07第七章 高層鋼結構施工

1、 第第7 7 章章 鋼結構高層建筑施工鋼結構高層建筑施工 主要內容：鋼結構的結構體系主要內容：鋼結構的結構體系 鋼結構用鋼材；鋼結構用鋼材； 鋼結構的連接技術鋼結構的連接技術 鋼結構的制作和安裝；鋼結構的制作和安裝； 鋼結構的防腐和防火鋼結構的防腐和防火。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 要求要求：了解了解鋼結構高層建筑工程關于結構體 系、結構用鋼材、結構的連接技術、構件制作、 結構安裝及結構的防腐與防火等等內容； 掌握掌握: :鋼結構高層建筑鋼材的選用、零件不同的 加工方式、結構安裝的順序和施工要點、構件制 作和結構安裝的焊接及螺栓連接的施工工藝、鋼 結構防腐和防火的涂裝工藝。 湖北工業(yè)大學土木

2、與建筑學院 國家體育場(鳥巢）全景效果圖 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 世界最高鋼結構建筑上海環(huán)球金融中心492米101 層 第一節(jié)第一節(jié) 鋼結構高層建筑的結構體系鋼結構高層建筑的結構體系 鋼結構高層建筑的結構體系有：鋼結構高層建筑的結構體系有： 純框架結構體系；純框架結構體系； 框架框架支撐支撐( (剪力墻剪力墻) )結構體系；結構體系； 錯層桁架結構體系；錯層桁架結構體系； 外筒式結構體系；外筒式結構體系； 筒體結構體系等幾種筒體結構體系等幾種。 一一 純框架結構體系純框架結構體系 定義定義：由水平梁和垂直柱通過節(jié)點的剛性構造 連接而成的多個平面剛接框架結構組成的空間桿 系結構。 優(yōu)點優(yōu)點：

3、平面布置靈活，有利于抗震； 缺點缺點：側向剛度較差，層間位移較大，會導致 非結構部件破壞。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 二二 框架一支撐框架一支撐(剪力墻剪力墻)結構體系結構體系 純框架結構體系到達一定高度后，難以承受水 平荷載作用下的水平剪力，通過在框架結構某些 節(jié)間的豎向平面內增設起剪力墻作用，由鋼支撐 構成的豎向抗剪支撐桁架，來承受水平剪力。即 能有效地提高結構體系的抗剪剛度而大大減少水 平位移。 框架主要作為承受豎向荷載的結構，大部分水 平荷載由抗剪支撐承受。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 三、錯列桁架結構體系三、錯列桁架結構體系 由框架支撐結構派生演變成。

4、其特點是下一樓層的桁架位于上一樓層兩榀 桁架間距的中線上，使相鄰兩個樓層桁架呈 “品”字形交錯排列。此結構的樓板架設在 下層桁架的上弦桿和上層桁架的下弦桿上， 樓板參與桁架傳遞水平力，起剛性隔板作用。 水平力作用于每層桁架上弦，經腹桿傳至下 弦，又由樓板傳至相鄰桁 四四 外筒式結構體系外筒式結構體系 外筒式結構體系如圖7.1(e)、(f)、(g)所示， 有開口筒、框架筒、桁架筒開口筒、框架筒、桁架筒等幾種。 開口筒開口筒：把抗剪結構在外圍延伸至建筑短邊全寬， 長邊則在中間斷開，在平面兩端形成槽形懸臂構 件，稱為半框筒式結構或開口筒結構。如長邊較 長，中間可再加工字形抗剪懸臂構件或加一個封 閉的

5、中間筒。此結構的抗水平力構件可采用支撐 桁架或密柱解決，其抗水平力能力加大，內部空 曠，使用較靈活，但樓蓋梁跨度較大，可建到70 層。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 筒中筒結構體系結構體系 深圳發(fā)展中心大廈深圳發(fā)展中心大廈 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 多筒結構體系多筒結構體系 成成 束束 筒筒 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 多筒結構體系多筒結構體系 主 框 架 次 框 架 3 次 框 架 2 次 框 架 1 巨形框架結構巨形框架結構 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 框架筒框架筒： 定義：定義：采用密排的柱密排的柱和各層樓蓋處的橫梁層樓蓋處的橫梁(或 以窗下墻作為橫梁)剛接組成密間距矩形網格矩形網格，

6、四周成圈，形成一個封閉空心箱形懸臂筒(豎直 方向)，來承受水平荷載，豎直重力荷載則主要 由內部少量中間柱承受。這種結構的外筒是由 空腹格網組成的框架式結構，因而稱為框架筒。 桁架筒桁架筒：可將外筒的剛性框架結構改為桁架 式結構，也稱為桁架式外筒結構。 五五 筒體結構體系筒體結構體系 定義定義：加強框架外筒式結構體系的另一種方法 是在內部設置強勁的鋼結構或鋼筋混凝土結構剪 力墻式的核心內筒，外圍結構為密柱深梁鋼框筒， 從而發(fā)展形成筒中筒結構體系； 類型類型：筒中筒、筒束等幾種； 受力形式受力形式：結構體系的內筒和外筒由樓蓋結構 連接起來形成一個整體，共同承受水平荷載和豎 直荷載，可以十分有效地抵

7、抗側力； 由于有內筒參與抵抗側力，框筒的剪力泄后現(xiàn) 象得到改善，其合適高度也可達到100 層左右。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 第二節(jié)第二節(jié) 鋼結構用鋼材鋼結構用鋼材 一一 、結構用鋼材的種類、結構用鋼材的種類 鋼材的品種繁多，性能各異，但在鋼結構中采 用的鋼材按其化學元素組成，主要： 1. 1. 碳素結構鋼碳素結構鋼 碳素結構鋼是最普通的工程用鋼，其中碳是 形成鋼材強度的主要元素，直接影響著鋼材的 可焊性。 按其含碳量的多少按其含碳量的多少:可分為低碳鋼低碳鋼( (用得最用得最 多）多）、中碳鋼中碳鋼、高碳鋼高碳鋼； 碳素結構鋼按又可以分為普通碳素結構鋼 和優(yōu)質碳素結構鋼。 普通碳素結構鋼普

8、通碳素結構鋼 優(yōu)質碳素結構鋼優(yōu)質碳素結構鋼 處理(如調質處理和正火處理)得到的優(yōu)質鋼。 2. 低合金鋼低合金鋼(GB/T 15911994) 低合金鋼低合金鋼是一種在普通碳素鋼基礎上添加少 量的一種或多種合金元素(總量低于5%)如釩、 鈮、鈦、鉻、鎳等，以提高其強度，耐腐蝕 性、耐磨性或低溫沖擊韌性的鋼材。加入釩、 鈮、鈦等元素能明顯提高鋼材的強度、細化 晶粒、改善可焊性；鎳、鉻屬于殘余元素， 3. 耐候鋼耐候鋼 在鋼的冶煉過程中，加入少量的Cu、P、Cr、 Ni 等特定合金元素，可以在金屬基體表面上形 成保護層，以提高鋼材耐大氣腐蝕性能，這類 鋼材稱為耐候鋼或耐大氣腐蝕鋼， 1) 高耐候結構

9、鋼高耐候結構鋼 其性能比焊接結構用耐候鋼好，故稱作高耐候其性能比焊接結構用耐候鋼好，故稱作高耐候 性結構鋼性結構鋼。 牌號表示方法牌號表示方法是由代表“屈服點”的拼音字母 Q、屈服點的數字及“高耐候”的拼音字母GNH 按順序組成，含Cr、Ni 的高耐候鋼在牌號后加 代號“L”。 2) 焊接結構用耐候鋼焊接結構用耐候鋼 這類鋼材具有良好的焊接性能，適用厚度為 100mm。 表示方法：表示方法：焊接結構用耐候鋼的牌號表示由代表 “屈服點”的字母Q、鋼材的屈服點數值及“耐 候”的字母NH 按順序組成。分為Q235NH、 Q295NH、Q355NH、Q460NH 四種牌號。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院

10、 4. 其他鋼材其他鋼材 1) 橋梁用結構鋼橋梁用結構鋼 橋梁用結構鋼比一般的建筑用結構鋼的技術要 嚴格得多。 2) 耐火鋼耐火鋼 普通建筑用鋼在350以上高溫時屈服強度迅 速下降到室溫的2/3 以下，不能滿足設計要求； 而耐火鋼在600度時屈服強度相當于室溫下的2/3 以上屈服強度； 適應范圍：公共建筑 3) 鑄鋼、不銹鋼及高強度鋼等鑄鋼、不銹鋼及高強度鋼等 高強度鋼是通過冶煉加進多種的合金元素及 熱處理工藝而獲得，用在受強度控制的大跨度、 特重型結構中時，可以明顯的節(jié)約鋼材： 應用范圍：應用在高層建筑的底部幾層承重結 構中。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 二、結構鋼材的品種二、結構鋼材的品種

11、 1. 1. 鋼板、鋼帶鋼板、鋼帶 鋼板和鋼帶的主要區(qū)別主要區(qū)別在于鋼板是平板狀矩形 的鋼材，而鋼帶是指成卷交貨的鋼材。 類型： 鋼板按軋制方法可以分為冷軋鋼板冷軋鋼板和 熱軋鋼板熱軋鋼板，在建筑鋼結構中主要用熱軋鋼板。 2. 普通型材普通型材 工字鋼、槽鋼、角鋼三種類型是工程結構中 使用最早的型鋼。 1) 工字鋼工字鋼 類型類型：有普通熱軋工字鋼和輕型工字鋼工字鋼和輕型工字鋼兩種。 適合范圍適合范圍：不宜單獨用做軸心受壓構件軸心受壓構件或承承 受斜彎曲受斜彎曲和雙向彎曲雙向彎曲的構件，在應用中難以 發(fā)揮鋼材的強度特性，已逐漸被H 型鋼所淘 汰。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 2) 槽鋼槽鋼 適

12、應范圍：適應范圍：可承受斜彎曲斜彎曲或雙向彎曲雙向彎曲； 優(yōu)缺點優(yōu)缺點：槽鋼翼緣內表面斜度1 10 比工字鋼平 緩，安裝螺栓較容易，但其腹板較厚，使槽鋼組 成的構件用鋼量較大。 3) 角鋼角鋼 是傳統(tǒng)鋼結構工程中應用非常廣泛的型材，有等等 邊角鋼邊角鋼和不等邊角鋼不等邊角鋼兩大類，可以組成獨立的受 力構件，或作為受力構件之間的連接零件。 3. H 型鋼型鋼 類型：熱軋H 型鋼和焊接H 型鋼兩種； 優(yōu)缺點：H 型鋼與工字鋼相比，其翼緣寬，兩個 主軸方向的慣性矩接近主軸方向的慣性矩接近，抗彎、抗扭、抗壓、抗抗彎、抗扭、抗壓、抗 震能力強震能力強；翼緣內表面沒有斜度，上下表面平行， 便于機械加工、結

13、構連接和安裝；H 型鋼的截面 特性要明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的普通型鋼，受力更加合理， 故已廣泛用于鋼結構高層建筑建筑中。 4. 冷彎型鋼冷彎型鋼 定義定義：是由薄鋼板或鋼帶經冷軋(彎)或壓模而 成，其截面型式有等邊角鋼、卷邊等邊角鋼、Z 型鋼、卷邊Z 型鋼、槽鋼、卷邊槽鋼等開口截面 以及方形和矩形閉口截面等， 應用應用： 冷彎型鋼在輕型鋼結構、大跨度鋼結構 中有著不容忽視的地位。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 三三 鋼材的選用鋼材的選用 鋼材的選用原則鋼材的選用原則： 既能使結構安全可靠安全可靠和滿足要滿足要求，又要最大可 能節(jié)約節(jié)約鋼材和降低造價，不同的使用條件應有不 同的質量要求。 一般應考慮一般應考

14、慮：結構的重要性、荷載情況、連接 方法、結構所處的溫度和工作環(huán)境等幾方面的情 況。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 1. 選用鋼結構高層建筑鋼材的有關規(guī)定選用鋼結構高層建筑鋼材的有關規(guī)定 鋼結構高層建筑技術規(guī)程(JGJ 991998) 規(guī)定：鋼結構高層建筑的鋼材，不采用 Q235A 級鋼，宜采用Q235 等級B、C、D 的碳素結構鋼，以及Q345 等級B、C、D、E 的低合金高強度結構鋼。 2. 鋼結構高層建筑選用的鋼材鋼結構高層建筑選用的鋼材 1) 鋼材的種類鋼材的種類 (1) 低碳鋼(普通碳素鋼) (2) 普通低合金鋼 (3) 熱處理低合金鋼(淬火回火合金鋼) 2) 鋼材的品種鋼材的品種 在現(xiàn)

15、代鋼結構高層建筑中，廣泛采用在現(xiàn)代鋼結構高層建筑中，廣泛采用H H 型鋼、厚度型鋼、厚度 方向性能鋼板、壓型鋼板、薄壁鋼管方向性能鋼板、壓型鋼板、薄壁鋼管等。 (1) (1) 型鋼型鋼。H 型鋼因為力學性能好(沿兩軸方向慣 性矩比較接近)，翼緣板內外側相互平行，連接施工 方便，明顯用這種型鋼做鋼結構高層建筑的框架非 常適合。 用于荷載很大或存在雙向彎矩的高度很大的鋼結 構高層建筑的柱子截面(如美國紐約110 層世貿中心， 我國金茂大廈等建筑的柱)，或鋼結構高層建筑的大 梁、懸臂梁及懸掛構件的懸臂梁截面； (2) 厚度方向性能鋼板厚度方向性能鋼板： 定義：定義：厚度方向性能鋼板，也稱Z 向鋼，是

16、在 某一級結構鋼(母級鋼)的基礎上，經過特殊冶 煉、處理的鋼材。其含硫量控制更嚴，為一般 鋼材的1/5 以下，截面收縮率 在15%以上。 鋼結構高層建筑是首先提出有厚度性能要求的 建筑結構，防止發(fā)生層狀撕裂，國家制定和頒 布了相關的行業(yè)標準。包括以下幾項。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 適用于制作鋼結構高層建筑建筑厚度為6100mm 的鋼板分為2 個強度等級、4 個牌號，分別為Q235GJ、 Q235GJZ、Q345GJ、Q345GJZ。各牌號鋼力學性能 應符合有關規(guī)定。 冶煉由轉爐和電爐冶煉。 交貨狀態(tài)為熱軋、正火或溫度變形控制軋制 (TMCP)，控軋是使合金元素最佳化和對從加熱到軋制 及其后

17、冷卻所包括的整個工藝過程進行控制的綜合熱 加工技術。交貨狀態(tài)應在合同種注明，否則由供應方 選擇。 (3) 壓型鋼板、薄壁鋼管。這幾種鋼材應用在鋼和混凝 土組合構件中，是一種各取所長的結合。鋼的強度高， 宜受拉，混凝土則宜受壓，兩種材料結合，都能充分 發(fā)揮各自優(yōu)勢，是一種合理的結構。 四、四、 鋼材的代用鋼材的代用 原則原則：對材質的要求，受拉構件高于受壓構 件；焊接結構高于螺栓連接的結構；厚鋼板結 構高于薄鋼板結構；低溫結構高于常溫結構； 受動力荷載的結構高于受靜力荷載的結構。 鋼材代換時，應注意以下各點鋼材代換時，應注意以下各點： (1) 代用鋼材的化學成分和機械性能與原設計 應一致。 (2

18、) 鋼材性能雖然滿足設計要求，但鋼號的質 量優(yōu)于設計提出的要求時，應注意節(jié)約。 (3) 如鋼材性能滿足設計要求，而鋼號質量低于設計要 求時，一般不允許代用。 (4) 鋼材的鋼號和性能都與設計的要求不符時，如Q235 鋼代Q345 鋼，重新計算，根據計算結果改變結構的截 面，縫尺寸和節(jié)點構造。 (5) 對于成批混合的鋼材，如用于主要承重結構時，必 須先進行試驗： (6) 采用進口鋼材時，應驗證其化學成分和機械性能是 否滿足相應鋼號的標準。 (7) 當采用代用鋼材而引起構件的強度、穩(wěn)定性和剛度 變化較大，并產生較大的偏心影響時，要重新進行設計。 (8) 鋼材的規(guī)格尺寸與設計要求不同時，不能隨意以大

19、 代小，須經計算后才能代用。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 五、五、 鋼材的驗收鋼材的驗收 (1) 鋼材的數量和品種是否與訂貨單符合。 (2) 鋼材的質量保證書是否與鋼材上打印的記號 符合； 檢查方法檢查方法：全數檢查質量合格證明文件及檢驗 報告等。 (3) 檢驗鋼材的表面質量，其表面不得有結疤、 裂紋、折疊和分層等缺陷，其深度不得大于該鋼 材厚度負允許偏差值的1/2； 檢查方法檢查方法：全數觀察檢查； 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 (4) 根據國標中的有關規(guī)定檢查各類鋼 材外形尺寸的允許偏差。 檢查方法檢查方法：每一品種、規(guī)格用鋼尺或 游標卡尺抽查5 處 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 (5) 屬于

20、下列情況之一的鋼材，鋼材必須具備材 質質量保證書和試驗報告，同時應進行抽樣復驗， 復驗結果應符合現(xiàn)行國家產品標準和設計要求。 國外進口鋼材； 鋼材混批； 鋼材質量保證書的項目少于設計要求(應提供 缺少項目的試驗報告)； 板厚大于40mm 且設計有幾項性能要求的厚 板； 設計有復驗要求的鋼材； 對質量有疑義的鋼材。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 全數檢查；檢驗的方法：檢查質量保證書、 試驗報告及復驗報告。 其中(1)、(2)、(5)為鋼材驗收的主控項目； (3)、(4)為鋼材驗收的一般項目。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 第三節(jié)第三節(jié) 鋼結構的連接技術鋼結構的連接技術 鋼結構的連接是通過一定的方式將

21、各個板件或桿 件連成整體。板件、桿件間要保持正確的相互位 置，連接部位應有足夠的靜力強度和疲勞強度， 來滿足傳力和使用要求。我國鋼結構連接方法： 焊接連接和高強度螺栓連接等。 一一 焊接連接的方法、原理及操作工藝焊接連接的方法、原理及操作工藝 1. 手工電弧焊手工電弧焊 凡電極的送給、前進和擺動三個動作均靠手工操 作來實現(xiàn)的都稱為手工電弧焊。 1) 原理 由焊條、焊鉗、焊件、電焊機和導線等組成電 路。通過引弧后，在涂有焊藥的焊條端和焊件間 的間隙產生電弧，使焊條熔化，熔滴滴 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 入被電弧吹成的焊件熔池中，同時焊藥燃 燒，在熔池周圍形成保護氣體，稍冷后在 焊縫熔化的金屬表

22、面又形成熔渣，隔絕熔 池中的液體金屬和空氣中的氧、氮等氣體 的接觸，避免形成脆性易裂的化合物。焊 縫金屬冷卻后就與焊件熔成一體。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 2. 自動埋弧焊自動埋弧焊 埋弧焊是利用電弧作為熱源的焊接方法，焊接時電弧在 顆粒狀的焊劑下層燃燒而完成焊接過程。 1) 原理原理 定義：通電使焊絲末端和焊件之間產生電弧后，電弧 下的焊絲和附近焊件金屬熔化形成熔池，焊劑也熔化并 不斷地從漏斗流下，將熔融的焊縫金屬覆蓋，焊劑將熔 成焊渣浮在熔融的焊縫金屬表面。部分蒸發(fā)的焊劑蒸汽 將電弧周圍的焊劑熔渣排開，形成封閉空間，使電弧與 外界空氣隔絕，故而焊接時看不見強烈的電弧光，稱為 埋弧焊。 當

23、埋弧焊的全部裝備固定在小車上，由小車按規(guī)定的 速度沿軌道前進進行焊接時，這種方法就稱為自動埋弧 焊。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 優(yōu)缺點：優(yōu)缺點：自動埋弧焊由于焊劑對電弧空間保護 可靠，電弧熱量集中，熔深大，焊接速度快，熱 影響區(qū)較小，焊接變形小；且自動化操作，焊接 工藝條件好，焊縫質量穩(wěn)定，光潔平直，內部缺 陷少，化學成分和機械性能較均勻，生產效率也 高。 應用應用： 廣泛用于焊接中厚度板的有規(guī)律的直長 對接和貼角焊縫，焊接碳素鋼低合金鋼、不銹鋼、 耐熱鋼及其復合鋼等；但由于采用顆粒狀焊劑， 一般只適用于平焊位置。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 3. CO2 氣體保

24、護焊氣體保護焊 CO2 氣體保護焊是利用CO2 氣體為保護氣 體，依靠焊絲與焊件之間產生的電弧熱來 熔化金屬，并與焊絲形成焊縫的一種電弧 焊方法。如圖7.13 所示。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 1) 原理 定義： CO2 氣體保護焊的原理是在焊接時焊絲由送絲 機構通過軟管經導電嘴送出，而CO2 氣體從噴 嘴以一定的流量噴出。當焊絲與焊件接觸引燃電 弧后，電弧下的焊絲和附近焊件金屬熔化形成熔 池，連續(xù)給送的氣體把電弧、熔池與大氣隔離， 從而保持焊接過程的穩(wěn)定，獲得高質量的焊縫。 類型：類型：操作時可用自動或半自動焊方式。由于焊 接時沒有熔渣，便于觀察焊縫的成型過程。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院

25、 優(yōu)缺點：優(yōu)缺點：氣體保護電弧加熱集中，焊接速度較快， 焊件熔深大，熱影響區(qū)較窄，焊接變形和應力較 ??；CO2 在高溫下具有的強氧化性可減少金屬 熔池中游離態(tài)氫的含量，其熔焊金屬中含氫量比 低氫焊條施焊的還小，大大降低了金屬的冷脆傾 向；另外其耗量也僅為交流電手工焊的一半左右， 且清渣工作量極小，效率比手工焊高12 倍； 但設備復雜，電弧光較強，金屬飛濺多，焊表 面成型較差。難用交流電進行焊接。CO2 氣體 保護焊可用于構件長焊縫自動焊及半自動焊接短 焊縫，主要用于主要用于焊接低碳低碳鋼及低合金鋼低合金鋼等黑色金 屬。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 二二 高強度螺栓連接技術高強度螺栓連接技術 高

26、強螺栓連接高強螺栓連接是目前鋼結構建筑最先進的連接 方法之一。其特點是施工方便，可拆可換，傳力 均勻，沒有鉚釘傳力的應力集中高，接頭剛性好， 承載能力大，疲勞強度高，螺母不易松動，結構 安全可靠。 應用應用：如上海的瑞金大廈、金茂大廈等鋼結構 高層建筑中亦采用高強螺栓連接。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 1. 1. 高強度螺栓連接的方法。高強度螺栓連接的方法。 摩擦型連接，承壓型連接。摩擦型連接，承壓型連接。 1) 1) 摩擦型連接摩擦型連接 定義定義：該連接是擰緊螺母后，螺栓桿產生強大 拉力，把接頭處各層鋼板壓得很緊，以巨大的抗 滑移力來傳遞內力，連接件之間產生相對滑移作 為承載能力極限狀態(tài)。

27、 摩擦力的大小摩擦力的大小是根據鋼板表面的粗糙程度(與 摩擦面處理的方法有關)和螺栓桿對鋼板施加壓 力的大小來決定。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 摩擦型連接螺栓形式：摩擦型連接螺栓形式： 六角頭型六角頭型： 扭剪型扭剪型：施工簡便、檢查直觀、受力良好、 質量可靠，應用廣泛； 相同點相同點：連接性能和本身的力學性能都是相 同的，都是以扭矩的大小取決螺栓軸向力的大?。?區(qū)別區(qū)別：在于外形和施工方法不同，前者的扭矩 是由施工工具來控制，后者的扭矩是由螺栓尾部 切口的扭斷力矩來控制。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 鋼結構扭剪型螺栓扭剪型螺栓連接副 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 六角頭高強螺栓 湖北工業(yè)大學

28、土木與建筑學院 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 2) 2) 承壓型連接承壓型連接（少用） 定義：定義：該連接是由螺栓擰緊后所產生的抗 滑移力及螺栓桿在螺孔內和連接鋼板間產 生的承壓力來傳遞應力的一種方法。 應用應用：承壓型連接不得用于直接承受動力 荷載的構件連接、承受反復荷載作用的構 件連接和冷彎薄壁型鋼構件連接。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 2. 2. 高強度螺栓的材料要求高強度螺栓的材料要求： 大六角頭高強螺栓連接副由一個螺栓桿、一 個螺母和二個墊圈組成。螺栓性能等級分為8.8 級和10.9 級，前者用45 號鋼或35 號鋼制作， 后者用20MnTiB、40B 或3

29、5VB 鋼制作。扭剪型 高強螺栓連接副由一個螺栓桿、一個螺母和一 個墊圈組成。螺栓性能等級只有10.9 級，用 20MnTiB 制作。鋼結構用高強度螺栓、螺母、 墊圈的性能等級及機械性能要求見表7-8。其規(guī) 格尺寸和鋼材的化學成分、性能要求應符合有 關規(guī)定。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 3. 3. 施工工藝施工工藝 高強螺栓的施工：摩擦面處理、安裝、初擰、終 擰和檢驗等工作。 1) 栓桿長度確定 長度計算：L=A+B+C+D 式中L：螺栓需要總長度，(mm)； A：節(jié)點各層鋼板厚度總和，(mm)； B：墊圈厚度(mm)； C：螺母厚度，(mm)；D：擰緊后露出24 扣 的長度，(mm)。 湖北

30、工業(yè)大學土木與建筑學院 2) 備料數量：按計算的數量增加5%的施工損耗 3) 工藝要點 (1) 安裝前注意。安裝前注意。 高強螺栓節(jié)點鋼板的抗滑移面，應按規(guī)定的工藝進 行摩擦面處理，并達到設計要求的抗滑移動系數(摩擦 系數)。 高強螺栓使用前，應按有關規(guī)定對高強螺栓的各項 性能進行檢驗。 安裝高強螺栓時，接頭摩擦面上不允許有毛刺、鐵 屑、油污、焊接飛濺物。摩擦面應干燥、沒有結露、積 霜、積雪、并不得在雨天進行安裝。 使用定扭矩扳子緊固高強度螺栓時，班前應對定扭 矩扳子進行核校，合格后方能使用。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 (2) 安裝時注意以下幾點。安裝時注意以下幾點。 一個接頭上的高強螺栓，

31、應從螺栓群中部開始安裝，逐個擰緊。初擰、復擰、終擰 都應從螺栓群中部開始向四周擴展逐個擰緊，每擰緊一遍均應用不同顏色的油漆做上 標記，防止漏擰。終擰后應用膩子封嚴四周，防止雨水侵入，初擰、復擰、終擰必須 在同一天內完成。 接頭如有高強度螺栓連接又有電焊連接時，是先緊固還是先焊接，應按設計要求規(guī) 定的順序進行。當設計無規(guī)定時，按先栓后焊的施工工藝順序進行。 高強螺栓應自由穿入螺栓孔內，高強度螺栓應自由穿入孔內，嚴禁用榔頭等工具強 行打入或用扳手強行擰入螺孔，否則螺桿產生擠壓力，使扭矩轉化為拉力，使鋼板壓 緊力達不到設計要求。 一個接頭多顆高強螺栓穿入方向應一致。墊圈有倒角的一側應朝向螺栓頭和螺母

32、， 螺母有圓臺的一面應朝向墊圈，螺母和墊圈不應裝反。并以扳手向下壓的緊固方向為 最佳。 安裝中出現(xiàn)板厚差()時，1mm 可不處理；1mm，將厚板一側磨成1 5 緩坡， 使間隙3mm 時，要加設填板，填板制孔、表面處理與母材相同。 當氣溫低于10和雨、雪天氣時，在露天作業(yè)的高強螺栓應停止作業(yè)。當氣溫低 于0時，應先做緊固軸力實驗，不合格者，當日應停止作業(yè)。 高強螺栓緊固方法。高強螺栓的緊固是用專門扳手擰緊螺母，使螺栓桿內產生要求 的拉力。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 大六角頭高強螺栓一般用兩種方法擰緊：大六角頭高強螺栓一般用兩種方法擰緊： 扭矩法和轉角扭矩法和轉角法。 扭矩法扭矩法分初擰和終擰二

33、次擰緊，進行初擰扭矩用終擰 扭矩的60%80%，其目的是通過初擰，使接頭各層 鋼板達到充分密貼。再用終擰扭矩把螺栓擰緊。 如板層較厚，板疊較多，初擰后板層達不到充分密 貼，還要增加復擰。 轉角法轉角法也是以初擰和終擰二次進行。初擰用扭矩法， 終擰用轉角法。初擰用定扭矩扳子以終擰扭矩的 50%80%進行，使接頭各層鋼板達到充分密貼，再 在螺母和螺栓桿上面通過圓心畫一條直線，然后用扭 矩扳子轉動螺母一個角度，使螺栓達到終擰要求。轉 動角度的大小在施工前由實驗確定。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 扭剪型高強螺栓緊固也分初擰和終擰二次進行。扭剪型高強螺栓緊固也分初擰和終擰二次

34、進行。 初擰用定扭矩扳手，以終擰扭矩的50%80% 進行，使接頭各層鋼板達到充分密貼，再用電動 扭剪型扳子把梅花頭擰掉，使螺栓桿達到設計要 求的軸力。 電動扭剪型扳子一般有大小兩各套管，大套管卡 住螺母，小套管卡住梅花頭，接通電源后，兩個 套管按反向旋轉，螺母逐漸擰緊，梅花頭切口受 剪力逐漸加大，螺母達到所需要的扭矩時，梅花 頭切口剪斷，梅花頭掉下。這時螺栓達到要求的 軸力，如圖7.18 所示 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 第四節(jié)第四節(jié) 鋼結構高層建筑的制作和安裝鋼結構高層建筑的制作和安裝 一 鋼結構構件的制作 由于鋼結構高層建筑建筑工程規(guī)模大、構件類型 多，技術復雜、制作工藝要求嚴格，一般均由

35、專 業(yè)工廠來加工制作，組織大流水作業(yè)生產。這樣 做有利于結合工廠條件，便于采用先進技術。鋼 結構生產工藝流程如圖7.19 所示。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 1. 1. 加工制作前的準備工作加工制作前的準備工作 1) 1) 審查設計圖紙審查設計圖紙 即核對圖紙中的構件數量，各構件的相對關系， 接頭的細部尺寸等；審查構件之間各部分尺寸有 無矛盾，技術上是否合理，構件分段是否符合制 作、運輸、安裝的要求。一般采取在平整地面上 以11 的比例放樣的方法進行。 2) 2) 繪制加工工藝圖繪制加工工藝圖 一般根據設計文件及相應的規(guī)范、規(guī)程等技術文 件、材料供應的規(guī)格(尺寸、重量、材料)，結合 工廠加工設

36、備的條件進行。根據加工工藝圖，應 編制構件制作的指導書。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 3) 3) 備料備料 根據設計圖、加工工藝圖算出各種材質、規(guī)格的 材料凈用量，并根據構件的不同類型和供貨條件， 增加一定的損耗量。 4) 4) 鋼材的準備鋼材的準備 檢驗鋼材材質的質量保證書；檢查鋼材的外形尺 寸、鋼材的表面缺陷；檢驗鋼結構用鋪助材料 (包括螺栓、電焊條、焊劑、焊絲等)的化學成分， 力學性能及外觀。 5) 5) 堆放堆放 檢驗合格的鋼材應按品種、牌號、規(guī)格分類堆放， 其底部應墊平、墊高，防止積水。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 2. 2. 零件加工零件加工 1) 1) 放樣放樣 根據加工工藝圖，

37、以11 的要求放出整 個結構的大樣，制作出樣板和樣桿以作為下料、 銑邊、剪制、制孔等加工的依據。 放樣應在專門的鋼平臺或平板上進行，樣 板和樣桿是構件加工的標準，應使用質輕、堅 固、不宜變形的材料(如鐵皮、扁鐵、塑料板 等)制成并精心使用，妥善保管。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 2) 2) 號料號料 定義： 以放樣為依據，在鋼材上畫出切割、銑、 刨邊、彎曲、鉆孔等加工位置。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 3) 下料下料 鋼材的下料方法有氣割、機械剪切、等離子切割 和鋸切等，下料的允許偏差應符合相應的規(guī)定。 (1) 氣割氣割。 定義定義：利用氧氣和燃料燃燒時產生的高溫熔化鋼 材，并以高壓氧氣流進行

38、吹掃，使金屬按要求的 尺寸和形狀切割成零件。氧氣切割是鋼材切割工 藝中最簡單、最方便的一種。 適用：適用：于多頭切割和曲線切割。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 (2) 機械剪切機械剪切 定義定義：使用機械力(剪切、鋸割、磨削)切割， 適合范圍：適合范圍：于厚度在1216mm 以下鋼板的直線 性切割。 常用機械有：剪板機、鋸床、砂輪機等。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 (3) (3) 等離子切割等離子切割 定義定義：利用特殊的割炬，在電流、氣流及冷卻 水的作用下，產生高達20 00030 000的等 離子孤線流實現(xiàn)切割； 優(yōu)缺點優(yōu)缺點：切割時不受材質的限制，具有切割速度 高、切口狹窄、熱影響區(qū)小，變

39、形小且切割質量 好的特點； 適合范圍適合范圍：適用于切割用氣割所不能切割或難 以切割的不銹鋼等高熔點的鋼材。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 4) 4) 制孔制孔 制孔分鉆孔和沖孔兩類 (1) (1) 鉆孔鉆孔。 適用范圍適用范圍：鉆孔適用性廣，孔壁損傷小，孔的 精度高。對于重要結構的節(jié)點，先預鉆一級孔眼 的尺寸，在裝配完成調整好尺寸后，擴成設計孔 徑；一次鉆成設計孔徑時，為了使孔眼位置有較 高的精度，一般均先制成鉆模，鉆模貼在工件上 調好位置，在鉆模內鉆孔。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 (2) (2) 沖孔沖孔。 適用范圍適用范圍：沖孔一般只能用沖較薄的鋼板和 型鋼，且孔徑大小一般大于鋼材厚度，

40、否則易損 壞沖頭。 優(yōu)缺點優(yōu)缺點：沖孔效率高，但孔的周圍會產生冷 作硬化，孔壁制質量差，只用于次要連接。 使用設備使用設備：一般用沖床。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 5) 5) 邊緣加工邊緣加工 加工內容加工內容：為消除切割造成的邊緣硬化而將板 邊刨去24mm；為了保證焊縫質量而將鋼板邊 刨成坡口；為了裝配的準確性及保證壓力的傳 遞，而將鋼板刨直或銑平； 加工的方法加工的方法：有刨邊、銑邊、鏟邊、碳弧氣刨、 氣割坡口等； 刨邊刨邊使用刨床，可刨直邊也可刨斜邊； 銑邊銑邊為端面加工，光潔度比刨邊差一些，用銑 床加工； 鏟邊鏟邊可以用手工或風鏟，加工精度較差； 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 6) 彎

41、曲彎曲 根據設計要求，利用加工設備和一定的工裝模具 把板材或型鋼彎制成一定形狀的工藝方法。一般 有冷彎和熱彎兩種方法。 (1) 冷彎冷彎。鋼板或型鋼冷彎的工藝方法有滾圓機 滾彎、壓力機壓彎以及頂彎、拉彎等， (2) 熱彎熱彎。也稱煨彎，是將鋼材加熱到1 000 1 100(暗黃色)時立即進行煨彎，并在500 550(暗黑色)之前結束。鋼材加熱如超過1 100。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 7) 變形矯正變形矯正 鋼材在運輸、裝卸、堆放和切割過程中，有時 會產生不同的彎曲波浪變形，如變形值超過規(guī)范 規(guī)定的允許值時，必須在下料以前及切割之后進 行變形矯正。 (1) 人工矯正人工矯正。 定義定義：人

42、工矯正采用錘擊法，錘子使用木錘， 如用鐵錘，應設平墊； 適用范圍適用范圍：薄板或截面比較小的型鋼構件的彎曲、 局部凸出的矯正，但普通碳素鋼在低于16、 低合金鋼低于12時，不得使用本法，以免產 生裂紋。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 (2) (2) 機械矯正。機械矯正。 定義：定義：機械矯正采用多錕平板機，利用上、 下兩排錕子將板料的彎曲部分矯正調直； 型鋼變形多采用型鋼調直機。 適合范圍適合范圍：適用于一般板件和型鋼構件的 矯正，但普通碳素鋼在低于16，低合 金鋼在低于12時不得使用本法，以免 產生裂紋。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 (3) 火焰矯正?；鹧娉C正。 定義定義：用氧乙炔焰或其他火焰

43、對構件或成 品變形部位進行矯正，加熱方式有點狀加 熱，線加熱和三角形加熱三種。 火焰加熱的溫度一般為700，最高不應 超過900。 適應范圍適應范圍：一般只適用于低碳鋼和16Mn 鋼，對于中碳鋼、高含金鋼、壽鐵和有色 金屬等脆性較大的材料，由于冷卻收縮變 形產生裂紋而不宜采用。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 3. 3. 構件的組裝和預拼裝構件的組裝和預拼裝 1) 1) 組裝組裝 組裝是將設備完成的零件或半成品按要求的運 輸單元，通過焊接或螺栓連接等工序裝配成部 件或構件。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 2) 預拼裝預拼裝 定義定義：由于受運輸、安裝設備能力的限制，或者

44、為了保證安裝的順利進行，在工廠里將多成品構 件按設計要求的空間設置試裝成整體，以檢驗各 部分之間的連接狀況，稱為預拼裝。 種類種類：預拼裝一般分平面預拼裝和立體預拼裝兩 種狀態(tài)，拼裝的構件應處于自由狀態(tài)，不強行固 定。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 4. 4. 成品涂裝、編號成品涂裝、編號 1) 1) 涂裝涂裝 鋼結構高層建筑件一般只作防銹蝕處理，不 刷面漆。通常是在加工驗收合格后，對焊縫處、 高強螺栓摩擦面處刷兩遍防銹油漆，待現(xiàn)場安裝 完后，再對焊縫和高強螺栓接頭處補刷防銹漆。 涂刷前必須將構件表面的毛刺、鐵銹、油污以及 附著物清除干凈，使鋼材露出鐵灰色，以增加油 漆與表面的黏結力，其方法、質

45、量等級見表7-10。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 2) 編號編號 涂裝完畢后，應在構件上標記構件的原編號， 大型構件應表明重量、重心位置和定位標記。 5. 鋼構件驗收鋼構件驗收 鋼構件制作完成后應按照施工圖和鋼結構工程 施工質量驗收規(guī)范(GB 502052002)、高 層民用建筑鋼結構技術規(guī)程(JGJ 991998)的 規(guī)定進行成品驗收。 (1) 產品合格證。 (2) 鋼結構施工圖和設計更改文件，設計變更的 內容在施工圖中相應部位注明。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 (3) 鋼構件制作過程中的技術協(xié)商文件。 (4) 鋼材、連接材料和涂裝材料的質量證明書 和試驗報告。 (5) 焊接工藝評定報告。

46、(6) 高強度螺栓接頭處的摩擦系數試驗報告及 涂層的檢測質料。 (7) 焊縫質量無損檢驗報告。 (8) 主要構件驗收記錄和預拼裝記錄。 (9) 構件的發(fā)運和包裝清單。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 二二 鋼結構的安裝鋼結構的安裝 1. 基本要求基本要求 操作時除應執(zhí)行國家現(xiàn)行鋼結構設計規(guī) 范、鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范 和高層民用建筑鋼結構技術規(guī)范外， 還應注意以下幾點 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 (1) 在鋼結構詳圖設計階段，應與設計單位和生產 廠家相結合。 (2) 安裝前，認真編制施工組織設計，作為指導 施工的技術文件； (3) 鋼結構高層建筑安裝，應在具有鋼結構高層 建筑安裝資格的責任工程

47、師指導下進行。 (4) 安裝用的專用機具和檢測儀器，如塔式起重 機、氣體保護焊機、手工弧旱機、氣割設備、碳 弧氣刨、電動和手動高強螺栓扳手、超聲波探傷 儀、激光經緯儀、測厚儀、水平儀、風速儀等， 應滿足施工要，并應定期進行檢驗。等)應具有 產品質量證明書并符合設計圖紙和有關規(guī)范規(guī)定。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 (5) 在確定安裝方法時，必須與土建、水電 暖衛(wèi)、通風、電梯等施工單位結合。 (6) 鋼結構高層建筑安裝時的主要工藝，如 測量校正、厚鋼板焊接、高強螺栓節(jié)點的 摩擦面加工及安裝工藝等，必須在施工前 進行工藝試驗，在其基礎上確定各項工藝 參數，并編出各項操作工藝 湖北工業(yè)大學土木與建筑學

48、院 2. 安裝前的準備工作安裝前的準備工作 1) 技術準備技術準備 (1) 加強與設計單位的密切結合。確保設計 圖紙實施的可能性，減少出圖后的設計變 更。 (2) 了解現(xiàn)場情況，掌握氣候條件。全面的 了解現(xiàn)場施工場地各方面的條件，進行統(tǒng) 一規(guī)劃。 (3) 編制施工組織設計。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 2) 施工組織與管理準備施工組織與管理準備 (1) 明確承包項目范圍，簽訂分包合同。 (2) 確定合理的勞動組織，進行專業(yè)人員技 術培訓工作。 (3) 進行施工部署安排，對工期進度、施工 方法、質量和安全要求等進行全面交底 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 3) 物質準備物質準備 (1) 各種機具、儀

49、器的準備。 塔式起重機。鋼結構高層建筑的安裝采 用的機械主要是塔式起重機。 焊接設備與輔助設備。焊接設備常用的 有：焊接發(fā)電機、焊接整流器、焊接變壓 器、埋弧焊機、明弧焊機，電渣焊機和栓 釘焊機等，目前國產的電焊機種類很多， 分直流和交流兩大類。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 焊接設備與輔助設備。焊接設備常用的 有：焊接發(fā)電機、焊接整流器、焊接變壓 器、埋弧焊機、明弧焊機，電渣焊機和栓 釘焊機等，。 切割設備。一般下料、加工常用的切割 設備有手動和自動割槍、各種切(氣)割機、 切斷機、下料機、剪切機、聯(lián)合剪沖機等。 壓型鋼板及薄鋼板的切割設備為空氣等離 子弧切割機和空氣等離子弧切割機。 湖北工業(yè)

50、大學土木與建筑學院 焊接與氣割工具及儀器儀表。焊接與氣割工 具包括用于打磨的各種砂輪機、用于清焊渣的風 動打渣機、電焊條保溫桶、焊接多用尺、用于預 熱和后熱4 個噴嘴的散發(fā)式火焰搶、碳弧氣刨槍 等。 緊固工具：高強螺栓扳子。 測量儀器與工具：激光經緯儀和激光鉛直器 (豎向投點，夜間作業(yè)放線)、經緯儀、水平儀或 精密水平儀、彎管目鏡(垂直投點)、全站儀(工程 測量、放樣、體積計算)等。 安裝設備與工具：千斤頂、鐵扁擔、鋼絲繩 及卡子、滑輪及附件等。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 (2) 按施工平面布置的要求，組織鋼構件及大型機械進 場，并對機械進行安裝及試運行。 (3) 構件的配套、預檢。 構件配

51、套按安裝流水順序進行，以一個結構安裝流 水段為單元，將所有鋼構件分別由堆場整理出來，集中 到配套場地，在數量和規(guī)格齊全之后進行構件預檢和處 理修復，然后根據安裝順序，分批將合格的構件由運輸 車輛供應到工地現(xiàn)場。 鋼構件在出廠前，制造廠根據制作規(guī)范、規(guī)定及設 計圖紙的要求進行產品檢驗，填寫質量報告，實際偏差 值。 (4) 安裝前，應對建筑物的定位軸線、底層柱的安裝位 置線、柱間距、柱基地腳螺栓、基礎標高和基礎混凝土 強度進行檢查，待合格后才能進安裝。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 第五節(jié)第五節(jié) 鋼結構的防腐與防火鋼結構的防腐與防火 一、一、 鋼結構的防腐鋼結構的防腐 1. 鋼結構的大氣腐蝕鋼結構的

52、大氣腐蝕 1) 鋼鐵的電化學腐蝕鋼鐵的電化學腐蝕 鋼鐵的腐蝕在絕大多情況下是化學腐蝕過程。 電氣化腐蝕是鋼鐵和介質發(fā)生電氣化學反應而引 起的腐蝕，在金屬表面形成原電池是電氣化學腐 蝕最主要的條件。 2) 大氣腐蝕的機理大氣腐蝕的機理 鋼結構的腐蝕環(huán)境主要為大氣腐蝕，大氣腐蝕是 金屬處于表面水膜層下的電化學腐蝕過程。這種 水膜實質上是電解質水膜，它是由于空氣中相對 濕度大于一定數值時，空氣中水氣在金屬表面吸 附凝聚及溶有空氣中的污染物而形成的。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 3) 影響大氣腐蝕的因素影響大氣腐蝕的因素 (1) 空氣中的污染源：空氣中的污染源：污染的大氣中含有的硫化 物、氮化物、碳化

53、物，以及塵埃等污染物； (2) 相對濕度相對濕度：相對濕度達到某一臨界點時，水 分在金屬表面形成水膜，從而促進了電化學過 程的發(fā)展，表現(xiàn)出腐蝕速度迅速增加。 (3) 溫度溫度：環(huán)境溫度的變化影響金屬表面水汽的 凝聚，也影響水膜中各種腐蝕氣體和鹽類的濃 度等。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 4) 大氣腐蝕的破壞形式大氣腐蝕的破壞形式 全面腐蝕和局部腐蝕，全面腐蝕又稱均勻腐蝕。 (1) 均勻腐蝕均勻腐蝕：最常見的腐蝕形態(tài)，其特征是腐蝕分布 于整個金屬表面，并以相同的速度使金屬整體厚度減小。 在一般情況下，大氣腐蝕多數表現(xiàn)為均勻腐蝕； 措施：措施：進行嚴格的工程設計和采取合理的防腐蝕措施，。 (2)

54、點蝕。點蝕。點蝕是局部性腐蝕狀態(tài)，可以形成大大小小 的孔眼，但絕大多數情況下是相對較少的空隙； 措施：措施：主要是選用高鉻量或同時含有大量鉬、氮、硅 等合金元素的耐海水不銹鋼；要選用高度純度的不銹鋼。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 (3) 縫隙腐蝕縫隙腐蝕：因金屬與金屬、金屬與非金屬相連接時 表面存在縫隙，在有腐蝕介質存在時發(fā)生的局部腐蝕形 態(tài)。 (4) 應力腐蝕應力腐蝕：應力腐蝕是指在拉伸應力和腐蝕環(huán)境介 質共同作用產生的腐蝕現(xiàn)象。這里強調的是應力和腐蝕 的共同作用。因為產生腐蝕的介質至多也只是很輕微的 腐蝕性。 (5) 電偶腐蝕電偶腐蝕：也稱之為雙金屬腐蝕。許多設備都是由 多種金屬組合而成的

55、，如鋁與銅、鐵與鋅、銅與鐵等。 電偶腐蝕首先取決于異種金屬之間的電位差，電位差越 大，其他條件不變，腐蝕可能性就越大。 (6) 腐蝕疲勞：腐蝕疲勞：腐蝕疲勞是指材料或構件受交變應力和 腐蝕環(huán)境共同作用產生的失效。 如果鋼材在施工時除銹、防銹技術不好，或構件在使用 中防銹層失效而出現(xiàn)銹層，由于鋼材和銹層具有不同的 電位，一旦出現(xiàn)銹層，會加速腐蝕作用。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 5) 5) 鋼材的耐腐蝕性鋼材的耐腐蝕性 (1) (1) 碳素鋼的耐腐蝕性碳素鋼的耐腐蝕性：碳素鋼的耐腐蝕性較差， 在大氣、土壤、海水和甚至中性的淡水都不耐蝕。 在腐蝕環(huán)境中使用在結構鋼材，應盡量選用含碳 和含硫量低的鋼

56、材； (2) (2) 低合金鋼的耐腐蝕性低合金鋼的耐腐蝕性：耐大氣腐蝕性能要比 碳鋼高，一般在11.5 倍，高的達26 倍； (3) (3) 耐候鋼的耐腐蝕性耐候鋼的耐腐蝕性：其防腐蝕機理是借助其 表面生成的穩(wěn)定的鐵銹來阻止銹蝕向內部的入侵； (4) (4) 鑄鐵的耐腐蝕性鑄鐵的耐腐蝕性：其耐腐蝕性能較低； 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 (5) 鍍鋅鋼材鍍鋅鋼材：鍍鋅鋼材在鋼結構中的使用很 廣泛，鍍鋅層的防銹機理是：形成致密的 保護膜，防止環(huán)境中的腐蝕介質與鋼鐵表 面接觸；鋅的陰極保護作用，為最主要的 防銹作用。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 2. 建筑結構防腐蝕方法建筑結構防腐蝕方法 1) 鋼結

57、構防腐蝕設計的構造要求鋼結構防腐蝕設計的構造要求 (1) 中等腐蝕環(huán)境中的承重結構中等腐蝕環(huán)境中的承重結構：盡量采用管形封閉截面、實腹式 (工字型，H 型和T 型)截面。 (2) 主梁、柱等重要的構件的傳力焊縫，應采用連續(xù)焊縫。角焊縫 的焊腳尺寸不應小于8mm 及所焊板件的厚度(當板件厚度大于8mm 時)。 (3) 鋼結構所在室內環(huán)境的濕度不宜過高鋼結構所在室內環(huán)境的濕度不宜過高，濕度在75%以下 (4) 鋼結構節(jié)點及連接構造應避免易于積灰和積濕的角、槽等，連 接零件之間應有可供檢查與維修的空間(凈空不宜小于120mm)。 (5) 鋼柱腳埋入地下部分，應以C10 混凝土包覆，埋入部分表面應 做

58、除銹處理； (6) 鋼結構件直接與鋁合金金屬制品接觸時，會引起接觸電偶腐蝕， 應在構件接觸表面涂12 道鉻酸鋅底漆及配套面漆阻隔，或設置 絕緣層隔離，相互間的連接緊固件應采用熱鍍鋅的緊固件。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 2) 采用鋁合金、不銹鋼等建筑材料 相比來說，這些合金材料用使造價顯得很高， 但有以下三個好處： (1) (1) 抵御大氣腐蝕抵御大氣腐蝕： (2) 減輕結構自重：鋁合金網殼的自重要比同 等跨度的鋼網殼至少要輕50%以上。 (3) 提高建筑美學效果：。 3) 3) 長效防腐蝕方法長效防腐蝕方法 (1) 熱浸渡鋅：熱浸鋅是將除銹后在鋼結構件 浸入600高溫融化的鋅液中，使鋼構件表

59、面附 著鋅層，鋅層厚度對5mm 以下薄板不得小于 65m，從而起到防腐蝕的目的。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 (2) 熱噴鋁(鋅)復合涂層：先對構件表面作噴砂除銹， 使其表面露出金屬光澤并打毛； 再用乙炔氧焰將不斷送出的鋁(鋅)絲融化，并用壓 縮空氣附到鋼構件表面，以形成蜂窩狀的鋁(鋅)噴涂 層(厚度約80100m)； 最后用環(huán)氧樹脂或氯丁橡膠等涂料填充毛細孔，以 形成復合涂層。 4) 涂料防護涂料防護 涂料防護是一種價格適中、施工方便、效果顯著及 適用性強的防腐蝕方法，在鋼結構的防腐蝕應用中 最為廣泛。由于建筑鋼結構多為室內結構，除了處 在特殊的海濱或工業(yè)環(huán)境中之外，腐蝕環(huán)境一般不 太惡劣時

60、，用涂料進行防腐蝕，可以保持2030 年 的防護效果。 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 5) 常用涂料品種常用涂料品種 (1) 瀝青涂料；瀝青涂料； (2) 醇酸樹脂涂料：醇酸樹脂涂料：用于涂料配制的醇酸樹 脂主要有純干性油醇酸樹脂、改性的干性 油醇酸樹脂和非干性油醇酸樹脂。 (3) 酚醛樹脂涂料：酚醛樹脂涂料：主要有醇溶性酚醛樹脂、 改性酚醛樹脂、純酚醛樹脂等。醇溶性酚 醛樹脂涂料抗腐蝕性能較好，但施工不便， 柔韌性、附著力不太好，應用受到一定限 制。 (4) 環(huán)氧樹脂涂料環(huán)氧樹脂涂料：環(huán)氧涂料附著力好，對 金屬、混凝土、木材、玻璃等均有優(yōu)良的 湖北工業(yè)大學土木與建筑學院 6) 鋼結構重防腐涂料