鋼結構識圖學習

1、鋼結構識圖基礎一、施工圖基本知識 在建筑鋼結構工程設計中，通常將結構施工圖的設計分為設計圖設計和施工詳圖設計兩個階段。設計圖設計是由設計單位編制完成，施工詳圖設計是以設計圖為依據(jù)，由鋼結構加工廠深化編制完成，并將其作為鋼結構加工與安裝的依據(jù)。 設計圖與施工詳圖的主要區(qū)別是：設計圖是根據(jù)工藝、建筑和初步設計等要求，經(jīng)設計和計算編制而成的較高階段的施工設計圖。它的目的和深度以及所包含的內容是作為施工詳圖編制的依據(jù)，它由設計單位編制完成，圖紙表達簡明，圖紙量少。內容一般包括：設計總說明、結構布置圖、構件圖、節(jié)點圖和鋼材訂貨表等。施工詳圖是根據(jù)設計圖編制的工廠施工和安裝詳圖，也包含少量的連接和構造計算

2、，它是對設計圖的進一步深化設計，目的是為制造廠或施工單位提供制造、加工和安裝的施工詳圖，它一般由制造廠或施工單位編制完成，它圖紙表示詳細，數(shù)量多。內容包括：構件安裝布置圖、構件詳圖等。本書只介紹鋼結構設計圖的識讀。1制圖標準有關規(guī)定（1）線型 在結構施工圖中圖線的寬度b通常為2Omm、14mm、O7mm、O5mm、O35mm，當選定基本線寬度為b時，則粗實線為b、中實線為O5b、細實線為O25b。在同一張圖紙中，相同比例的各種圖樣，通常選用相同的線寬組。各種線型及線寬所表示的內容如表1-1。（2）構件名稱的代號作業(yè)： 思考題1，22材料代號鋼材的牌號1普通碳素結構鋼碳素鋼是以鐵為基本成分，以碳

3、為主要合金元素的鐵碳合金。碳鋼除含鐵、碳外，還含有少量的有益元素錳、硅及少量的有害雜質元素硫、磷。普通碳素結構鋼按其質量等級不同可分為A、B、C、D四個等級。其中A級一般不做沖擊試驗；B級做常溫沖擊試驗；C級做0沖擊試驗；D級做-20沖擊試驗。因此D級質量最好，C、D級可用做重要的焊接結構。 普通碳素結構鋼的牌號是由代表屈服點的字母Q、屈服點的數(shù)值以及質量等級和脫氧方法四個部分按順序組成?！癋”表示沸騰鋼，“b”表示為半鎮(zhèn)靜鋼，“Z”表示鎮(zhèn)靜鋼，“TZ”表示特殊鎮(zhèn)靜鋼。通常鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼不標注符號。 例如：Q235-BF表示鋼材屈服點為235Nmm2，鋼材的質量等級為B級，沸騰鋼。 沸騰鋼

4、是在熔煉鋼液中加人弱脫氧劑進行脫氧；鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼是在熔煉鋼液中加入強脫氧劑進行脫氧，脫氧徹底充分，質量比沸騰鋼好，價格也比沸騰鋼高；半鎮(zhèn)靜鋼的價格和質量介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間。 現(xiàn)行國家標準碳素結構鋼(GB 700-88)將普通碳素結構鋼分為Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等五種牌號，其中Q235在使用、加工和焊接方面的性能較好，是鋼結構中最常用的鋼種之一。2優(yōu)質碳素結構鋼優(yōu)質碳素結構鋼比普通碳素結構鋼雜質含量少、性能優(yōu)越。優(yōu)質碳素結構鋼的牌號是由兩位阿拉伯數(shù)字和隨其后加注的規(guī)定符號來表示。如08F、45、20A、70Mn、20g等，牌號中的兩位阿拉伯數(shù)字，表示以萬分之幾

5、計算的平均碳的質量分數(shù)。例如“45”表示這種鋼的平均碳的質量分數(shù)為045；阿拉伯數(shù)字之后標注的符號“F”表示沸騰鋼；“b”表示半鎮(zhèn)靜鋼，鎮(zhèn)靜鋼不標注符號；阿拉伯數(shù)字之后標注的符號“Mn”表示鋼中錳的質量分數(shù)較高，達到0.71.0，普通含錳量的鋼不標注其符號；阿拉伯數(shù)字之后標注的符號“A”表示高級優(yōu)質碳素結構鋼，“E”表示特級優(yōu)質碳素結構鋼，鋼中硫的質量分數(shù)小于0.03，磷的質量分數(shù)小于O.035；阿拉伯數(shù)字之后標注的符號表示專門用途鋼，其中“g”表示鍋爐用鋼，“R”表示壓力容器用鋼，“q”表示橋梁用鋼，“DR"表示低溫壓力容器用鋼等。3低合金高強度結構鋼 低合金高強度結構鋼的牌號表示

6、方法與普通碳素結構鋼相同，由代表屈服點的字母Q、屈服點的數(shù)值、質量等級符號三個部分按順序組成。只是質量等級有A、B、C、D、E五個等級，其中E級需要做-40的沖擊試驗。 現(xiàn)行國家標準低合金高強度結構鋼(GBl59194)按屈服強度高低將低合金高強度結構鋼分為Q295、Q345、Q390、Q420、Q460等五種牌號。4合金結構鋼 合金結構鋼的牌號用阿拉伯數(shù)字和合金元素符號表示。前面兩位阿拉伯數(shù)字表示鋼中以萬分之幾計算的平均碳的質量分數(shù)，接著是合金所含的元素符號和平均質量分數(shù)。元素的平均質量分數(shù)<1.5，該元素只標注符號。13 螺栓與球節(jié)點 螺栓作為鋼結構的主要連接緊固件，通常用于鋼結構構

7、件間的連接、固定和定位等。螺栓有普通螺栓和高強度螺栓兩種。1普通螺栓 普通螺栓的緊固軸力很小，在外力作用下連接板件即將產(chǎn)生滑移，通常外力是通過螺栓桿的受剪和連接板孔壁的承壓來傳遞。普通螺栓質量等級按螺栓加工制作的質量及精度公差不同，分A、B、C三個等級。A級的加工精度最高，C級最差。A、B級螺栓稱精制螺栓，C級則稱粗制螺栓。A、B級螺栓桿身經(jīng)車床加工制成，加工精度高。A級螺栓適用于小規(guī)格螺栓，直徑dM24，長度l150mm和lOd；B級螺栓適用于大規(guī)格螺栓，d>M24，長度l>150mm和lOd；C級螺栓是用未經(jīng)加工的圓鋼制成，桿身表面粗糙，加工精度低，尺寸不準確。螺栓孔壁質量類別

8、分I、兩類，I類孔的質量高于類孔。I類孔通常是指由下列三種方法加工制成：1)在裝配好的構件上按設計孔徑鉆成的孔；2)在單個零件上或構件上按設計孔徑用鉆模鉆成的孔；3)在單個零件上先鉆成或沖成較小的孔徑，然后在裝配好的構件上再擴鉆至設計孔徑的孔。類孔是在單個零件上一次沖成或不用鉆模鉆成的孔。螺栓孔壁質量類別與螺栓等級是相匹配的，A、B級螺栓與I類孔匹配使用。I類孔的孔徑與螺栓公稱直徑相等，基本上無縫隙，螺栓可輕擊入孔。C級螺栓常與類孔匹配使用，類孔的孔徑比螺栓直徑大l2mm，縫隙較大，螺栓入孔較容易，抗剪性能較差，只適用于受拉力的連接，受剪時用支托承受剪力。若C級螺栓用于受剪，也只能在承受靜載結

9、構中的次要連接或臨時固定用的安裝連接。普通螺栓的連接對螺栓緊固軸力沒有要求，一般由操作工使用普通扳手靠自己的力量擰緊，使被連接板件接觸面貼緊無明顯間隙即可。 建筑鋼結構中常用的普通螺栓的性能等級有4.6、48、56、88等四個等級。螺栓的性能等級代號以兩個數(shù)值表示，前一個數(shù)值表示螺栓公稱的最低抗拉強度，后一個數(shù)值表示螺栓的屈強比。如46表示螺栓最低抗拉強度為400Nmm2，06表示螺栓的屈服強度與抗拉強度的比值為O6。普通螺栓常用Q235鋼制作，通常為六角頭螺栓，標記為Md×L。其中d為螺栓的直徑、L為螺栓的公稱長度。普通螺栓常用的規(guī)格有M8、M10、M12、M16、M20、M24、

10、M30、M36、M42、M48、M56和M64等。2高強度螺栓 高強度螺栓連接受力性能好、連接剛度高、抗震性好、耐疲勞、施工簡便，它已廣泛地被用于建筑鋼結構的連接中，成為建筑鋼結構的主要連接件。高強度螺栓的類型及一般要求： 高強度螺栓根據(jù)其受力特征的不同可分為摩擦型高強度螺栓和承壓型高強度螺栓。摩擦型高強度螺栓是通過螺栓緊固軸力，將連接扳疊壓緊，剪力靠壓緊扳疊間的摩擦阻力傳遞，以摩擦阻力剛被克服作為連接承載力的極限狀態(tài)。承壓型高強度螺栓當剪力大于摩擦阻力后，連接扳疊產(chǎn)生相對滑移，栓桿與扳疊有擠壓，它是以栓桿被剪斷或連接扳件被壓壞作為承載力極限狀態(tài)，其承載力極限值大于摩擦型高強度螺栓。 目前生產(chǎn)

11、商供應的高強度螺栓，摩擦型和承壓型在制造和構造上沒有區(qū)分，只是承載力極限狀態(tài)取值不同。 建筑鋼結構中常用的高強度螺栓有大六角頭高強度螺栓和扭剪型高強度螺栓兩種。我國使用的大六角頭高強度螺栓有88級和10級兩種，大六角頭高強度螺栓連接副含一個螺栓、一個螺母和兩個墊圈。扭剪型高強度螺栓只有109級一種，扭剪型高強度螺栓連接副含一個螺栓、一個螺母和一個墊圈。高強度螺栓的力學性能是以經(jīng)熱處理后的數(shù)值為準，其性能等級代號與普通螺栓相同，用兩個數(shù)值表示，如88級和109級，前一個數(shù)值表示經(jīng)熱處理后的最低抗拉強度，8和10分別表示最低抗拉強度為800Nmm2和1000Nmm2；后一個數(shù)值表示螺栓經(jīng)熱處理后的

12、屈強比為08和09。3錨栓 錨栓主要是作為鋼柱腳與鋼筋混凝土基礎的連接承受柱腳的拉力，并作為柱子安裝定位時的臨時固定。錨栓的錨固長度不能小于錨栓直徑的25倍。錨栓通常用Q235或Q345等塑性性能較好的鋼制作，它是非標準件，直徑較大。錨栓在柱子安裝校正后，錨栓墊板要焊死，并用雙螺母緊固，防止松動。4圓柱頭焊釘 圓柱頭焊釘(又稱帶頭栓釘)是高層建筑鋼結構中用量較大的連接件，它是作為鋼構件與混凝土構件之間的抗剪連接件，其形狀和規(guī)格參見國家標準圓柱頭焊釘(GB 10433-89)。 高層建筑鋼結構中的梁、柱構件上常用的圓柱頭焊釘直徑為16mm-9mm及22mm。5球節(jié)點建筑鋼結構中，常用的網(wǎng)架球節(jié)點

13、有螺栓球節(jié)點和焊接球節(jié)點兩大類。（1）螺栓球節(jié)點 螺栓球節(jié)點是由鋼球、螺栓、封板或錐頭、套筒、螺釘或銷子等組成，如圖1-27。圖1-27螺栓球節(jié)點組成 高強螺栓在整個節(jié)點中是最關鍵的傳力部件，它的強度等級要達到88級或109級。6螺栓、孔、電焊鉚釘?shù)谋硎痉椒菟?、孔、電焊鉚釘?shù)谋硎痉椒ㄒ姳?21。15 焊縫及其表示方法1焊縫符號的表示 焊縫符號表示的方法及有關規(guī)定： 焊縫的引出線是由箭頭和兩條基準線組成，其中一條為實線，另一條為虛線。線型均為細線，如圖1-33。 基準線的虛線可以畫在基準線實線的上側，也可畫在下側，基準線一般應與圖樣的標題欄平行，僅在特殊條件下才與標題欄垂直。若焊縫處在接頭的箭

14、頭側，則基本符號標注在基準線的實線側；若焊縫處在接頭的非箭頭側，則基本符號標注在基準線的虛線側，如圖1-34。 當為雙面對稱焊縫時，基準線可不加虛線，如圖1-35。 箭頭線相對焊縫的位置一般無特殊要求，但在標注單邊形焊縫時箭頭線要指向帶有坡口一側的工件，如圖1-36。 基本符號、補充符號與基準線相交或相切，與基準線重合的線段，用粗實線表示。 焊縫的基本符號、輔助符號和補充符號(尾部符號除外)一律為粗實線，尺寸數(shù)字原則上亦為粗實線，尾部符號為細實線，尾部符號主要是標注焊接工藝、方法等內容。 在同一圖形上，當焊縫形式、斷面尺寸和輔助要求均相同時，可只選擇一處標注焊縫的符號和尺寸，并加注“相同焊縫的

15、符號”，相同焊縫符號為34圓弧，畫在引出線的轉折處，如圖1-37(a)。 在同一圖形上，有數(shù)種相同焊縫時，可將焊縫分類編號，標注在尾部符號內，分類編號采用A、B、C在同一類焊縫中可選擇一處標注代號，如圖1-37(b)。2焊縫的質量檢驗 焊接的質量檢查是鋼結構質量保證體系的一個重要環(huán)節(jié)。鋼結構的焊縫質量等級根據(jù)結構的重要性、實際承受荷載的特性、焊縫的形式、工作環(huán)境以及應力狀態(tài)的不同，可分為三個等級。不同的質量等級，焊縫的質量要求不同，檢驗的比例和驗收的標準也不同。 焊縫的質量檢驗包括外觀檢查和內部缺陷檢測。外觀檢查通常采用目視檢查，檢查焊縫表面形狀、尺寸和表面缺陷等。內部缺陷檢測主要是檢測焊縫內

16、部是否存在裂紋、氣孔、夾渣、未熔合與未焊透等缺陷，它是在外觀檢查完成后再進行，常用的方法有超聲波探傷和射線探傷。作業(yè)：思考題1，2；16 鋼結構的防火和防腐 鋼結構的最大弱點是防火和防腐性能差。鋼結構規(guī)范要求，鋼結構必須進行防火和防腐處理。1鋼結構的防火 未經(jīng)防火保護處理的鋼柱、梁、樓板及屋頂承重構件的耐火極限僅為025h，為了保證人民的生命財產(chǎn)安全，有利于安全疏散和消防滅火，避免和減輕火災損失，鋼結構應進行防火處理。鋼結構按組成建筑物的墻、柱、梁、樓板、屋頂?shù)戎饕獦嫾娜紵阅芎湍突饦O限不同將建筑物的耐火等級分為一、二、三、四級，耐火極限從0154 h不等。鋼結構防火涂層的厚度是保證構件達到

17、預期耐火極限的重要因素。 鋼結構防火涂料的竣工驗收，通常是用目視法檢測涂料品種、顏色及是否有漏涂和裂縫等；用O75-1kg榔頭輕擊涂層檢測其強度，用1m直尺檢測涂層平整度，按規(guī)范規(guī)定的方法檢測其厚度。2鋼結構的防腐 鋼結構常用的防腐方法有涂裝法和熱鍍鋅、熱噴鋁(鋅)復合涂層等。涂裝法是將涂料涂敷在構件表面上結成薄膜來保護鋼結構。防腐涂料通常由底漆一中漆一面漆或底漆一面漆組成。鋼結構在涂裝前要對鋼材表面進行除銹處理，表面處理的好壞直接影響其防護效果。鋼材除銹的方法有：手工或動力工具除銹、噴射或拋射除銹、酸洗除銹和酸洗磷化處理除銹、火焰除銹等四類。國家標準涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級(GB 8

18、923-88)將除銹等級按不同的除銹方法分為不同等級，并用不同的符號表示如表1-23。鋼材防腐涂層的厚度是保證鋼材防腐效果的重要因素。目前國內鋼結構涂層的總厚度(包括底漆和面漆)，要求室內涂層厚度一般為100150m，室外為150200m。 鋼結構涂裝工程質量檢驗有涂裝前、涂裝過程、涂裝后質量檢查。涂裝前檢查主要檢查鋼材表面除銹是否符合設讓要求和國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定；涂裝過程中的檢查主要是測濕膜厚度以控制干膜厚度和漆膜質量；涂裝后的檢查主要是檢查漆膜外觀是否均勻、平整、豐滿、有光澤，顏色、涂料、涂裝遍數(shù)、涂層厚度是否符合設計要求。 鋼結構涂裝工程的驗收是按照鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范(GB

19、50205-2001)驗收。 熱鍍鋅、熱噴鋁(鋅)復合涂層法是一種長效防腐蝕方法，它使鋼結構的防腐蝕年限達到20-30年。二、鋼結構節(jié)點詳圖1節(jié)點詳圖識讀鋼結構是由若干構件連接而成，鋼構件又是由若干型鋼或零件連接而成。鋼結構的連接有焊縫連接、鉚釘連接、普通螺栓連接和高強度螺栓連接，連接部位統(tǒng)稱為節(jié)點。連接設計是否合理，直接影響到結構的使用安全、施工工藝和工程造價，所以鋼結構節(jié)點設計同構件或結構本身的設計一樣重要。鋼結構節(jié)點設計的原則是安全可靠、構造簡單、施工方便和經(jīng)濟合理。2柱拼接連接詳圖柱的拼接有多種形式，以連接方法分為螺栓和焊縫拼接，以構件截面分為等截面拼接和變截面拼接，以構件位置分為中心

20、和偏心拼接。圖2-1為柱拼接連接詳圖。在此詳圖中，可知此鋼柱為等截面拼接，HW452×417表示立柱構件為熱軋寬翼緣H型鋼，高為452mm，寬為417mm，截面特性可查型鋼表GBT 11263-1998；采用螺栓連接，18M20表示腹板上排列18個直徑為20mm的螺栓，24M20表示每塊翼板上排列24個直徑為20mm的螺栓，由螺栓的圖例，可知為高強度螺栓，從立面圖可知腹板上螺栓的排列，從立面圖和平面圖可知翼緣上螺栓的排列，栓距為80mm，邊距為50mm；拼接板均采用雙蓋板連接，腹板上蓋板長為540mm，寬為260mm，厚為6mm，翼緣上外蓋板長為540mm，寬與柱翼寬相同，為417m

21、m，厚為10mm，內蓋板寬為180mm。作為鋼柱構件，在節(jié)點連接處要能傳遞彎矩、扭矩、剪力和軸力，柱的連接必須為剛性連接。 圖2-2為變截面柱偏心拼接連接詳圖。在此詳圖中，知此柱上段為HW400×300熱軋寬翼緣H型鋼，截面高、寬為400mm和300mm，下段為HW450×300熱軋寬翼緣H型鋼，截面高、寬分別為400mm和300mm，柱的左翼緣對齊，右翼緣錯開，過渡段長200mm，使腹板高度達1：4的斜度變化，過渡段翼緣寬度與上、下段相同，此構造可減輕截面突變造成的應力集中，過渡段翼緣厚為26mm，腹板厚為14mm；采用對接焊縫連接，從焊縫標注可知為帶坡口的對接焊縫，焊縫

22、標注無數(shù)字時，表示焊縫按構造要求開口。3梁拼接連接詳圖梁的拼接形式與柱類同。 圖2-3為梁拼接連接詳圖。在此詳圖中，可知此鋼梁為等截面拼接，HN500×200表示梁為熱軋窄翼緣H型鋼，截面高、寬為500mm和200mm，采用螺栓和焊縫混合連接，其中梁翼緣為對接焊縫連接，小三角旗表示焊縫為現(xiàn)場施焊，從焊縫標注可知為帶坡口有墊塊的對接焊縫，焊縫標注無數(shù)字時，表示焊縫按構造要求開口，從螺栓圖例可知為高強度螺栓，個數(shù)有10個，直徑為20mm，栓距為80mm，邊距為50mm；腹板上拼接板為雙蓋板，長為420mm，寬為250mm，厚為6mm，此連接可使梁在節(jié)點處能傳遞彎矩，為剛性連接。4繪圖練習

23、2-1，2-31主次梁側向連接詳圖2梁柱剛性連接詳圖屋架支座節(jié)點連接詳圖屋架支座有梯形支座和三角形支座之分。2 梯形屋架支座節(jié)點詳圖圖2-8為一梯形屋架支座節(jié)點詳圖。在此詳圖中，將屋架上、下弦桿和斜腹桿與邊柱螺栓連接，邊柱為HW400×300，表示柱為熱軋寬翼緣H型鋼，截面高、翼緣寬為400mm和300mm。在與屋架上、下弦節(jié)點處，柱腹板成對設置構造加勁肋，長與柱腹板相等，寬為100mm，厚為12mm。在上節(jié)點，上弦桿采用兩不等邊角鋼2L 110×70×8組成，通過長為220mm、寬為240mm和厚為14mm的節(jié)點板與柱連接，上弦桿與節(jié)點板用兩條側角焊縫連接，焊腳

24、8mm，焊縫長度150mm，節(jié)點板與長為220mm、寬為180mm和厚為20mm的端板用雙面角焊縫連接，焊腳8mm，焊縫長度為滿焊，端板與柱翼緣用4個直徑20mm的普通螺栓連接。在下節(jié)點，腹桿采用兩不等邊角鋼2 L 90 x 56×8組成，與長為360mm、寬為240mm和厚為14mm的節(jié)點板用兩條側角焊縫連接，焊腳為8mm，焊縫長度180mm；下弦桿采用兩等邊角鋼2 L 100×8組成，與節(jié)點板用側角焊縫連接，焊腳為8mm，焊縫長度1 60mm；節(jié)點板與長為360mm、寬為240ram和厚為20mm的端板用雙面角焊縫連接，焊腳8mm，焊縫長度為滿焊，端板與柱翼緣用8個直徑

25、20mm的普通螺栓連接。柱底板長為500mm、寬為400mm和厚為20mm，通過4個直徑30mm的錨栓與基礎連接；下節(jié)點端板刨平頂緊置于支托上，支托長為220mm、寬為80mm和厚為30mm，用焊腳10mm的角焊縫三面圍焊。2三角形屋架支座節(jié)點詳圖圖2-9為一三角形屋架支座節(jié)點詳圖。在此詳圖中，上弦桿采用兩不等邊角鋼2 L 125×80×10組成，下弦桿采用兩不等邊角鋼2L11O×70×10組成，均與厚為12mm的節(jié)點板用兩條角焊縫連接，上弦桿肢背與節(jié)點板塞焊連接，肢尖與節(jié)點板用角焊縫連接，焊腳為10mm，焊縫長度為滿焊，下弦桿用兩條角焊縫與節(jié)點板連接，焊腳為10mm，焊縫長度為180mm，節(jié)點板用在兩側設置加勁肋，底板長為250mm、寬為250mm和厚為160mm，錨栓安裝后再加墊片用焊腳8mm的角焊縫四面圍焊。柱腳節(jié)點詳圖柱腳根據(jù)其構造分為包腳式、埋人式和外