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1、钢结构工程,陕西新时空建筑工程装饰有限公司,1 钢结构特点 2 拼装与连接 3 钢结构安装,钢结构工程,概 述,钢结构优点：强度高、结构轻、施工周期短、精度高、截面小、受力可靠、施工方便、密封性好、抗震性好、耐热性较好等优点 缺点：价格相对较贵、耐锈蚀性差、耐火性差、低温冷脆,钢结构分类及应用,1、普通钢结构：多层和高层钢结构建筑、钢结构住宅、工业厂房等。 2、轻型钢结构：门式钢架、薄型拱壳等。 3、空间钢结构：钢网架、网壳、薄膜、悬索膜结构等。 4、组合钢结构：钢和混凝土组合结构、钢和混凝土混合结构。,用作钢结构的钢材有钢板、钢带、型钢(工字钢、槽钢、角钢)、钢管和钢铸件等。,钢 带 工字钢
2、,钢 板 槽钢及角钢 钢 管,概述,钢材的进场验收, 质量证明文件：钢材进场应有随货同行的质量合格证明文件，进口钢材应有国家商检部门的复验报告； 外观检查：钢材端边或断口处不应有分层、夹渣等缺陷;钢材表面有锈蚀、麻点或划痕等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度允许偏差值的1/2，且锈蚀等级应在C级及C级以上。 允许偏差抽查：钢板抽查厚度，型钢抽查规格尺寸，每一品种、规格各抽查5处。 抽样复验：国外进口钢材、钢材混批、板厚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应进行抽样复验。,概述,1 构件制作,钢结构构件制作一
3、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。,钢结构工程,箱型柱 吊车梁,钢管柱,钢桁架,格构式管柱,H型钢,C型钢,Z型钢,蜂窝梁,钢楼承板,彩色压型钢板,自然通风器,预埋锚栓,1 构件制作,轻钢结构的构件,1.1 放样与号料,根据产品施工详图或零、部件图样要求的形状和尺寸，按1:1的比例把产品或零、部件的实体画在放样台或平板上，求取实长并制成样板的过程。,1.1.1 放样,对复杂的壳体零、部件，还需作图展开。有条件时应采用计算机辅助设计。,1 构件制作,1.1.2 号料,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
4、准备。,工人在号料,1.2 切割下料,切割是将放样和号料的零件形状从原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三种方法。,1.2.1 气割下料,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，同时通以高压氧气射流，将氧化物吹除而形成一条狭小而整齐的割缝。,气割法有手动气割、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。,1 构件制作,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或厚钢板，是目前使用最广泛的切割方法。,气割下料 CNC电脑切割生
5、产线,直线气割机,1.2 切割下料,1.2.2 机械剪切下料,通过冲剪、切削、磨擦等机械来实现。 冲剪切割：当钢板厚度12cm时，采用剪板机、联合冲剪机切割钢材，速度快、效率高，但切口略粗糙。, 切削切割：采用弓锯床、带锯机等切削钢材，精度较好。, 磨擦切割：采用磨擦锯床、砂轮切割机等切割钢材，速度快、但切口不够光洁、噪声大。,液压联合冲剪机 锯 床,1.2 切割下料,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，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。,1.2.3 等离子切割下料,等离子切割机 数控等离子切割机,1.2 切割下料,1.3 构件加工,对于
6、尺寸精度要求高的腹板、翼缘板、加劲板、支座支撑面和有技术要求的焊接坡口，需要对剪切或气割过的钢板边缘进行加工。,1.3.1 边缘加工,边缘加工方法有：铲边、刨边、铣边和碳弧气刨边。,钢板铣边机 端面铣 滚剪倒角(坡口)机,1 构件制作,1.3.2 弯卷成型,钢板卷曲是通过旋转辊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。, 钢板卷曲, 预弯：钢板在卷板机上卷曲时，两端边缘总有卷不到的部份，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时发生歪扭，应将钢板对中，使钢板的纵向中心线与滚筒轴线保持严格的平行。, 卷曲：对中后，利用调节辊筒的位置使钢板
7、发生初步的弯曲，然后来回滚动而卷曲。,钢板卷曲,1.3 构件加工, 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。 构件的曲率半径较大，宜采用冷弯； 构件的曲率半径较小，宜采用热弯。, 型材弯曲, 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。 弯制方法：管中加入填充物(砂)或穿入芯棒进行弯曲；或用滚轮和滑槽在管外进行弯曲。 弯曲半径：管径的 3.5倍(热弯)到4倍(冷弯)。,型材弯曲机,全自动弯管机,1.3 构件加工,把构件的边缘压弯成倾角或一定形状的操作过程称为折边。折边可提高构件的强度和刚度。 弯曲折边利用折边机进行。,
8、 折边,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，且孔径一般钢材的厚度。施工现场的制孔可用电钻、风钻等加工。, 制孔,液压板料折弯机,数控三维钻孔机,1.3 构件加工,1.3.3 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钢材反变形，使钢材或构件达到技术标准要求的平直或几何形状。,矫正的方法：火焰矫正(亦称热矫正)、机械矫正和手工矫正(亦称冷矫正) 。,1.3 构件加工,板材矫正机 H型钢翼缘矫正机 钢管矫直机,利用火
9、焰对钢材进行局部加热，被加热处理的金属由于膨胀受阻而产生压缩塑性变形，使较长的金属纤维冷却后缩短而完成的。, 火焰矫正,影响矫正效果的因素：火焰加热位置、加热的形式、加热的温度。,火焰矫正加热的温度：对于低碳钢和普通低合金钢为6008000C。,火焰矫正,1.3 构件加工,是通过专用矫正机使用权弯曲的钢材在外力作用下产生过量的塑性变形，以达到平直的目的。, 机械矫正,拉伸机矫正：用于薄板扭曲、型钢扭曲、钢管、带钢、线材等的矫正。,压力机矫正：用于板材、钢管和型钢的矫正。 多辊矫正机：用于型材、板材等的矫正。,液压矫正机 多辊矫正机矫正板材,1.3 构件加工,采用锤击的方法进行，操作简单灵活。由
10、于矫正力小、劳动强度大、效率低而用于矫正尺寸较小的钢材，或矫正设备不便于使用时采用。, 手工矫正,锤击法-钢板焊接应力变形校正,1.3 构件加工,1.4.1 钢材的除锈,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，钢材表面应除锈。,1.4 除锈、防腐与涂饰,钢材除锈方法有：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。,喷砂除锈,抛丸机除锈,1 构件制作,1.4.2 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),涂料的涂装遍数、涂层厚度应符合设计要求，钢材表面不应误涂、漏涂，涂层应均匀，无明显皱皮、流坠、针眼
11、、气泡及脱皮和返锈等。防火涂料的涂层厚度应符合耐火极限的设计要求。,喷涂法进行涂装,1.4 除锈、防腐与涂饰,2 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、射钉、自攻钉、拉铆钉)及铆接三种。,钢结构工程,广州电视塔外筒 南京大胜关长江大桥 钢结构焊接施工 高强螺栓连接施工,铆接连接,钢结构连接的种类及其特点,2.1 钢结构构件焊接,钢结构常用焊接方法、特点及适用范围,焊接质量检验,检验焊接规范、参数、设备的运行状况，对焊接工艺进行确认，检验工艺执行情况，焊缝尺寸、结构变形、焊接材料的保管和使用等情况进行实测检验，同时做好相应的实时检验记录，形成焊接检验的文件。,对焊接材料的质量
12、按设计、规范要求进行检验，对特殊要求的焊接材料及重要的焊接受力部位，还要求做焊接工艺评定试验，保证其满足设计要求；检验焊件表面处理情况，检验焊件的坡口制作、组焊的装配等。,1、焊前检验,2、焊接的中间检验,外观缺陷主要通过肉眼观察，或者借助放大镜，焊缝检验尺等工具。有时也采用着色、磁粉探伤等作为补充检查手段。,3、焊后的成品检验,内部缺陷的检测一般可采用超声波探伤和射线探伤。,焊缝等级：一、二、三,2.2 紧固件连接,包括普通螺栓、高强度螺栓、射钉、拉铆钉的紧固连接。连接螺栓分为8级，即3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、10.9S(如5.6S表示抗拉强度为500MPa,屈
13、强比为60%)，其中后两级为高强度螺栓，其余为普通螺栓。,钢柱与基础 的地脚螺栓连接,梁柱节点的螺栓连接,2.2.1 普通螺栓连接,按外形分为：六角螺栓、双头螺栓和地脚螺栓。, 六角螺栓：按产品等级分为A、B、C三种。 A级螺栓精制螺栓； B级螺栓半精制螺栓； C级螺栓粗制螺栓。, 普通螺栓的种类和用途,A、B级螺栓适用于连接部位需传递较大剪力的重要结构的安装，C级螺栓适用于钢结构安装中的临时固定。,六角螺栓,2.2 紧固件连接, 双头螺栓：又称螺柱，多用于连接厚板或不方便使用六角螺栓连接的地方，如砼屋架、屋面梁悬挂单轨梁吊挂件等。, 地脚螺栓：分为一般地脚螺栓、直角地脚螺栓、锤头螺栓和地脚螺
14、栓，一般地脚螺栓、直角地脚螺栓和锤头螺栓是在砼浇筑前预埋在基础之中，用以固定钢柱；地脚螺栓是在已成型砼基础上经钻机成孔后，再安装、灌浆固定的一种地脚螺栓。,双头螺栓,一般地脚螺栓,异型地脚螺栓,地脚螺栓预埋,2.2 紧固件连接, 普通螺栓的施工, 连接要求： 螺栓头和螺母的下面应放置平垫圈。螺母下面的垫圈不应多于2个，螺栓头部下面的垫圈不应多于1个。 螺栓头和螺母应与结构构件的表面及垫圈密贴。 倾斜面的螺栓连接，放置斜垫片垫平。 动荷载或重要部位的螺栓，应放置弹簧垫圈。 螺栓伸出螺母的长度应不小于两个完整螺纹的长度。,2.2 紧固件连接, 紧固轴力 螺栓紧固必须从中心开始，对称施拧；大型接头采
15、用复拧，即“两次紧固法”。,2.2 紧固件连接,施拧时的紧固轴力应不超过相应的规定。永久螺栓拧紧质量检验采用锤敲或用力矩扳手检验，要求螺栓不颤动和偏移，拧紧的真实性用塞尺检查，对接表面高差(不平度)不应超0.5mm。,南京大胜关长江大桥高强螺栓终拧,2.2.2 高强螺栓连接,高强螺栓就是高强度的螺栓，是一种标准件。是继铆接连接后的新型钢结构连接形式，是目前钢结构连接的主要手段。,高强螺栓从外形上可分为扭剪型高强螺栓和大六角头高强螺栓。, 高强螺栓的种类和用途,扭剪型高强螺栓 大六角头高强螺栓,一个连接副 为一个螺栓、 一个螺母和 一个垫圈,一个连接副 为一个螺栓、 一个螺母和 二个垫圈,2.2
16、 紧固件连接, 手动扭矩扳手：高强螺栓以手动紧固时，要使用有示明扭矩值的扳手施拧，以达到高强螺栓连接副规定的扭矩和剪力值。常用的手动扭矩扳手有指针式、音响式和扭剪型三种。, 高强螺栓施工的机具,响声式扭矩扳手,德国Wera可调控扭力扳手,手动扭矩扳手,2.2 紧固件连接, 电动扳手 定扭矩、定转角电动扳手适用于大六角头高强螺栓的紧固，可自动控制扭矩和转角，适用于钢结构桥梁、厂房建设安装大六角头高强螺栓施工的初拧、终拧和扭剪型高强螺栓的初拧。,扭剪型电动扳手适用于扭剪型高强度螺栓的终拧紧固，常用的扭剪型电动扳手有6922型和6924型两种。,6924扭剪扳手 电动扭剪扳手,定扭矩电动扳手,2.2 紧固件连接, 高
