钢结构工程施工技术讲座
内容概要
? 概述
? 验收标准及其使用
? 钢材及其选择
? 焊接工程
? 高强度螺栓连接工程
? 轻钢、住宅钢结构及高层钢结构
? 空间及索膜结构
? 压型钢板工程
? 涂装工程
第一部分
概述
钢结构发展的现状
? 结构的优越性
? 坚实的物质基础
? 良好的技术经济政策环境
? 广阔的市场环境
建筑业 10项新技术之一
? 钢结构详图设计 CAD与 CAM制造技术
? 钢结构施工安装技术
? 钢与混凝土组合结构技术
? 预应力钢结构及索膜结构技术
? 钢结构防火、防腐技术
工程建设标准体系
?, 建筑法,
? 行政管理条例
?, 工程建设标准强制性条文,
? 工程建设强制性国家标准
? 行业标准
? 协会标准
? 企业标准
输入文件
深化详图设计
原材料进场验收


















钢结构制作分项工程



























钢结构安装分项工程






















施工前期准备文件及
审批程序
钢结构施工详图及审
核程序
钢结构原材
料进场检验
标准
钢结构制作
工程工艺标
准及施工质
量验收标准
钢结构安装
工程操作规
程及施工质
量验收标准
第二部分
验收标准及其使用
新验收标准及其特点
? 适合市场经济条件完整的标准体系
? 删除工艺和评优的内容
? 增加和强调检验批的验收
? 明确有关安全和功能及外观检验内容
? 明确强制性条文
? 抽样方案
主要内容
? 总则
? 术语、符号
? 基本规定
? 进场验收
? 分项工程检验批验收
? 分部工程竣工验收
验收的划分
? 分项工程检验批
? 分项工程
? 分部工程
? 单位工程
检验批的划分原则
? 安装阶段的单层结构
? 安装阶段的多层或高层结构
? 安装阶段的复杂结构
? 制作阶段的分项工程
? 原材料进场
? 压型钢板工程
验收的基本规定
? 验收的概念
? 检验批的验收
? 主控项目
? 一般项目
? 有关安全、功能的检验及见证检验
? 有关观感质量检验
? 验收的程序和组织
不合格项的处理
? 返工或更换
? 检测鉴定
? 原设计单位核算
? 返修或加固
? 严禁验收
第三部分
钢材及其选择
结构用钢的种类
? 碳素结构钢 --Q235
? 低合金高强度结构钢 — Q345 Q390 Q420
? 一般工程用铸造碳钢件 — ZG系列
? 厚度方向性能钢板 — Z15 Z25 Z35
? 焊接结构用耐候钢
? 可靠根据时,可采用其他牌号的钢材
? 进口钢材
钢材的性能
? 足够的强度 — σy, σb,σb/ σy ≥1.2
? 良好的塑性 — 伸长率( ≥20%)
? 可靠的韧性 — 冲击功 (≥34J)
? 好的可加工性 — 冷弯性能 (180度 )
? 可焊性 --Ceq,Pcm
? 钢质纯净 --S,P含量低
? 抗层状撕裂能力 — Z向性能
? 耐候耐火性能 — 微量元素
合理选用钢材
? 钢材的质量等级 — A B C D E级
? 非焊接承重结构
? 焊接承重结构
? 重要的拉弯焊接构件
? 验算疲劳的非焊接承重结构
? 验算疲劳的焊接承重结构
? 厚度效应及抗力分项系数
国产钢材的性能( YB4104)
? 2-强度等级; 3-质量等级; 3-Z向指标; 4-牌号
? 低屈强比( ≤0.8);低屈服强度波动 (≤ 110Mpa)
? 塑性韧性好:伸长率 ≥22%;冲击功 ≥34J
? 良好的焊接性能,Ceq≤0.43%;Pcm ≤0.29%
? 有害元素 S和 P相比较低 ;Z向性能优越
? 可加工性能好,180度冷弯 -2a,3a
? 供货条件,热轧 ;正火 ;温度 -变形控制 (TMCP)
厚板 Z向指标的选择
? 节点构造 +板厚 → 层状撕裂危险性系数 →
板厚方向断面收缩率 → 硫的含量 → 钢板 Z
向指标
? 40mm以下,应力( 9:1)小于屈服
? Z15---40mm~70mm
? Z25---70mm~100mm
? Z35---100mm以上
? T型 ---L型 ---+型
钢材复验
? 进口钢材
? 钢材混批
? 板厚 ≥40mm Z向钢材
? 建筑结构安全等级为一级,大跨度钢结
构中主要受力构件用钢材
? 设计有要求
? 对质量有疑义
如何进行复验
? 内容依照设计要求
? 设计没有明确要求的情况
? 试样及取样要求
? 抽样批量
? 见证取样送样
? 结果符合产品标准和设计要求
? Z向钢材检验
第四部分
焊接工程
焊缝的分类
? 焊接方法 — 熔焊、压焊、钎焊
? 高温能源 — 电弧、电渣、气、等离子等
? 电弧焊 — 手工、自动埋弧,CO2保护等
? 焊缝的形式
? 焊接的部位
? 焊缝的熔透程度
? 焊缝的等级
焊接构造设计原则
? 尽量减少焊缝的数量和尺寸
? 对称布置焊缝
? 避免仰焊、小角度相贯焊
? 避免焊缝密集、交叉、避开高应力区
? 尽量使用角焊缝
? 防止板材产生层状撕裂的构造措施
? 进行疲劳验算焊缝的构造措施
焊缝的质量等级
? 质量等级的两重意义
? 疲劳验算的横向对接熔透焊缝
? 疲劳验算的纵向对接熔透焊缝
? 非疲劳验算的等强对接熔透焊缝
? 中级 Q≥50t或重级吊车梁 T形焊缝
? 疲劳验算的部分焊透 T形焊缝或角焊缝
? 非疲劳验算的部分焊透 T形焊缝或角焊缝
焊工合格证
? 技术考试委员会和发证上级管理机构
? 理论知识考试
? 操作技能考试
? 认可范围
? 有效期
? 复试补考、重考、免考、注销
焊接工艺
? 焊接材料与母材的匹配原则
? 焊接材料的烘焙与存放
? 焊接作业环境要求
? 坡口组装质量
? 焊接工艺评定
? 预热、层间温度、焊后消氢处理
? 焊后热处理
厚板焊接工艺措施
? 防层状撕裂构造措施
? 采用双面坡口对称焊
? 低强度细焊条堆焊塑性过度层
? 板边火焰切割面用机械方法去除淬硬层
? 低氢型、超低氢型焊条或气体保护焊
? 提高预热和层间温度
焊缝的无损检测
? 无损检测的范围
? 超声波探伤( UT)
? 射线照相
? 一、二级焊缝的区别
? 探伤比例的计数原则及合格标准
? 特殊焊缝的检测标准
? 表面探伤
焊缝施工质量检验
? 资料检验
? 焊接材料复验
? 焊缝尺寸
? 外观表面缺陷
? 内部缺陷
? 焊缝的返修
? 裂纹
栓钉焊工程
? 普通栓钉焊
? 穿透栓钉焊
? 组合楼板
? 栓钉焊施工
? 打弯检验
第五部分
高强度螺栓连接工程
相关概念
? 螺栓的性能等级
? 普通螺栓
? 高强度螺栓
? 普通螺栓连接
? 高强度螺栓连接
? 摩擦型连接
? 承压型连接
高强度螺栓连接示意
高强度螺栓紧固原理
? AM=A有 +A无
? 扭矩系数( K=M/P·d)
? 高强度螺栓连接副
? 垫圈的正反面
? 储运与保管
? 保质期
连接设计的注意事项
? 选择性能等级
? 螺栓直径与连接板厚相匹配
? 考虑施工机具操作空间
? 摩擦面抗滑移系数的确定
? 承压型连接的适用范围
? 环境温度、高腐蚀环境
施工工艺
? 大六角头高强度螺栓连接副
? 扭剪型高强度螺栓连接副
? 扭矩法施工
? 转角法施工
? 初拧、复拧、终拧
? 施拧的顺序
? 临时螺栓、绞刀修孔
摩擦面处理
? 摩擦面处理方法
? 带涂层摩擦面
? 抗滑移系数标准试件
? 抗滑移系数试验
? 可不进行抗滑移系数试验的情况
? 连接板接触面间隙的处理
其它注意事项
? 螺栓长度的确定
? 延迟断裂问题
? 欠拧、超拧
? 镀锌螺栓
? 大孔、椭圆孔
? 螺栓重复使用
? 栓焊并用连接
施工质量的检验
? 资料检查
? 扭矩系数、紧固轴力复验
? 抗滑移系数试验
? 摩擦面及螺栓孔外观质量
? 紧固扭矩抽检
? 连接外观质量
第六部分
轻钢结构、住宅钢结构
及高层钢结构
轻钢建筑的概念
? 应该是轻质高强的围护材料
? 应该是轻型高效钢材截面
? 适当的结构跨度( ≤60m) 和
高度( ≤30m)
? 轻型起重设备:桥式吊车 ≤20t
悬挂吊车 ≤3t
? 较小的用钢量 ≤50Kg/平方米
轻钢结构的特殊问题
? 钢板较薄 — 平整度超差 — 加工难度大
? 单面焊 — 变形大 — 难于矫正
? 构件刚度差 — 吊装加固
? 合理的跨度和柱距
? 地脚锚拴和柱脚抗剪件
? 支撑体系
? 端板连接
住宅钢结构体系的优点
? 符合节能环保的基本国策
? 符合住宅产业化的政策
? 使用面积大,利用率高
? 大空间、高净空 — 房间布局灵活
? 建筑立面丰富
? 结构抗震性能好
? 施工方便,工期短
住宅钢结构体系
? 轻钢龙骨体系
? 钢框架体系
? 钢框架 — 支撑体系
? 列错桁架体系
? 钢框架 — 剪力墙体系
? 钢框架 — 核心筒体系
? 组合结构体系
推广应用面临的问题
? 观念的转变
? 技术的配套与集成
? 墙板、楼板、屋面板
? 防腐、防火问题
? 造价与定位
? 试点情况
建设年代 18%
48%
34%
1 9 8 0 年~1 9 8 9 年
1 9 9 0 年~1 9 9 9 年
2 0 0 0 年以后
建筑高度
23%
22%
32%
23%
1 0 0 m 以下
1 0 0 ~1 4 9 m
1 5 0 ~2 0 0 m
2 0 0 m 以上
结构形式
32%
43%
17%
8%
钢框架结构体系
钢框架结构—砼核心筒体系
组合结构
其它
地域分布
33%
30%
7%
5%
25%
上海地区
北京地区
深圳地区
大连地区
其它地区
地域分布
33%
30%
7%
5%
25%
上海地区
北京地区
深圳地区
大连地区
其它地区
超限高层建筑工程抗震设防审查
?, 建筑抗震设计规范, 第八章规定的高

? 特别不规则的高层钢结构
? 需要进行模型试验高层钢结构
? 省市建设主管部门认为需要委托,1)其
他超限高层钢结构; 2)特殊结构类型
施工中特殊问题
? 钢结构施工详图设计
? 厚板焊接与抗层状撕裂措施
? 测量与精度控制
? 地下结构与上部结构的接合
? 钢框架与混凝土核心筒的施工
? 钢框架与组合楼板的施工
? 组合结构
第七部分
空间及索膜结构
空间结构的类型
? 螺栓球网架、网壳
? 焊接球网架、网壳
? 钢管(圆、方、矩)相贯节点空间桁架
? 板式构件空间结构
? 斜拉索组合空间结构体系
? 张弦(拉)空间结构(索、梁、穹顶)
? 索膜结构
大跨度空间钢结构的重点问题
? 考虑变形协调(边界条件基础)
? 重视温度效应(温度应力是关键)
? 抗震验算(地震力分析是难点)
? 整体稳定(单层壳体是重点)
? 吊装工况验算
? 预应力张拉设计
? 支撑体系和滑移支座
大跨度空间结构的预拼装
? 预拼装的类型
? 验证设计图纸和构件详图的正确性
? 解决空间起拱问题
? 确定复杂空间尺寸
? 确定对接拼装预留间隙
? 提高现场拼装的质量,加快施工进度
大跨度空间结构的安装
? 高空散装(满堂红脚手架)
? 高空滑移
? 局部或分块吊装
? 拔杆 — 倒链整体吊装
? 卷扬机(推磨)整体吊装
? 抽芯千斤顶 — 电脑控制整体吊装
? 整体顶升
整体吊装的注意事项
? 正确看待吊装的技术先进性
? 吊装验算
? 临时加固
? 试吊
? 应急措施
? 下降就位
? 揽风系统的设计
索膜结构的分类
? 索膜结构的概念
? 整体张拉式
? 骨架支承式
? 索系支承式
? 空气支承
? 单层膜材
? 双层或多层膜材气垫
膜材的种类
? ETFE膜 — 四氟乙烯共聚物 — Ethylene-
TetraFluoroEthylene
? PTFE涂层玻璃纤维膜 — 聚四氟乙烯树
脂 — PolyTetraFluoroEthylene
? PVC涂层玻璃纤维膜 — 聚氯乙烯树脂 --
PolyVinylChloride
? PVC涂层聚合纤维织物膜 — 聚氯乙烯树
脂 --PolyVinylChloride
膜材性能的比较
ETFE PTFE PVC
厚度 mm 0.1~0.25 ≥0.5 ≥0.5
纵向 /横向
抗拉强度
50/45
N/mm2
180/160
N/mm2
130/110
N/mm2
设计年限 ≥20年 ≥25年 10~20年
透光率 ≥30~60% 8~18% 5~15%
耐火性能 阻燃 不然 阻燃
自洁性 自洁 自洁 自洁性差
经济性
元 /mm2 2500~3000双层
400~700
1500~3000
80~150
700~1000
膜结构的设计与施工
? 找型
? 膜材剪裁
? 结构及索的安装
? 膜的安装
? 索及膜的张拉力控制
? 施工质量检验
施工质量的检验
? 分项工程及其检验批的划分
? 钢结构工程的检验
? 索结构工程的检验
? 膜结构工程的检验
? 资料及膜材检验
? 膜材加工制作质量
? 膜材安装及感观质量
膜材检验的主要内容
? 厚度、质量、颜色及涂层厚度(如果有)
? 单向(纵 /横)抗拉强度试验
? 双向(不同应力比)抗拉强度试验
? 弹性模量及断裂延伸率试验
? 熔接强度试验
? 色差、透光率及自洁性试验
? 热熔温度试验
第八部分
压型钢板工程
彩钢板基板
? 热镀锌钢板
? 热镀锌合金化钢板
? 热镀铝钢板
? 热镀铝锌合金钢板
? 热镀锌铝合金钢板
? 电镀锌钢板
彩钢板涂层
? 聚脂类
? 丙烯酸类
? 硅改聚脂类
? 聚氯乙烯塑料溶胶类
? 氟碳涂层
彩钢板的寿命
? 基板的耐蚀性
? 切边牺牲性保护性
? 涂层的耐候性
? 其他 — 环境、维护、配件、构造等
? 装饰性使用寿命 — 8~12年
? 翻修使用寿命 — 12~20年
? 极限使用寿命 — 20年以上
彩钢板夹芯保温板
? 聚苯夹芯板
? 聚氨酯夹芯板
? 岩棉夹芯板
? 玻璃丝绵夹芯板
压型钢板
? 钩头螺丝连接
? 自攻螺钉连接
? 暗扣(件)连接
? 扣件 +咬合( 180)连接
? 扣件 +咬合( 360)连接
第九部分
防腐及防火涂装
钢结构防腐的几个概念
? 钢材腐蚀及防腐的措施
? 正确对待和加强防腐涂装的工作
? 影响防腐效果的四大因素
? 表面处理
? 防腐涂料
? 涂装工艺
? 缺陷处理
钢材表面处理
? 钢材表面的锈蚀等级 --A,B,C,D级
? 喷砂(丸)处理 — Sa1 Sa2 Sa2.5 Sa3
? 手工机械除锈 — St2 St3
? 火焰除锈 — F
? 化学除绣 — P
? 特殊处理
? 涂第一道底漆的时间间隔
防腐涂装方案
? 油脂、酚醛、醇酸等树脂类 — 5~10年
? 环氧树脂、氯磺化橡胶类 — 10~15年
? 富锌 /中间漆 /面漆 — 15~20年
? 富锌(锌加) /环氧 /聚氨脂 — 20~30年
? 富锌(锌加) /环氧 /氟碳 — 30~40年
? 镀锌 /锌黄 /面漆 — 30年以上
涂装工艺
? 环境温度 --5℃ ~38℃,户外涂装:晴天
? 钢材表面温度 — 高于空气露点温度 3℃
? 相对湿度 --≤85%,结露
? 间隔时间 — 表干,≥4h,4h内不雨淋
? 涂料及稀释剂的配制,当天
? 涂装的方法
? 喷嘴的规格、压力、移动速度
二次涂装及修补工艺
? 表面清理(海水)
? 漆面打毛处理
? 针孔处理
? 底漆损伤
? 中间漆损伤
? 面漆损伤
? 连接部位
涂装质量检验
? 钢材表面处理
? 资料检验
? 开桶检验
? 干漆膜厚度
? 涂层附着力检验
? 表面质量
钢结构防火涂装
? 钢结构防火的概念
? 耐火极限 — 安全疏散 +消防灭火
? 厚涂型防火涂料 — 8~50mm— 隔热
? 薄涂型防火涂料 — 2~7mm— 膨胀
? 超薄型防火涂料 — 0.5~3mm— 膨胀
? 涂料的选择
? 防腐 +防火
防火涂装及质量检验
? 厚涂型 — 12~24h一遍 — 5~10mm
? 薄涂型 — 4~24h一遍 — 1~3mm
? 超薄型 — 6~12h一遍 — 0.2~0.5mm
? 表面除锈及防锈底漆
? 资料及开桶检验
? 涂料粘结强度和抗压强度复验
? 涂层厚度及表面质量检验