第六章鋼結(jié)構(gòu)工程

1、 第六章第六章 鋼結(jié)構(gòu)工程鋼結(jié)構(gòu)工程 鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)：以鋼鐵為基料經(jīng)機(jī)械加工組裝而成的結(jié)構(gòu)。 工業(yè)廠房、高層建筑、橋梁、塔等。 6.1 鋼結(jié)構(gòu)加工工藝鋼結(jié)構(gòu)加工工藝 1.鋼構(gòu)件制作前的準(zhǔn)備工作 1）鋼結(jié)構(gòu)的材料 普通碳素鋼 普通合金鋼 熱處理合金鋼 （Q235、16Mn、16Mnq、16Mnqv）2）材料的選擇）材料的選擇 強(qiáng)度 塑性 韌性 耐疲勞性能 焊接性能 耐銹性(防腐：經(jīng)濟(jì)效益）3）材料的驗(yàn)收和堆放 出廠證明等 外觀4）圖紙場地準(zhǔn)備 詳圖設(shè)計(jì)和審查圖紙 對料 編制工藝流程 布置生產(chǎn)場地 安排生產(chǎn)計(jì)劃詳圖設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)單位審批材料訂貨材料運(yùn)輸工程承包鋼結(jié)構(gòu)加工成品運(yùn)輸現(xiàn)場安裝2.鋼結(jié)構(gòu)放樣、

2、好料及下料 1）放樣（1：1 薄鐵片）：零部件實(shí)形畫在放樣臺 或 平板上求出實(shí)長并制成樣板。P150 2）號料：根據(jù)樣板在鋼板上畫出構(gòu)件實(shí)樣、打記號、 檢查 尺寸并記錄。八項(xiàng) 3）切割下料：常用方法-機(jī)械剪切、氣割和等離子切割三 種方法） 機(jī)械剪切： 剪、鋸片、砂輪切割； 氣割： 氣體燃燒融化切割； 等離子切割：利用高溫高速等離子火焰流。可以切割任 何金屬。 2、構(gòu)件加工、構(gòu)件加工 1）矯正：通過外力或加熱作用，使鋼材反變形，達(dá) 到嬌直、嬌平、矯形； （1）火焰矯正 （2） 機(jī)械矯正 P152 （3）手工矯正 3、灣卷成型、灣卷成型 1）鋼板彎曲：圖6-3 預(yù)灣：將剩余直邊先彎曲到所需的曲率半

3、徑； 對中：板料的縱向中心線與滾筒軸線保持嚴(yán)格 平行。 卷曲：多次進(jìn)給法卷曲，曲率半徑逐漸減小， 直至達(dá)到 規(guī)定的要求。 2）型材彎曲 型鋼的彎曲：為控制應(yīng)力與變形，應(yīng)控 制最小彎曲半徑（控制畸變程度）； 如曲率半徑較大， 采用冷彎，反之采 用熱彎。 鋼管的彎曲：防止變形，在管材中加進(jìn) 填 充物（砂或彈簧）后進(jìn)行彎曲， 也 可以穿入芯棒進(jìn)行彎曲。4、其他加工 1）折邊： 利用折邊機(jī)進(jìn)行; 2）模具壓制：在壓力設(shè)備上利用模具使鋼 材成 型； 3）制孔 鉆孔 沖孔：在沖床上進(jìn)行，孔徑大于50mm時(shí)可用 火焰割孔。 4）表面處理、涂裝和編號。放樣、好料和切割校正和成型邊遠(yuǎn)和球節(jié)點(diǎn)加工制孔和組裝焊接和

4、焊接檢驗(yàn)涂裝和編號構(gòu)件驗(yàn)收與拼裝 6.2 鋼結(jié)構(gòu)的安裝與連接鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)輸和存放構(gòu)建的安裝與校正鋼構(gòu)件的聯(lián)結(jié)和固定 焊 接 ：人工、機(jī)械 螺栓連接： 普通螺栓、高強(qiáng)螺栓 鉚 接1、 工廠拼裝（預(yù)拼裝）檢驗(yàn)各部分的準(zhǔn)確 度。表6-1切割機(jī)械焊接立裝校正壓制成型2、焊、焊接施工方法接施工方法 1）建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接的一般要求 建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接時(shí)一般應(yīng)考慮以下問題： (1)焊接方法的選擇應(yīng)考慮焊接構(gòu)件的材質(zhì)和厚度、接頭 的形式和焊接設(shè)備；(2)焊接的效率和經(jīng)濟(jì)性；(3)焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性。2）焊接施工 電弧焊是工程中應(yīng)用最普遍的焊接形式，本節(jié)主要 討論其施工方法。（1）焊接接頭 (2)焊縫形式 （3）焊接工藝

5、參數(shù)建筑鋼結(jié)構(gòu)中常用的焊接接頭按焊接方法分為熔化接頭和電渣焊接頭兩大類P156表6-2 、6-3（4）質(zhì)量檢查：焊縫檢驗(yàn)尺、焊縫探傷儀。 序號名稱圖示接頭形式特點(diǎn)1對焊接頭 不開坡口V，X，U形坡口應(yīng)力集中較小，有較高的承載力2角焊接頭 不開坡口適用厚度在8mm以下V，K形坡口適用厚度在8mm以下卷邊適用厚度在2mm以下3T形接頭 不開坡口適用厚度在30mm以下的不受力構(gòu)件V，K形坡口適用厚度在30mm以上的只承受較小剪應(yīng)力構(gòu)件4搭接接頭 不開坡口適用厚度在12mm以下的鋼板塞焊雙層鋼板的焊接(2)焊縫形式 按施焊的空間位置分：平焊縫、立焊縫、 橫焊縫和仰焊縫；圖6-5 按結(jié)合形式分：對接焊縫

6、、角焊縫和塞焊 縫。圖6-6（3）焊接工藝參數(shù)選擇 焊條直徑、焊接電源、電弧電壓、焊接層 數(shù)、電源種類和極性等。 焊條直徑：取決于焊件厚度、接頭形式、焊 縫位置、焊層層數(shù)。表6-4 焊接電流：I=10d2 注意：立焊時(shí)電流應(yīng)比平焊時(shí)小15%- 20%。橫焊和仰焊時(shí)比平焊小10%- 15%。 電弧電壓：焊接電流決定相應(yīng)的電弧電壓。 注： 電弧長電壓高，電弧長小于或 等于焊條直徑即稱短弧焊。焊接層數(shù)：焊接層數(shù)根據(jù)焊件厚度而定，一 般采用多層焊。每層厚度不大于 4-5mm。電源種類和極性： 直流電源： 電弧穩(wěn)定，飛濺小，焊接質(zhì)量 好。用在重要焊接結(jié)構(gòu)或厚板大剛 度 結(jié) 構(gòu)。 交流電焊機(jī)3）焊接前的準(zhǔn)

7、備：清理、焊條烘干、預(yù)熱等；4）引?。号鰮舴ê蛣澆练?）運(yùn)條方法：表6-5 焊條沿其中心線向下送進(jìn)，以防發(fā)生斷??； 焊條沿焊縫方向移動(dòng)，速度符合要求。 焊條必需橫向擺動(dòng)以獲得一定寬度 的焊縫。是焊條直徑的1.5倍左右。6）焊后處理2、焊縫的質(zhì)量檢驗(yàn) 1）主控項(xiàng)目 （1）焊條、焊絲、焊劑、電壓焊熔嘴與 母材應(yīng)匹配，用前進(jìn)行烘焙。 （2）焊工持證上崗 （3）初次使用的材料、方法、焊后熱處理 等事先應(yīng)進(jìn)行焊接工藝評定。 （4）設(shè)計(jì)要求全焊透的一、二級焊縫采用超 聲波探傷儀進(jìn)行內(nèi)部缺陷的檢查，檢 查不明的采用射線探傷。表6-6 （5）T型接頭、十字接頭、角接接頭要求熔 透的對接和角對接組合焊縫應(yīng)符合要

8、 求規(guī)定。圖6-7 （6）焊縫表面不得有裂紋、焊瘤等缺陷。 2）一般項(xiàng)目（1）-（5）3、 螺栓連接施工 1）普通螺栓（1）種類 六角螺栓、雙頭螺栓和地腳螺栓。 （2）普通螺栓的施工（P161) 連接要求（1-7） 長度選擇 ： L=+H+nh+C 緊固軸力 2) 高強(qiáng)度螺栓（強(qiáng)度高）高強(qiáng)度螺栓（強(qiáng)度高） 安裝簡便、迅速、能裝能拆、承壓高、安裝簡便、迅速、能裝能拆、承壓高、 受力性能好、安全可靠等受力性能好、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)。 應(yīng)用：應(yīng)用：大跨度結(jié)構(gòu)、工業(yè)廠房、橋梁結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)、工業(yè)廠房、橋梁結(jié)構(gòu)、 高層鋼結(jié)構(gòu)。高層鋼結(jié)構(gòu)。 (1)高強(qiáng)度螺栓連接高強(qiáng)度螺栓連接 高強(qiáng)度螺栓按連接形式通常分

9、為高強(qiáng)度螺栓按連接形式通常分為摩擦連接、張摩擦連接、張拉連接和承壓連接拉連接和承壓連接等，其中，等，其中，摩擦連接摩擦連接是目前廣是目前廣泛采用的基本連接形式。泛采用的基本連接形式。 (2)高強(qiáng)度螺栓連接處的摩擦面的處理方法通常高強(qiáng)度螺栓連接處的摩擦面的處理方法通常有噴砂有噴砂(丸丸)法、酸洗法、砂輪打磨法和鋼絲刷人法、酸洗法、砂輪打磨法和鋼絲刷人工除銹法等?？筛鶕?jù)設(shè)計(jì)抗滑移系數(shù)的要求選擇工除銹法等?？筛鶕?jù)設(shè)計(jì)抗滑移系數(shù)的要求選擇處理工藝，抗滑移系數(shù)必須處理工藝，抗滑移系數(shù)必須滿足設(shè)計(jì)要求滿足設(shè)計(jì)要求。 (3)經(jīng)表面處理后的高強(qiáng)度螺栓連接摩擦面應(yīng)符合以經(jīng)表面處理后的高強(qiáng)度螺栓連接摩擦面應(yīng)符合以

10、下規(guī)定：下規(guī)定： A:連接摩擦面保持干燥、清潔，不應(yīng)有飛邊、毛連接摩擦面保持干燥、清潔，不應(yīng)有飛邊、毛刺、焊接飛濺物、焊疤、氧化鐵皮、污垢等；刺、焊接飛濺物、焊疤、氧化鐵皮、污垢等； B:經(jīng)處理后的摩擦面采取保護(hù)措施不得在摩擦經(jīng)處理后的摩擦面采取保護(hù)措施不得在摩擦面上作標(biāo)記；面上作標(biāo)記； C:若摩擦面采用生銹處理方法時(shí)，安裝前應(yīng)以細(xì)若摩擦面采用生銹處理方法時(shí)，安裝前應(yīng)以細(xì)鋼絲刷垂直于構(gòu)件受力方向刷除摩擦面上的浮銹。鋼絲刷垂直于構(gòu)件受力方向刷除摩擦面上的浮銹。 D:高強(qiáng)度大六角頭螺栓連接副由一個(gè)螺栓、一高強(qiáng)度大六角頭螺栓連接副由一個(gè)螺栓、一個(gè)螺母和兩個(gè)墊圈組成，扭剪型高強(qiáng)度螺栓連個(gè)螺母和兩個(gè)墊圈

11、組成，扭剪型高強(qiáng)度螺栓連接副由一個(gè)螺栓、一個(gè)螺母和一個(gè)墊圈組成。接副由一個(gè)螺栓、一個(gè)螺母和一個(gè)墊圈組成。 E:安裝環(huán)境氣溫安裝環(huán)境氣溫不宜低于不宜低于-10C。當(dāng)摩擦面潮。當(dāng)摩擦面潮濕或暴露于雨雪中時(shí)，停止作業(yè)。濕或暴露于雨雪中時(shí)，停止作業(yè)。 F:高強(qiáng)度螺栓安裝時(shí)應(yīng)先使用安裝螺栓和沖釘。高強(qiáng)度螺栓安裝時(shí)應(yīng)先使用安裝螺栓和沖釘。安裝螺栓和沖釘?shù)臄?shù)量要保證能承受構(gòu)件的自安裝螺栓和沖釘?shù)臄?shù)量要保證能承受構(gòu)件的自重和連接校正時(shí)外力的作用，規(guī)定每個(gè)節(jié)點(diǎn)安重和連接校正時(shí)外力的作用，規(guī)定每個(gè)節(jié)點(diǎn)安裝的最少個(gè)數(shù)是為了防止連接后構(gòu)件位置偏移，裝的最少個(gè)數(shù)是為了防止連接后構(gòu)件位置偏移，同時(shí)限制沖釘用量。同時(shí)限制沖

12、釘用量。高強(qiáng)度螺栓不得兼做安裝高強(qiáng)度螺栓不得兼做安裝螺栓螺栓。 G:高強(qiáng)度螺栓現(xiàn)場安裝時(shí)應(yīng)高強(qiáng)度螺栓現(xiàn)場安裝時(shí)應(yīng)能自由穿入螺栓孔能自由穿入螺栓孔，不得強(qiáng)行穿入。若螺栓不能自由穿入時(shí)，可采用不得強(qiáng)行穿入。若螺栓不能自由穿入時(shí)，可采用鉸刀或銼刀修整螺栓孔不得采用氣割擴(kuò)孔，擴(kuò)鉸刀或銼刀修整螺栓孔不得采用氣割擴(kuò)孔，擴(kuò)孔數(shù)量應(yīng)征得設(shè)計(jì)同意，修整后或擴(kuò)孔后的孔徑孔數(shù)量應(yīng)征得設(shè)計(jì)同意，修整后或擴(kuò)孔后的孔徑不應(yīng)超過不應(yīng)超過12倍螺栓直徑。倍螺栓直徑。 H:高強(qiáng)度螺栓高強(qiáng)度螺栓超擰應(yīng)更換超擰應(yīng)更換，并廢棄換下來的螺栓，并廢棄換下來的螺栓，不得重復(fù)使用。嚴(yán)禁用火焰或電焊切割高強(qiáng)度螺不得重復(fù)使用。嚴(yán)禁用火焰或電焊切

13、割高強(qiáng)度螺栓梅花頭。栓梅花頭。 I:高強(qiáng)度螺栓長度應(yīng)以螺栓連接副終擰后外露高強(qiáng)度螺栓長度應(yīng)以螺栓連接副終擰后外露23扣絲為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，應(yīng)在構(gòu)件安裝精度調(diào)整后進(jìn)行扣絲為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，應(yīng)在構(gòu)件安裝精度調(diào)整后進(jìn)行擰緊。扭剪型高強(qiáng)度螺栓終擰檢查，擰緊。扭剪型高強(qiáng)度螺栓終擰檢查，以目測尾部以目測尾部梅花頭擰斷為合格。梅花頭擰斷為合格。 J:高強(qiáng)度大六角頭螺栓連接副施擰可采用扭矩法高強(qiáng)度大六角頭螺栓連接副施擰可采用扭矩法或轉(zhuǎn)角法。同一接頭中，高強(qiáng)度螺栓連接副的或轉(zhuǎn)角法。同一接頭中，高強(qiáng)度螺栓連接副的初初擰、復(fù)擰、終擰應(yīng)在擰、復(fù)擰、終擰應(yīng)在24h內(nèi)完成內(nèi)完成。高強(qiáng)度螺栓連接。高強(qiáng)度螺栓連接副初擰、復(fù)擰和終擰原則上

14、應(yīng)以接頭剛度較大的副初擰、復(fù)擰和終擰原則上應(yīng)以接頭剛度較大的部位向約束較小的方向、螺栓群中央向四周的順部位向約束較小的方向、螺栓群中央向四周的順序進(jìn)行。序進(jìn)行。 K:高強(qiáng)度螺栓和焊接并用的連接節(jié)點(diǎn)，當(dāng)設(shè)計(jì)文高強(qiáng)度螺栓和焊接并用的連接節(jié)點(diǎn)，當(dāng)設(shè)計(jì)文件無規(guī)定時(shí)，宜按先螺栓緊固后焊接的施工順序。件無規(guī)定時(shí)，宜按先螺栓緊固后焊接的施工順序。 (4) 高強(qiáng)度六角頭螺栓高強(qiáng)度六角頭螺栓 ：等級：等級 8.8S和和10.9S 一個(gè)連接副：一個(gè)連接副：一個(gè)螺栓、一個(gè)螺母和兩一個(gè)螺栓、一個(gè)螺母和兩 個(gè)墊圈。同批連接副扭矩系數(shù)平均值個(gè)墊圈。同批連接副扭矩系數(shù)平均值為為 0.110-0.150，標(biāo)準(zhǔn)偏差不大于，標(biāo)準(zhǔn)

15、偏差不大于0.010。 扭矩系數(shù)計(jì)算扭矩系數(shù)計(jì)算 K=M/Pd禁錮時(shí)軸力控制：禁錮時(shí)軸力控制：表表6-7（5）扭剪型高強(qiáng)度螺栓）扭剪型高強(qiáng)度螺栓 一個(gè)連接副：一個(gè)連接副：一個(gè)螺栓、一個(gè)螺母和一個(gè)墊圈一個(gè)螺栓、一個(gè)螺母和一個(gè)墊圈 適用于摩擦型連接的鋼結(jié)構(gòu)。緊固軸力表適用于摩擦型連接的鋼結(jié)構(gòu)。緊固軸力表6-8（6） 高強(qiáng)度螺栓的施工高強(qiáng)度螺栓的施工 a、施工工具、施工工具 手動(dòng)扭力扳手：指針式、音響式、扭剪式手動(dòng)扭力扳手：指針式、音響式、扭剪式 圖圖6-8 b、電動(dòng)扳手、電動(dòng)扳手 C、施工、施工施工程序施工程序 圖圖6-9施工的質(zhì)量保證施工的質(zhì)量保證 螺栓的保管：包裝、運(yùn)輸、現(xiàn)場管理，防止扭矩螺栓的保管：包裝、運(yùn)輸、現(xiàn)場管理，防止扭矩 系數(shù)發(fā)生變化。系數(shù)發(fā)生變化。 施工質(zhì)量檢驗(yàn)施工質(zhì)量檢驗(yàn) 檢驗(yàn)取樣：隨機(jī)取樣（施工前）檢驗(yàn)取樣：隨機(jī)取樣（施工前）-扭矩系數(shù)平扭矩系數(shù)平 均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。 緊固前檢查緊固前檢