详图核对等核对，确认无误后进行焊接。连接板、支撑件修整切割后（坡口面）应清理切割面割渣，并对切割面的熔斑、毛刺、尖角、不平整或粗糙的边缘等缺陷清除干净，按焊缝坡口尺寸进行装配以保证结构的平直。 ⑦强制性要求：对多个包板或牛腿的构件，先装配前后包板或牛腿，经检验符合后再用基线定位对其它的包板或牛腿进行二次装配，所涉及的构件超过抛丸设备范围的，应对方管本体及牛腿构件单独进行抛丸再组装。 2.柱、梁等构件装配前的技术准备 ①装配前，必须先熟悉构件施工详图及有关的技术要求，并根据施工详图要求复核其所需组装的零件、主型材尺寸及加工质量。 ②按图纸要求对构件尺寸、编号、连接件、柱间支撑应与详图核对等核对，确认无误后进行焊接。肋板、支撑件修整切割后应清理切割面割渣，并对切割面的熔斑、毛刺、尖角、不平整或粗糙的边缘等缺陷清除干净，按焊缝尺寸要求进行装配以保证结构的平直。 ③柱、梁的基准中心线标示，柱底板等中心线组装时均与之重合，号料均采用划针划线，对下料可用尖石笔加色，仅作为识别用。原则上以柱由下向上、梁以左向右1米位置的翼板中心线标识基准十字线，划出柱底中心线及装配线等。 ④构件装配以图纸确定的基准，根据基准端分别划出构件上相对应的加肋板、支撑件、端板、底板或连接板等辅件的位置线，并按要求点固焊装配。 ⑤构件在组装过程中必须严格按工艺规定装配，当有复杂装配部件不易施焊时，采用边装配边施焊的方法来完成其装配工作。 ⑥布置装配胎模时，必须根据构件特点考虑预放焊接收缩量及其它加工余量。 ⑦对角焊缝中的板件装配，划线的板件位置线均应在板件的上平面，装配时接触面为板件与上构件侧面顶紧装配点焊，所有构件的端头应经过加工消除毛刺。钢柱组装质量控制示意图如右图，为了减少变形和装配顺序，可采取先组装成部件，然后组装成构件的方法。钢柱、钢梁组装的基准中心线、移植位置线及装配质量控制单元的方法相类同，可参照进行。 ⑧装首件构件后，必须由质量检验部门进行全面检查，经检验合格后，方可进行继续组装。 二、构件装配焊 1.焊前应查检构件放置水平（平面度≤1/1000），不符合要求应先进行调整，合格后才准予焊接。施焊时应选择合理的焊接顺序，采用对称、平行、退焊，减少焊接变形。 2.构件装配焊焊缝采用气保焊，角焊缝焊脚尺寸过大无法单道操作时，可进行双层单道叠焊，下道焊缝与上道焊缝重叠应在1/3以上。柱底板的全熔透焊缝操作对照内隔板的焊接。 3.操作方法：构件装配焊焊缝采用CO2气保焊焊接、采用左焊法，焊炬向右倾斜10°～20°，自右向左焊接；焊接时注意收弧及接头质量控制： 〖1〗收弧：应利用焊机的收弧功能，防止咬边和深弧坑 〖2〗接头：应平坦，使焊缝保持均匀、美观。 〖3〗注意焊缝封口质量，封口应封好。焊缝转角处应连续焊接且不能断弧。 〖4〗角焊缝焊脚尺寸过大无法单道操作时，可进行双层单道叠焊，下道焊缝与上道焊缝重叠应在1/3以上。T型接头平焊的关键是要保证顶角处焊透，焊角对称，防止立板咬边和上焊角短、下焊角长的缺陷。具体操作时要根据焊角尺寸控制好焊枪的工作角与电弧对中位置。当焊角≤5mm时，电弧对中顶角处，与立板工作角为40°～50°，单道焊；当焊角＞5mm时，电弧对中点应离开工件主板1～2mm，与立板工作角为35°～45°，可单道焊；当焊角为8～12mm时，可采用双道焊缝，首道焊缝电弧对中点应离开工件主板1～2mm，与立板工作角为20°～30°，第二焊道对中指向首道焊缝的顶端，与立板工作角为45°～50°。焊角尺寸大于12mm时，可采用两层三道焊缝或两层四道焊缝型式，首道焊缝电弧对中点应离开工件主板1～2mm，与立板工作角为35°～45°，第二焊道对中指向首道焊缝的焊趾端，与立板工作角为20°～30°。中间焊道操作同上道，最后一道对中指向首道焊缝的顶端，与立板工作角为45°～50°。构件装配焊焊接工艺参数如下： 焊接方法焊层电源极性焊接材料规格（mm）焊接电流 （A）焊接电压（V）焊接速度（cm/min）气保焊打底直、反ER50-6φ1.2270～29030～3235～40填充270～30032～3430～35盖面280～32030～3630～354.焊工在焊缝完工前，应进行自检，对于表面缺陷如咬边、凹坑等应进行焊补、打磨。使表面整洁，质量符合要求。焊缝存在缺陷超标或其它异常时,应按工艺要求进行补焊及修磨平滑,并进行无损探伤检查达合格要求。修补可采用手工电弧焊，J506，￠3.2（经350～380℃烘烤2h后使用）；工艺参数：焊接电流：110～130A；电弧电压：20～23V。 5.构件的焊缝均要经过检验合格。 三、焊缝的焊接顺序及控制 1.方管柱与柱底板间的连接焊缝：采用开单边v型全熔透坡口带垫板CO2气保焊，坡口角度为35°+5°,钝边为1±1mm，装配间隙为5±1mm。焊缝等级应满足全熔透一级焊缝要求。 2.箱型柱与柱底板间的连接4条角部焊缝应由对称焊接，方向朝向相同，防止因收缩不相同而在焊后出现严重的变形（柱底板与柱垂直度偏差）。要求按A→B→C→D→C…的顺序进行，即：（A）焊至1/2板厚→（B）焊至1/2板厚→（C）焊至1/2板厚→（D）焊至1/2板厚→（C）焊完→（D）焊完→（A）焊完→（B）焊完。轮流翻转对称焊接角部焊缝，如此顺序轮流施焊直至完成整个接头。 3.钢柱与腹板连接板的连接焊缝：采用开单边v型全熔透坡口CO2气保焊，坡口面朝外（非连接板接触面），坡口角度为40°+5°,钝边为2±1mm，装配间隙为0～0.5mm。反面采用￠6.0碳棒清根后封底焊，封底焊脚高度不大于5mm，焊缝等级应满足全熔透二级焊缝要求。 4.其它焊缝的坡口型式、焊缝质量等级按图示进行，构件装配焊焊缝采用CO2气保焊，角焊缝焊脚尺寸过大无法单道操作时，可进行多层单道叠焊，下道焊缝与上道焊缝重叠应在1/3以上。多层焊的焊层之间接头应错开，焊缝长度应不小于50mm。焊缝层间清渣采用风铲及钢丝刷。 5.根据构件的类型及板厚，选定承重足够的H型钢平台，支垫应找平，平面度应小于等于1/1000。不符合要求应先进行调整，合格后才准予焊接。施焊时采用对称、平行、退焊，减少焊接变形。 6.施焊应选择合理的焊接顺序，以防止或减少的焊接变形，当变形超过规范规定时，必须予以矫正 7.焊工在焊缝完工前，应进行自检，对于表面缺陷如咬边、凹坑等应进行焊补、打磨。使表面整洁，质量符合要求。焊缝存在缺陷超标或其它异常时,应按工艺要求进行补焊及修磨平滑,并进行无损探伤检查达合格要求。修补可采用手工电弧焊，焊条：J502，￠3.2（经120～150℃烘烤1.5h后使用）；工艺参数：焊接电流：110～130A；电弧电压：20～23V。 四、构件火焰矫正工艺要求 1.构件变形矫正采用火焰矫正，火焰矫正时应考虑对构件局部加热后的变形规律，主要考虑因素有火焰加热位置、加热形状、宽度、长度和温度等，火焰加热位置一般选择在构件弯曲外向处其纤维需缩短的部位。 2.构件变形矫正工艺规程 ①变形矫正加热温度：构件的矫正加热温度为：750～850℃，如果一次加热未达到矫正效果，则可进行二次加热，其加热温度应略高于一次加热温度，矫正量过大的应在反方向进行火焰矫正直到符合要求。严禁构件温度超过900℃，构件热矫正后应缓慢冷却，不得用水骤冷。 ②对于变形较大部位的矫正，应采用三角形火焰矫正法进行矫正，三角形的顶点在构件变形的凹面，对板厚大于16mm的最好采用双面加热进行矫正，加热温度控制在750～850℃，颜色为樱红色，采用中性火焰矫正较为适当。不宜用氧化焰。加热时烘具平摆动，防止材料过烧。 五、支撑斜杆件与框架节点构件预拼装（必要时） 支撑斜杆件与框架节点构件在制作时，根据构件的制作质量情况临时确定，如有必要时按GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》和JG9-1999《钢桁架检验及验收标准》对构件单体预拼装。预拼装的杆件、节点构件控制基准线与胎架基线必须保持一致；拼装平台及平直度度符合要求，按现场安装顺序及进度计划所对应的桁架轴线位置实际尺寸放大样，按所在轴线位置及方位水平就位，调整位置尺寸。复核尺寸确认无误后装配定位、限位块。测量并调整桁架杆件、节点构件位置尺寸，确定各尺寸符合钢结构工程施工质量验收规范要求。 杆件、节点构件在出厂前进行的桁架单体拼装，严格按桁架杆件制作允许偏差进行检验，如拼接点角度或尺寸有误，应及时处理。 在构件单体预拼装过程中，应严格控制累积偏差，注意采取措施消除焊接收缩量的影响；桁架杆件拼装时应按规定起拱。并根据桁架构件重量可适当加施工起拱。 杆件、节点构件在制作、拼装、测量时所用的钢尺应统一。由于杆件、节点构件制作偏差，起拱与跨度值均有偏差时应先满足起拱数值。为保证起拱与跨度数值准确，必须严格按GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》检查构件制作尺寸的精确度。 六、构件的栓钉焊接 1.构件经检验合格后，方可在规定的区域进行栓钉焊工作。 2.焊钉表面不允许有影响使用的裂缝、条痕、凹痕和毛刺等， 焊钉保存时应有防潮措施。 3.焊钉如有水、氧化皮、锈、漆、油污、水泥灰渣等杂质， 应清除干净后方可施焊。受潮的焊接瓷环使用前应经120℃烘干2h； 4.要焊焊钉的构件表面及焊钉不得有锈、氧化皮、油污、油漆等影响焊接的污垢物。 5.在要焊接焊钉的柱表面上按制作图划出焊钉的位置线.按栓焊岗位操作规范要求进行操作，例：φ19焊钉焊接电流：I=1600A；焊接时间：S=0.8sec；提升高度：L=3.6mm；凸出长度：P=3.6mm。其它规格见参数表。 7.焊接时，一般焊钉接负极，工件接正极（即直流正接）。在焊枪上装入焊钉及瓷环，使焊枪整个基面与柱面垂直并接触，再按按钮，进行焊接。抓稳焊枪，直至熔池冷却。垂直拔出焊枪，并顺时针转动结束焊接。 8.外观质量要求 ①检验焊接的外观质量,焊钉四周有一个封闭的焊缝和发蓝灰色的圆环表面。为合格的基本要求。 ②栓钉焊施焊环境温度低于0℃时，打弯试验的数量应增加1%； ③栓钉焊施焊后应将瓷环及焊缝表面杂质清理干净。 七、构件清磨 1.过高的焊接接头、棱角、利边，必须打磨，使之圆滑过渡。 2.全面检查和清磨焊接弧坑、切割缺棱等制作缺陷，采用手工电弧焊填满并磨平，清除毛刺、飞溅、附着物等。 3.打磨孔边毛刺，以利螺栓紧固。 4.电弧擦伤及点焊疤均应打磨掉,同时检查构件连接摩擦面表面应平整，不得有飞边、毛刺、焊接溅物、焊疤、氧化铁皮、污垢、油漆等，自检合格后交专职检验员终验。 注：※构件的表面处理必须在中后期的制作工序中进行，减少中间停留时间。 ※框架梁等重要构件必须采用三维数控精确制孔，锁口加工现场坡口。 ※方管柱本体接长后进行隔板位置、直线度检查确认合格后，方可进行总装配。 ※方管柱牛腿、支撑斜杆位置、形位尺寸的检验控制。 ※所有构件涂装前的表面处理必须重点、严格控制。 第四部分：钢结构工程的连接 钢结构工程的连接（焊接、铆接和胀接等） 钢结构的连接办法通常我们使用的是螺栓连接或焊接和铆钉联接三种。其中铆接联接被宽泛使用，铆钉连接已成为钢结构定制标本，也是钢结构连接最好的办法。 (一)几种连接方式的定义 1.焊接 早在90年代初我国钢结构就从欧洲发达国家开始投入使用，而钢结构使用的也就是焊接方法。其中，螺栓连接有堆焊、接触焊和电弧焊等办法。在电弧焊中又分成细工焊、主动焊和半主动焊三种。眼前，钢结构中常用的连接办法以加工好的构件进行螺栓连接安装。 2.铆接联接 铆接连接的概念及特性： 铆接联接是经过电弧发生热能，使焊丝和焊件全部凝结，经结冰凝聚成焊缝，从而将焊件联接成一体。 3.胀接 胀接指根据金属具有塑性变形这一特点，用胀管器将管子胀牢固定在管板上的连接方法。多用??管束与锅筒的连接。工作过程是：将胀管器插入管子头，使管子头发生塑性变形，直至完全贴合在管板上，并使管板孔壁周围发生变形，然后拔出胀管器。由于管子发生的是塑性变形，而管板仍然处在 HYPERLINK /view/542574.htm \t _blank 弹性变形状态，扩大后的管径不能缩小，而管板孔壁则要弹性恢复而使孔径变小（复原），这样就使管子与管板紧紧地连接在一起了。利用管端与管板孔沟槽间的变形来达到紧固和密封的连接方法。用外力使管子端部发生塑性变形，将管子与管板连接在一起，又叫胀管。目前，多采用胀管器胀接。胀、焊并用结构按胀接与焊接在工序中的先后次序可分为先胀后焊和先焊后胀两种。 ①先胀后焊 管子与管板胀接后，在管端应留有15ram长的未胀管腔，以避免胀接应力与焊接应力的迭加，减少焊接应力对胀接的影响，15ram的未胀管段与管板孔之间存在一个间隙(见图1)。在焊接时，由于高温熔化金属的影响，间隙内 HYPERLINK / \t _blank 气体被加热而急剧膨胀。据国外资料介绍，间隙腔内压力在焊接收口时可达到200～300MPa的超高压状态。间隙腔的高温高压气体在外泄时对强度胀的密封性能造成致命的损伤，且焊缝收口处亦将留下肉眼难以觉察的针孔。目前通常采用的机械胀接，由于对焊接裂纹、气孔等敏感性很强的润滑油渗透进入了这些间隙，焊接时产生缺陷的现象就更加严重。这些渗透进入间隙的油污很难清除干净，所以采用先胀后焊 HYPERLINK / \t _blank 工艺，不宜采用机械胀的方式。由于贴胀是不耐压的，但可以消除管子与管板管孔的间隙，所以能有效的阻尼管束振动到管口的焊接部位。但是采用常规手工或机械控制的机械胀接无法达到均匀的贴胀要求，而采用由电脑控制胀接压力的液袋式胀管机胀接时可方便、均匀地实现贴胀要求。采用液袋式胀管机胀接时，为了使胀接结果达到理想效果，胀接前管子与管板孔的尺寸配合在设计制造上必须符合较为严格的要求。只有这样对于常规设计的“贴胀+强度焊”可采用先胀后焊的方式，而对特殊设计的“强度胀+强度焊”则可采用先贴胀，再强度焊，最后强度胀的方法。 ②先焊后胀 在制造过程中，一台换热器中有相当数量的换热管，其外径与管板管孔孔径之间存在着较大的间隙，且每根换热管其外径与管板管孔间隙沿轴向是不均匀的(见图2)。当焊接完成后胀接时，管子中心线必须与管板管孔中心线相重合。当间隙很小时，上端15mm的未胀管段将可以减轻胀接变形对焊接的影响。当间隙较大时，由于管子的刚性较大，过大的胀接变形将越过15mm未胀区的缓冲而对焊接接头产生损伤，甚至造成焊口脱焊。所以对于先焊后胀工艺，控制管子与管板孔的精度及其配合为首要的问题。当管子与管板腔的间隙小到一定值后，胀接过程将不至于损伤到焊接接头的质量。有关资料显示，管口的焊接接头承受轴向力的能力是相当大的，即使是密封焊，焊接接头在做静态拉脱试验时，管子拉断了，焊口将不会拉脱。然而焊口承受切向剪力的能力相对较差，所以强度焊后，由于控制达不到要求，可能造成过胀失效或胀接对焊接接头的损伤。 (二)几种连接方式的优缺点 1.螺栓联接 优点：结构简单、型式多样、联接可靠，装拆方便、成本低 缺点：在交变荷载下,易松动。制孔精度较高。 2.焊接 优点：任何方式的构件正常都可间接相连，没有会增强构件截面，且用料经济，构造容易，加工便当，联接刚刚度大，密封功能好，可采纳全主动或者半主动工作，进步生产频率。设备简单、生产效率高、焊缝强度高密封性能好。 缺点：拆卸不方便，焊缝左近的钢材，在低温作用下构成热反应区，使其金相机构和力学性都发作变迁，招致材料全部变脆；铆接进程中钢材因为遭到没有匀称的加柔和结冰，使结构发生铆接剩余应力和剩余变形，也使钢材的承载力、刚刚度和运用功能遭到反应。 3.铆接 优点：联接强度高(如武汉长江大桥的格构式箱形大梁)密封性能好。 缺点：拆卸不方便、制孔精度高 第五部分：钢结构工程的防腐 HYPERLINK / \t _blank 钢结构防腐技术对于钢结构的安全性能与耐久性起着极为重要的作用。就 HYPERLINK /chinese/bbs/钢结构 \t _blank 钢结构的防火技术来说，一般采用防火涂料或防火板材预以保护。防火涂料分为超薄型、膨胀型与厚型三种类型。超薄型防火涂料，厚度最厚仅为2.6mm，采用辊涂、刷涂或喷涂；膨胀型防火涂料，最大厚度可达7mm，采用喷涂方法施工；当无装饰要求时，可采用不带矿物纤维的非膨胀厚型无机防火涂料，最大厚度为50mm，采用涂抹或喷涂方法施工。对某些梁柱需要包裹的情况下还可以应用防火板材包裹，达到保护目的。 (一)原材料选用注意 采用的各类防火涂料与材料必须得到消防部门指定的检测机构的认可，施工时必须按要求多道喷涂或涂刷，严格达到钢结构设计的防火涂料厚度要求。 钢结构防腐按钢结构的使用要求而定，一般情况下用常规防锈漆即可，当所处的环境条件较恶劣时必须要采用性能优异的防腐涂料如富锌类涂料或采用耐侯钢。 （二）技术指标 按构件的建筑防火要求与对结构的外观要求选取适宜的防火涂料，超薄型防火涂料，厚度0.6mm 2.6mm，其耐火极限为0.5小时至2.5小时；膨胀型防火涂料，厚度3.0mm-7.Omm，其耐火极限为0.5小时至2.5小时；厚型无机防火涂料，厚度8.Omm-5O.Omm，其耐火极限为O.5小时至3.0小时。 （三）适用范围 防火涂料或防火板材泛应用于各类钢结构的保护，各类公共建筑中当外观要求较高时采用超薄型防火涂料，各类大跨度结构常采用膨胀型防火涂料，而大量的高层钢结构则常用厚型防火涂料保护。 钢结构防腐涂装应是一个科学的系统钢结构工程，合理的 HYPERLINK / \t _blank 钢结构防腐涂层设计是创建优质防腐工程的基础。一个科学合理的涂装方案能大大提高 HYPERLINK 钢结构防腐涂装质量，延长防腐年限及维修间隔，降低防腐成本。科学合理的钢结构防腐涂层设计应考虑到以下因素： 1.防腐涂装要求：包括防腐年限、装饰性要求、保光保色性要求，是否易于维修等等。 2.防腐蚀环境：即钢结构处于什么样的腐蚀环境下，包括一般大气环境、工业大气腐蚀环境、化工大气腐蚀环境、海洋大气腐蚀环境、热带或寒带地区、室内还是室外、有无液体或其它气体介质（大气除外）腐蚀等等. 3.涂装环境条件：涂装场所条件（温湿度、室内或室外、是否在专门的涂装室内涂装）、等等 HYPERLINK / \t _blank 钢结构防腐新技术——热喷涂金属阶梯涂层 随着西气东输、南水北调工程的实施，水工钢结构的使用迅速增加，开发一种新型的水工钢结构防腐技术对降低工程造价、延长工程寿命十分重要，为此将各种金属涂层优势互补的金属热喷涂金属阶梯涂层正在逐步运用到水工钢结构中，成为 HYPERLINK / \t _blank 金属防腐新技术。 金属热喷涂是在同一工件基体上叠加喷涂，先用锌涂层作为底层，再用不锈钢涂层作为面层，最终形成阶梯涂层，运用到水工钢结构中，经过大量研究与试验 获得了既经济、又满意的 HYPERLINK / \t _blank 钢结构防腐效果。其原理是利用某种形式的热源将金属喷涂材料加热，使之形成熔融状态的微粒，这些微粒在动力的作用下以一定的速度冲击并沉附在基体表面上，形成具有一定特性的金属涂层。水工钢结构件等基体材料的表面经过热喷涂技术处理，得到了耐腐蚀、耐磨蚀的金属保护涂层，从而增强水工钢结构件耐腐、耐磨的性能。 金属热喷涂是利用某种形式的热源将金属喷涂材料加热，使之形成熔融状态的微粒，这些微粒在动力的作用下，以一定的速度冲击并沉附在基体表面上，形成具有一定特性的金属涂层。水工钢结构件等基体材料的表面，经过热喷涂技术处理，得到了耐腐蚀、耐磨蚀的金属保护涂层，从而增强水工钢结构件耐腐、耐磨的性能。可用于金属喷涂的材料较多 如锌、不锈钢等。其中不锈钢涂层具有耐磨损及保护周期长等特点；锌涂层不仅具有覆盖、耐腐蚀作用，更重要的是具有阴极保护功能（原电池原理）。它们是水工钢结构防腐喷涂的重要材料，因此得到广泛应用。 随着我国南水北调工程的实施，水工钢结构的使用将会迅速增加，研究开发一种新型的 HYPERLINK / \t _blank 水工钢结构防腐技术，对降低工程造价、延长工程寿命十分重要。为此，将上述两种金属涂层各有的优势互补，在同一工件基体上叠加喷涂，先用锌涂层作为底层，再用不锈钢涂层作为面层，最终形成阶梯涂层，运用到水工钢结构中，经过大量研究与试验 获得了既经济、又满意的钢结构防腐效果。 （四）构件除锈、涂装 1.构件除锈、涂装及质量控制流程 构件抛丸除锈 发 运 检 验 检 验Y 包装、运输 不合格 表面质量: 达到Sa2.5级 检验 干膜厚度：合格 构件涂装 构件涂装 按要求多次操作 测厚 构件除锈、涂装过程的质量控制体系 2.摩擦面加工 ①采用高强度螺栓连接时，应对构件摩擦面进行加工处理。处理后的抗滑移系数应符合设计要求。 ②高强度螺栓连接摩擦面的加工,采用抛丸机打磨的方法（打磨方向应与构件受力方向垂直，且打磨范围不得小于螺栓直径的4倍）。 ③经处理的摩擦面应采取防油污和损坏保护措施。 ④高强螺栓连接的摩擦面、要进行现场焊接的部位，不得涂装，应用贴纸保护。 3.构件除锈处理 ①抛丸除锈时，施工环境相对湿度不应大于85%，或控制构件表面温度高于空气露点温度3℃以上。 ②经除锈后的构件表面，应用毛刷等工具清扫，或用干燥、无油的压缩空气吹净浮尘，经检验表面质量达到Sa2.5级后，方可进行下道工序。 ③如未达到要求重新进行抛丸，直到表面质量达到Sa2.5级后，方可转到下道工序。 2013
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