建筑施工第七章鋼結構工程

建筑施工第七章鋼結構工程第一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日§7-1鋼結構加工制作工藝鋼結構是由鋼板、熱軋型鋼和冷加工成型的薄壁型鋼制造而成。與其他材料的結構相比具有以下優(yōu)點：（1）材料強度高，鋼材質量輕。（2）韌性、塑性好。（2）材質均勻。（3）制造簡單，施工周期短。（4）密封性好。第二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日鋼結構的缺點有：（1）耐熱但不耐火

150攝氏度時強度無變化，600攝氏度時強度約為0。（2）鋼材耐腐蝕性能差，維護費用高。第三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日一、鋼結構的加工制作加工制作前的準備工作1.加工制作圖;2.加工制作前的施工條件分析;3.鋼卷尺：同一把尺;4.上崗培訓、操作考核、技術交底二、鋼結構加工制作的工藝程序1、放樣放樣是鋼結構制作工藝中的第一道工序，其工作的準確與否將直接影響到整個產(chǎn)品的質量，至關重要。放樣工作包括如下內(nèi)容：核對圖紙的安裝尺寸和孔距；以1:1的大樣放出節(jié)點；核對各部分的尺寸；制作樣板和樣桿作為下料、彎制、銑、刨、制孔等加工的依據(jù)2、號料號料（也稱劃線），即利用樣板、樣桿或根據(jù)圖紙，在板料及型鋼上畫出孔的位置和零件形狀的加工界線。號料的一般工作內(nèi)容包括：檢查核對材料；在材料上劃出切割、銑、刨、彎曲、鉆孔等加工位置，打沖孔，標注出零件的編號等。第四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日常采用以下幾種號料方法：①集中號料法

②套料法③統(tǒng)計計算法④余料統(tǒng)一號料法3、切割下料目的就是將放樣和號料的零件形狀從原材料上進行下料分離。鋼材的切割可以通過切削、沖剪、摩擦機械力和熱切割來實現(xiàn)。常用的切割方法有：機械剪切、氣割和等離子切割三種方法。4、坡口加工5、開孔

在鋼結構制孔中包括鉚釘孔、普通螺栓連接孔、高強度螺栓孔、地腳螺栓孔等，制孔方法通常有沖孔和鉆孔兩種。6、組裝二、鋼結構構件的驗收、運輸、堆放第五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日§7-2鋼結構構件的焊接一、鋼結構構件常用的焊接方法焊接結構根據(jù)對象和用途大致可分為建筑焊接結構、貯罐和容器焊接結構、管道焊接結構、導電性焊接結構。主要焊接方法：手工電弧焊、氣體保護焊、自保護電弧焊、埋弧焊、螺柱焊、點焊a）手工電弧焊；b）自動電弧焊電弧焊1—電源；2—導線；3—夾具；4—焊條；5—電??；6—焊件；7—焊縫；8—轉盤；9—漏斗；10——熔劑；11熔化的熔劑；12—移動方向第六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日二、

質量檢查1.焊前檢驗2.焊接生產(chǎn)中的檢驗：無損檢驗（外觀檢查、致密性檢驗、無損探傷）破壞性檢驗3.成品檢驗第七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日§7-3緊固件連接工程螺栓作為鋼結構連接緊固件，通常用于構件間的連接、固定、定位等。鋼結構中的連接螺栓一般分普通螺栓和高強度螺栓兩種。普通螺栓或高強度螺栓而不施加緊固力，該連接即為普通螺栓連接；高強度螺栓并對螺栓施加緊固力，該連接稱高強度螺栓連接。一、普通螺栓連接鋼結構普通螺栓連接即將普通螺栓、螺母、墊圈機械地和連接件連接在一起形成的一種連接形式。普通螺栓的施工要求：（1）連接要求（2）直徑和長度選擇（3）螺栓緊固第八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日二、高強螺栓連接高強度螺栓連接已經(jīng)發(fā)展成為與焊接并舉的鋼結構主要連接形式之一，它具有受力性能好、耐疲勞、抗震性能好、連接剛度高，施工簡便等優(yōu)點，被廣泛地應用在建筑鋼結構和橋梁鋼結構的工地連接中。

高強度螺栓連接按其受力狀況，可分為摩擦型連接、摩擦-承壓型連接、承壓型連接和張拉型連接等幾種類型，其中摩擦型連接是目前廣泛采用的基本連接形式。（1）高強度六角頭螺栓

鋼結構用高強度大六角頭螺栓，分為8.8和10.9兩種等級，一個連接副為一個螺栓、一個螺母和兩個墊圈。高強度螺栓連接副應同批制造，保證扭矩系數(shù)穩(wěn)定，同批連接副扭矩系數(shù)平均值為0.110~0.150，其扭矩系數(shù)標準偏差應不大于0.010。

（2）扭剪型高強度螺栓

鋼結構用扭剪型高強度螺栓一個螺栓連接副為一個螺栓、一個螺母和一個墊圈，它適用于摩擦型連接的鋼結構。第九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日高強度螺栓施工只要包括以下幾個方面：

（1）施工的機具

a．手動扭矩扳手

各種高強度螺栓在施工中以手動緊固時，都要使用有示明扭矩值的扳手施擰，使達到高強度螺栓連接副規(guī)定的扭矩和剪力值。一般常用的手動扭矩扳手有指針式、音響式和扭剪型三種。b.扭剪型手動扳手

這是一種緊固扭剪型高強度螺栓使用的手動力矩扳手。配合扳手緊固螺栓的套筒，設有內(nèi)套筒彈簧、內(nèi)套筒和外套筒。這種扳手靠螺栓尾部的卡頭得到緊固反力，使緊固的螺栓不會同時轉動。內(nèi)套筒可根據(jù)所緊固的扭剪型高強度螺栓直徑而更換相適應的規(guī)格。緊固完畢后，扭剪型高強度螺栓卡頭在頸部被剪斷，所施加的扭矩可以視為合格。

c．電動扳手

鋼結構用高強度大六角頭螺栓緊固時用的電動扳手有：NR-9000A，NR-12和雙重絕緣定扭矩、定轉角電動扳手等，是拆卸和安裝六角高強度螺栓機械化工具，可以自動控制扭矩和轉角，適用于鋼結構橋梁、廠房建設、化工、發(fā)電設備安裝大六角頭高強度螺栓施工的初擰、終擰和扭剪型高強度螺栓的初擰，以及對螺栓緊固件的扭矩或軸力有嚴格要求的場合。

第十頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日（2）高強度螺栓的施工

a．大六角頭高強度螺栓

（a）扭矩法施工

在采用扭矩法終擰前，應首先進行初擰，對螺栓多的大接頭，還需進行復擰。初擰的目的就是使連接接觸面密貼，一般常用規(guī)格螺栓（M20、M22、M24）的初擰扭矩在200~300N·m，螺栓軸力達到10~50kN即可。初擰、復擰及終擰一般都應從中間向兩邊或四周對稱進行，初擰和終擰的螺栓都應做不同的標記，避免漏擰、超擰等不安全隱患，同時也便于檢查人員檢查緊固質量。

（b）轉角法施工

轉角法就是利用螺母旋轉角度以控制螺桿彈性伸長量來控制螺栓軸向力的方法。采用轉角法施工可避免較大的誤差。

第十一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日轉角法施工分初擰和終擰兩步進行（必要時需增加復擰），初擰的要求比扭矩法施工要嚴，因為起初連接板間隙的影響，螺母的轉角大都消耗于板縫，轉角與螺栓軸力關系不穩(wěn)定。初擰的目的是為消除板縫影響，使終擰具有一致的基礎。轉角法施工在我國已有30多年的歷史，但對初擰扭矩尚沒有一定的標準，各個工程根據(jù)具體情況確定，一般地講，對于常用螺栓，初擰扭矩定在200~300N·m比較合適，初擰應該使連接板縫密貼為準。終擰是在初擰的基礎上，再將螺母擰轉一定的角度，使螺栓軸向力達到施工預拉力。b．扭剪型高強度螺栓

扭剪型高強度螺栓連接副緊固施工比大六角頭高強度螺栓連接副緊固施工要簡便得多，正常的情況采用專用的電動扳手進行終擰，梅花頭擰掉標志著螺栓終擰的結束。第十二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日§7-4單層鋼結構安裝工程

鋼結構單層工業(yè)廠房一般由柱、柱間支撐、吊車梁、制動梁（桁架）屋架、天窗架、上下支撐、檁條及墻體骨架等構件組成。柱基通常采用鋼筋混凝土階梯或獨立基礎。第十三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日第十四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日安裝前的準備工作核對進場資料、質量證明、設計變更、圖紙等技術資料落實深化施工組織設計，做好起吊前的準備工作掌握安裝前后的外界環(huán)境，如風力、溫度、風雪、日照等圖紙的會審和自審基礎驗收墊板設置灌筑砂漿采用無收縮微膨脹砂漿，且比基礎砼高一個等級第十五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日二、鋼柱子安裝設置標高觀測點和中心線標志，標高觀測點的設置應與牛腿支承面為基準，且便于觀察，無牛腿柱應以柱頂端與桁架連接的最后一個安裝孔中心為基準。中心線標志應符合相應規(guī)定多節(jié)柱安裝時，宜將柱組裝后再整體吊裝。鋼柱吊裝后應進行調整，如溫差、陽光側面照射等引起的偏差柱子安裝后允許偏差應符合相應規(guī)定屋架、吊車梁安裝后，進行總體調整，然后再進行固定連接。長細比較大的柱子，吊裝后應增加臨時固定措施。柱間支撐應在柱子找正后再進行安裝。第十六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日三、吊車梁的安裝應在柱子第一次校正的柱間支撐安裝后進行，安裝順序從有柱間支撐的跨間開始，吊裝后的吊車梁應進行臨時固定。吊車梁的校正應在屋面系統(tǒng)構件安裝并永久連接后進行，其允許偏差應符合相應規(guī)定。其標高的校正可通過調整柱底板下墊板厚度進行。吊車梁下翼緣與柱牛腿的連接應符合相應規(guī)定。吊車梁與輔助桁架的安裝宜采用拼裝后整體吊裝，其側向彎曲、扭曲和垂直度應符合規(guī)定。四、吊車軌道安裝五、屋面系統(tǒng)結構安裝六、維護系統(tǒng)結構安裝七、平臺、梯子及欄桿的安裝第十七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日國家體育場國家體育場建筑體形上像鳥巢?？扇菁{8萬人。平面為橢圓形,長軸340m短軸292m。屋蓋中間有一個146m×76m的開口，這部分將設計成開合屋蓋。采用加肋薄壁箱形截面，總用鋼量達16萬t。第十八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日§7-5多層及高層鋼結構安裝工程用于鋼結構高層建筑的體系有：框架結構、框架-剪力墻結構、框筒結構、組合筒體系及交錯鋼桁架體系等。鋼結構具有強度高、抗震性能好、施工速度快的優(yōu)點，所以在高層建筑中得到廣泛應用。但同時對鋼量大、造價高、防火要求高。大跨度鋼結構鋼屋架網(wǎng)架、網(wǎng)殼結構懸索結構拱架結構橋梁結構第十九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日天津奧林匹克體育場俯瞰效果圖

“綠色奧運”、“科技奧運”、“人文奧運”建筑底面面積為80,000m2，屋頂面積76,719m2，地上層數(shù)6層，最高點高度53.00m，可容納觀眾數(shù)60,000。屋頂結構采用鋼桁架懸挑結構。屋面桁架落地，形似露珠。第二十頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日國家大劇院

位于北京人民大會堂西側，西長安街以南，總占地面積近12公頃，總建筑面積近15萬平方米，總投資26.88億元，目前已進行過網(wǎng)殼部分設計與施工驗收審查會議。該工程外部圍護結構為鋼結構網(wǎng)殼，是半橢圓球形，東西長軸212.2m，南北短軸143.64m，總高度46.285。內(nèi)設歌劇院（2416席）、音樂廳（2017席）及戲劇院（1040席）及公共大廳等。屋面采用鈦金屬板，整個網(wǎng)殼外環(huán)繞人工湖（35500m2）,各種通道及入口均設在水下。設計為法國巴黎機場公司安德魯建筑師，北京市建筑設計研究院參與主體設計

，整體結構用鋼量達6750t，195kg/m。

第二十一頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日（2）重型廠房結構西安變壓器廠（400t吊車）第二十二頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日上海金茂大廈

金茂大廈是由中國上海對外貿(mào)易中心股份有限公司獨家投資5.6億美元建設的一座88層的超高層大廈，建筑高度420.5米，建筑面積28.9萬平方米，于1998年8月28日竣工。總用鋼量14000t，鋼筋混凝土核心筒，外框鋼骨混凝土及鋼柱。設計者為美國S.O.M事務所。

第二十三頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日央視新臺址央視新臺址建設工程位于北京朝陽區(qū)東三環(huán)中路、北京商務中心區(qū)的核心地段，占地面積18.7萬平方米，總建筑面積55萬平方米,230m。央視新臺址建設工程總投資約50億元人民幣，2003年10月開工建設，2008年正式運行。第二十四頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日臺北101

長寬各150m，總面積30277m2，塔高508m，世界第一高，26層以上以8層為一單元。主要由巨柱、核心系統(tǒng)及外伸桁架梁。巨柱自地下5層至地上90層，最大尺寸為2.4mx3m。直徑5.5m，中670t的阻尼器

第二十五頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日（4）高聳建筑電視塔、微波塔、通訊塔等東方明珠電視塔東方明珠廣播電視塔座落在上海浦東新區(qū)黃浦江畔，以其468米的高度成為亞洲第一高塔。她于1991年3月開始建造，1994年11月完工，總重量達12萬噸，總投資8.3億元人民幣。東方明珠塔由三根直徑為九米的擎天立柱、太空艙、上球體、下球體、五個小球、塔座和廣場組成。

第二十六頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日一、安裝前的準備工作檢查并標注定位軸線及標高的位置檢查鋼柱基礎，包括基礎的中心線、標高、地角螺栓等確定流水方向，劃分施工段安排鋼構件在現(xiàn)場的堆放位置選擇起重機械選擇吊裝方法：分件吊裝、綜合吊裝等軸線、標高、螺栓允許偏差應符合相應規(guī)定。二、安裝與校正（一）鋼柱的吊裝與校正鋼柱吊裝：選用雙機抬吊（遞送法）或單機抬吊（旋轉法），并做好保護。鋼柱校正：對垂直度、軸線、牛腿面標高進行初驗，柱間間距用液壓千斤頂與鋼楔或倒鏈與鋼絲繩校正。柱底灌漿：先在柱腳四周立模板、將基礎上表面清除干凈，用高強聚合砂漿從一側自由灌入至密實。第二十七頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日（二）鋼梁的吊裝與校正鋼梁吊裝前，應于柱子牛腿處檢查標高和柱子間距，并應在梁上裝好扶手和扶手繩，以便待主梁吊裝就位后，將扶手繩與鋼柱系牢，以保證施工人員的安全。鋼梁一般可在鋼梁的翼緣處開孔為吊點，其位置取決于鋼梁的跨度。為減少高空作業(yè)，保證質量，并加快吊裝進度，可將梁、柱在地面組裝成排架后進行整體吊裝。要反復校正，符合要求。三、構件間的連接鋼柱間的連接常采用坡口焊連接，主梁與鋼柱的連接一般上、下翼緣用坡口焊連接，而腹板用高強螺栓連。次梁與主梁的連接基本上是在腹板處用高強螺栓連接，少量再在上、下翼緣處用坡口焊連接。柱與梁的焊接順序，先焊接頂部柱、梁節(jié)點，再焊接底部柱、梁結點，最后焊接中間部分的柱、梁節(jié)點。高強螺栓連接兩個連接構件的緊固順序是：先主要構件，后次要構件。工字形構件的緊固順序是：上翼緣、下翼緣、腹板。同一節(jié)柱上各梁柱節(jié)點的緊固順序：柱子上部的梁柱節(jié)點、柱子下部的梁柱節(jié)點、柱子中部的梁柱節(jié)點。第二十八頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日§7-6鋼網(wǎng)架結構安裝工程網(wǎng)架結構是由多根桿件按照一定的規(guī)律布置，通過結點連接而成的網(wǎng)格狀桿系結構。具有空間受力特點網(wǎng)架結構的整體性好，能有效地承受各種非對稱荷載、集中荷載、動力荷載。其構件和節(jié)點可定型化，適用于工廠成批生產(chǎn)，現(xiàn)場拼裝。網(wǎng)架結構安裝方法：高空拼裝法、整體安裝法、高空滑移法第二十九頁，共三十一頁，編輯于2023年，星期日一、高空拼裝法先在地面上搭設拼裝支架，然后用起重機把網(wǎng)架構件分件或分塊吊至空中的設計位置，在支架上進行拼裝的方法。網(wǎng)架的總的拼裝順序是從建筑物的一端開始向另一端以兩個三角形同時推進，待兩個三角形相反后，則按人字形逐漸向前推進，最后在另一端