钢结构施工管理参考

钢结构施工管理参考工程部2014年5月提纲•钢结构常用基本构件•钢结构构件的制作与安装•钢结构屋面、墙面、雨棚、天沟的制作与安装一、钢结构常用基本构件钢结构车间、厂房以及办公楼，都是由一些基本构件拼装而成的，在施工过程中，要管理好这些项目，首先就要了解这些基本构件。钢结构常用构件主要有：主钢架、支撑、系杆、檩条、隅撑、撑杆、拉条等。1、主钢架（钢柱、钢梁）：对于框架结构，结构平面布置图中标注为GZ的为钢柱，标注GL的为钢梁；对于门式钢架结构，标注为GJ的即为门式钢架（参见下图）。一、钢结构常用基本构件一、钢结构常用基本构件一、钢结构常用基本构件一般来说，主钢架安装完毕后，只是形成了二维的空间受力体系。那么要把这些二维受力体系的主钢架形成一个三维空间的受力体系，就需要支撑与系杆，其中支撑一般来说属于柔性系杆，刚性系杆也称谓系杆，就是沿结构全长布置的系杆，一般在柱子上端与屋脊处布置，有吊车的应在吊车梁布置。2、支撑：支撑有柱间支撑和水平支撑，主钢架、柱间支撑与屋面水平支撑共同构成了一个稳定的三维空间受力体系。3、系杆：系杆的主要作用应该是传递山墙风荷载或吊车刹车等所产生的纵向力。在结构平面布置图中，柱间垂直支撑一般标注为ZC，屋面水平支撑一般标注为SC，系杆一般标注为XG。一、钢结构常用基本构件当钢结构以上的主次构件安装完成后，剩下来需要安装的主要构件就是屋面及墙面檩条、隅撑、撑杆和拉条了。4、檩条：屋面檩条的主要作用是将屋面积雪、屋面彩钢板、屋面保温、以及檩条、撑杆、拉条等荷载及构件的自身重量传递给主钢架。墙面檩条的主要作用是将水平方向的风荷载传递给主钢架。檩条对于钢架体系来说，虽然也能起到纵向稳定作用，但由于檩条比较柔细，一般不宜用双抱檩条代替系杆。5、隅撑：隅撑是指连接钢梁（钢柱）和檩条的接近45度方向斜撑，在梁上的连接点靠近梁的下翼缘板，在钢柱上的连接点靠近钢柱的内翼缘板。墙面上的叫墙隅撑，屋面上的叫屋面隅撑。隅撑的作用是为了防止受压翼缘（梁下翼缘和柱的内侧翼缘）屈曲失稳，增加受压翼缘的稳定性而设置的。一、钢结构常用基本构件钢结构屋面及墙面骨架体系分别由檩条、撑杆和拉条组成。6、撑杆：撑杆（一般用φ32×2.5的钢管制作而成）是支撑在檩条之间，中间套着拉条，拉条两端用螺栓紧固的一根钢构件，长度根据檩条间的间距而定，撑杆的作用是保证屋面檩条骨架体系的横向稳定性，撑杆一般布置在屋脊和檐口的位置，撑杆的两边有斜拉条。7、拉条：拉条也是布置在檩条中间，起到屋面檩条体系横向稳定性的一根钢构件，一般由φ12的钢筋两端车丝而成。拉条有直拉条和斜拉条之分，斜拉条一般布置在屋脊和檐口。檩条、撑杆、拉条的布置及位置关系参见下图。一、钢结构常用基本构件二、钢结构构件制作与安装（一）、钢构件构件制作与安装概述钢结构工程中钢结构工程技术采用以钢材制作为主，由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成；各构件或部件之间采用焊缝、螺栓或铆钉连接的结构，是主要的建筑结构类型之一。有些钢构件可直接利用型钢加工制作而成，有些构件需要用钢板切割后利用机械或人工焊接而成。对于门式钢架而言，可通过机械化生产线，经过切割、组立、焊接、矫正、喷砂（或抛丸）除锈等工序加工成变截面式钢构件。对于机械化生产的钢构件来说，要想使焊缝平顺、饱满、均匀，达到规范规定的质量要求，一般需要用原平板来加工钢构件。因为原平板切割后的钢板比较平顺，不像开平板那样切割后还需要压平矫正。如果切割后钢板不平顺，组立后的钢构件通过轨道式埋弧焊机时，钢构件可能会震动，势必影响焊缝的质量。二、钢结构构件制作与安装以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜；材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载；建筑工期短；其工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生产。钢结构应研究高强度钢材，大大提高其屈服点强度；此外要轧制新品种的型钢，例如H型钢（又称宽翼缘型钢）和T形钢以及压型钢板等以适应大跨度结构和超高层建筑的需要。另外还有无热桥轻钢结构体系，建筑本身是不节能的，本技术用巧妙的特种连接件解决了建筑的冷热桥问题；小桁架结构使电缆和上下水管道从墙里穿越，施工装修都方便。二、钢结构构件制作与安装（二）、钢结构的优缺点1、材料强度高，自身重量轻钢材强度较高，弹性模量也高。与混凝土和木材相比，其密度与屈服强度的比值相对较低，因而在同样受力条件下钢结构的构件截面小，自重轻，便于运输和安装，适于跨度大，高度高，承载重的结构。2、钢材韧性，塑性好，材质均匀，结构可靠性高适于承受冲击和动力荷载，具有良好的抗震性能。钢材内部组织结构均匀，近于各向同性匀质体。钢结构的实际工作性能比较符合计算理论，所以钢结构可靠性高。3、钢结构制作安装机械化程度高钢结构构件便于在工厂制作、工地拼装。工厂机械化制造钢结构构件成品精度高、生产效率高、工地拼装速度快、工期短。钢结构是工业化程度最高的一种结构。二、钢结构构件制作与安装4、钢结构密封性能好由于焊接结构可以做到完全密封，可以作成气密性，水密性均很好的高压容器，大型油池，压力管道等。5、钢结构耐热不耐火当温度在150℃以下时，钢材性质变化很小。因而钢结构适用于热车间，但结构表面受150℃左右的热辐射时，要采用隔热板加以保护。温度在300℃-400℃时.钢材强度和弹性模量均显著下降，温度在600℃左右时，钢材的强度趋于零。在有特殊防火需求的建筑中，钢结构必须采用耐火材料加以保护以提高耐火等级。6、钢结构耐腐蚀性差特别是在潮涅和腐蚀性介质的环境中，容易锈蚀。一般钢结构要除锈、被锌或涂料，且要定期维护。对处于海水中的海洋平台结构，播采用“锌块阳极保护”等特殊措施予以防腐蚀。二、钢结构构件制作与安装（三）、主构件的制作安装钢结构构件的制作与安装中，最主要的就是主钢构构件的制作与安装。钢结构主要构件除可直接利用(H)型钢制作外，大部分构件需要用钢板焊接而成。这些构件制作完成后，再利用高强或普通螺栓把这些构件连接起来。H型钢分类：按照GB/T11263－2005规定，H型钢分四类：1、宽翼缘H型钢代号HW，型钢高度与翼缘宽度大致相等，一般用于钢柱。2、中翼缘H型钢代号HM，型钢高度和翼缘宽度比例大致为1.33~1.75，用于框架柱或梁。3、窄翼缘H型钢代号HN，型钢高度和翼缘宽度比例大于等于2，一般用于梁。4、薄壁H型钢代号HT。H型钢的规格标记用H高度x宽度x腹板厚度x翼缘厚度表示。如：HN800x300x14x26。二、钢结构构件制作与安装钢柱、钢梁常用连接节点做法1、钢柱与钢柱的连接柱与柱的拼接连接节点，理想的情况应是设置在内力较小的位置。但是，在现场从施工的难易和提高安装效率方面考虑，通常框架柱的拼接连接接头宜设置在框架梁上方1.3m附近。为了便于制造和安装，减少柱的拼接连接节点数目，一般情况下，柱的安装单元以三层为一根。特大或特重的柱，其安装单元应根据起重、运输、吊装等机械设备的能力来确定。H型钢柱的拼接，其翼缘板的拼接主要有高强度螺栓+拼接板的双剪拼接、单剪拼接，或翼缘板直接采用完全焊透的坡口对接焊缝连接；腹板的拼接主要采用高强度螺栓+拼接板的双剪拼接。常用的形式主要是：翼缘板拼接为采用完全焊透的坡口对接焊缝连接，腹板的拼接主要采用高强度螺栓+拼接板的双剪拼接。二、钢结构构件制作与安装钢柱、钢梁常用连接节点做法H型钢柱连接节点做法二、钢结构构件制作与安装钢柱、钢梁常用连接节点做法2、钢梁与钢柱的连接钢结构梁柱连接节点，根据受力模型的不同可划分为交接连接、刚性连接和半刚性连接三种连接节点形式。H型钢钢梁与钢柱常用的的连接形式是刚性连接，归纳起来又有以下三种形式：（1）梁端与柱的连接全部采用焊缝连接。（2）梁翼缘与柱的连接采用焊缝连接，梁腹板与柱连接板的连接采用高强螺栓进行连接。（3）梁端与柱的连接采用普通T形连接件的高强螺栓连接。其中（2）为刚性连接的最主要形式，其中腹板的高强摩擦型连接又分为单剪和双剪两种。二、钢结构构件制作与安装钢柱、钢梁常用连接节点做法2、H型钢钢梁与钢柱的连接节点做法二、钢结构构件制作与安装钢柱、钢梁常用连接节点做法2、H型钢钢梁与钢柱的连接节点做法钢梁与钢柱强、弱轴方向连接方式的对比二、钢结构构件制作与安装钢柱、钢梁常用连接节点做法3、钢梁与钢梁的连接钢梁与钢梁的连接有两种情况，一种是同一梁的连接，另一种是次梁与主梁的连接，同一梁的连接主要有焊缝连接、翼缘板采用焊缝连接腹板采用高强螺栓连接和翼缘板和腹板均采用高强螺栓连接三种方式。这里主要介绍的是次梁与主梁的连接方法。钢梁连接中，次梁与主梁的连接一般以铰接为主，只有悬臂梁才按刚接来计算。H型钢梁，次梁与主梁的连接节点，主梁单侧与次梁连接时，无次梁的一侧一般有加劲板（见下图）。二、钢结构构件制作与安装（四）、其他构件的制作与安装其他构件制作与安装的过程中，需要注意的问题是：这些构件制作时按照图纸进行放样后，在工厂很容易完成这些构件的制作，但是这些构件一般都要与主构件进行连接的，因此在进行主构件的制作时，必须在主构件上把与这些构件的连接板焊在主构件上，而且还必须保证在主构件上的连接板位置的准确性，否则在现场拼装这些构件时就需要在现场二次补焊这些构件在主构件上的连接板。其他构件制作安装过程中容易出现的问题有:1、次构件与主构件的连接时，经常会出现主构件单侧连接的情况（一般出现在边跨），这时在主构件上焊连接板时，连接板的另一侧的加劲板容易丢掉。当发现问题时，施工单位提出的理由一般是“图纸中没有”。2、由于图纸中有这些构件的节点做法，在厂家制作主构件时，一般都直接把这些构件在主构件的连接板直接焊在主构件上。可是有些主构件不需要焊接连接板的也焊上了连接板。比如库房内主车间一侧的山墙一般不需要安装墙檩和墙面彩板，可是经常见这个位置的檩托板仍然焊在钢柱上。二、钢结构构件制作与安装（四）、其他构件的制作与安装其他构件制作安装过程中容易出现的问题有:3、檩托板焊接的（墙面檩托板）长度或（屋面檩托板）高度不合适，檩条安装后发现檩条与主钢架间的缝隙很大，内墙面板安装时由于要封堵这些缝隙，彩板安装会有一定的困难。4、窗口檩托板反向连接问题。如果不注意这个问题，会给墙面窗户安装时带来一定的困难。5、当柱间垂直支撑与屋面水平支撑用圆钢制作时，支撑中间没有设置花篮连接螺栓，造成支撑安装后没有绷紧，没有起到支撑应有的连接作用。6、其他专业安装时，随便在主构件上焊接钢支架问题。7、钢结构防火涂料与钢结构构件安装的工序连接问题。一般应在钢结构主次构件安装完成后，下道工序应该是钢结构构件的防火涂料的刷涂，防火涂料这道工序完成后才能进行墙面彩板的安装。二、钢结构构件制作与安装（五）、常用型钢：除H型钢外，常用的其他型钢主要有工字钢、槽钢、角钢、钢管等。（六）、钢板的种类：按厚度不同分薄板(薄钢板厚度4mm)、中板(中厚度4-20mm)和厚板(厚度20--60mm)大于60为特厚种。钢带包括在钢板类内。（七）、焊条种类焊条大体有十几种：碳钢焊条、低合金钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、低温钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条及特殊用途焊条。二、钢结构构件制作与安装（八）、钢结构常见焊缝缺陷：1、未焊透：母体金属接头处中间(X坡口)或根部(V、U坡口)的钝边未完全熔合在一起而留下的局部未熔合。未焊透降低了焊接接头的机械强度，在未焊透的缺口和端部会形成应力集中点，在焊接件承受载荷时容易导致开裂。2、未熔合：固体金属与填充金属之间(焊道与母材之间)，或者填充金属之间(多道焊时的焊道之间或焊层之间)局部未完全熔化结合，或者在点焊(电阻焊)时母材与母材之间未完全熔合在一起，有时也常伴有夹渣存在。3、气孔：在熔化焊接过程中，焊缝金属内的气体或外界侵入的气体在熔池金属冷却凝固前未来得及溢出而残留在焊缝金属内部或表面形成的空穴或孔隙，