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1、土木工程施工土木工程施工土木工程施工章节义邵阳学院房屋建筑方向杨宗耀16章节钢结构工程 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望土木工程施工土木工程施工第第1616讲讲 钢结构工程钢结构工程 【教学要求教学要求】了解钢结构构件工厂制作的工艺过程了解钢结构构件工厂制作的工艺过程;了解了解钢结构常用焊接方法、特点及适用范围，熟悉手工电钢结构常用焊接方法、特点及适用范围，熟悉手工电弧焊施工要点；弧焊施工要点；了解钢结构紧固件连接方法、特点及适用了解钢结构紧固件连接
2、方法、特点及适用范围，范围，熟悉高强螺栓施工要点；了解单层钢结构安装的一熟悉高强螺栓施工要点；了解单层钢结构安装的一般方法。般方法。【教学重点教学重点】构件工厂制作的工艺过程；钢结构常构件工厂制作的工艺过程；钢结构常用连接方法、种类及施工要点用连接方法、种类及施工要点。【教学难点教学难点】手工电弧焊施工要点、高强螺栓施工要手工电弧焊施工要点、高强螺栓施工要点点。【时间安排时间安排】本章共本章共1讲、讲、2学时。学时。土木工程施工土木工程施工概概 述述 钢结构是指以钢铁为基材，经机械加工组装而成的结构。建筑钢结构是指以钢铁为基材，经机械加工组装而成的结构。建筑钢结构仅限于钢结构仅限于工业厂房、高
3、层建筑、塔桅结构、桥梁工业厂房、高层建筑、塔桅结构、桥梁等。等。钢结构具有钢结构具有强度高、结构轻、施工周期短强度高、结构轻、施工周期短和和精度高精度高等特点，在等特点，在建筑、桥梁等土木工程中被广泛采用。建筑、桥梁等土木工程中被广泛采用。单层厂房钢结构体系单层厂房钢结构体系 “鸟巢鸟巢”的钢结构造型的钢结构造型第第1616讲讲 钢结构工程钢结构工程共共6363页页 第第1 1页页土木工程施工土木工程施工 用作钢结构用作钢结构的钢材有钢板、的钢材有钢板、钢带、型钢钢带、型钢(工工字钢、槽钢、角字钢、槽钢、角钢钢)、钢管和钢、钢管和钢铸件等。铸件等。钢钢 带带 工字钢工字钢钢钢 板板 槽钢及角钢
4、槽钢及角钢 钢钢 管管概述概述共共6363页页 第第2 2页页土木工程施工土木工程施工钢材的进场验收钢材的进场验收 质量证明文件：质量证明文件：钢材钢材进场应有随货同行的进场应有随货同行的质量合格证明质量合格证明文件文件，进口钢材应有，进口钢材应有国家商检部门的复验报告国家商检部门的复验报告；外观检查：外观检查：钢材端边或断口处不应有钢材端边或断口处不应有分层、夹渣分层、夹渣等缺陷等缺陷;钢材表面有钢材表面有锈蚀、麻点锈蚀、麻点或或划痕划痕等缺陷时，其深度不得大于等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚该钢材厚度允许偏差值度允许偏差值的的1/2，且，且锈蚀等级应在锈蚀等级应在C级及级及C级以上级以上。
5、允许偏差抽查：允许偏差抽查：钢板抽查钢板抽查厚度厚度，型钢抽查，型钢抽查规格尺寸规格尺寸，每，每一品种、规格各抽查一品种、规格各抽查5处。处。抽样复验：抽样复验：国外进口钢材、钢材混批、板厚国外进口钢材、钢材混批、板厚40mm且有且有Z向性能要求的厚板、结构安全等级为一级大跨度结构中主要受力构向性能要求的厚板、结构安全等级为一级大跨度结构中主要受力构件采用的钢材、设计有复验要求的钢材、对质量有疑义的钢材应进件采用的钢材、设计有复验要求的钢材、对质量有疑义的钢材应进行抽样复验。行抽样复验。概述概述共共6363页页 第第3 3页页土木工程施工土木工程施工1 构件制作构件制作 钢结构构件制作一般在工
6、厂进行，包括钢结构构件制作一般在工厂进行，包括放样、号料、放样、号料、切割下料、边缘加工、弯卷成型、折边、矫正切割下料、边缘加工、弯卷成型、折边、矫正和和防腐与涂防腐与涂饰饰等工艺过程。等工艺过程。第第1616讲讲 钢结构工程钢结构工程箱型柱箱型柱 吊车梁吊车梁钢管柱钢管柱 钢钢桁桁架架 格格构构式式管管柱柱 共共6363页页 第第4 4页页土木工程施工土木工程施工H型钢型钢C型钢型钢Z型钢型钢蜂窝梁蜂窝梁钢楼承板钢楼承板彩色压型钢板彩色压型钢板自然通风器自然通风器预预埋埋锚锚栓栓1 1 构件制作构件制作轻钢结构的构件轻钢结构的构件共共6363页页 第第5 5页页土木工程施工土木工程施工1.1
7、 放样与号料放样与号料 根据产品施工详图或零、部件图样要求的形状和尺寸，根据产品施工详图或零、部件图样要求的形状和尺寸，按按1:1的比例的比例把产品或零、部件的实体把产品或零、部件的实体画在放样台或平板画在放样台或平板上，求取实长并制成样板上，求取实长并制成样板的过程。的过程。1.1.1 放样放样 对复杂的壳体零、部件，还需作图展开。有条件时应对复杂的壳体零、部件，还需作图展开。有条件时应采用计算机辅助设计。采用计算机辅助设计。1 1 构件制作构件制作1.1.2 号料号料 根据样板在根据样板在钢材上画出构件钢材上画出构件的实样，的实样，并并打上各种加工记号打上各种加工记号，为钢材的切割下料作准
8、备为钢材的切割下料作准备。工人在号料工人在号料共共6363页页 第第6 6页页土木工程施工土木工程施工1.2 切割下料切割下料 切割是将放样和号料的零件形状从原材料上进行切割是将放样和号料的零件形状从原材料上进行下料下料分离分离。常用的切割方法有：常用的切割方法有：气割、机械剪切气割、机械剪切和和等离子切割等离子切割三种方法。三种方法。1.2.1 气割下料气割下料 利用氧气与可燃气体混合产生的预热火焰利用氧气与可燃气体混合产生的预热火焰加热金属表加热金属表面面达达到燃烧温度并使金属发生剧烈的氧化，放出大量到燃烧温度并使金属发生剧烈的氧化，放出大量的热的热促使下层金属也自行燃烧，同时通以促使下层
9、金属也自行燃烧，同时通以高压氧气射流高压氧气射流，将氧将氧化物吹除而形成一条狭小而整齐的割缝化物吹除而形成一条狭小而整齐的割缝。气割法有气割法有手动气割手动气割、半自动气割半自动气割和和自动气割自动气割。手动气。手动气割割缝宽度为割割缝宽度为4mm，自动气割割缝宽度为，自动气割割缝宽度为3mm。1 1 构件制作构件制作共共6363页页 第第7 7页页土木工程施工土木工程施工 气割法设备灵活、费用低廉、精度高，气割法设备灵活、费用低廉、精度高，能切割能切割各种厚度各种厚度的钢材，尤其是的钢材，尤其是带曲线带曲线的的零件或厚钢板，是目前使用零件或厚钢板，是目前使用最广泛最广泛的切割的切割方法。方法
10、。气割下料气割下料 CNC电脑切割生产线电脑切割生产线直直线线气气割割机机1.21.2 切割下料切割下料共共6363页页 第第8 8页页土木工程施工土木工程施工1.2.2 机械剪切下料机械剪切下料 通过冲剪、切削、磨擦等机械通过冲剪、切削、磨擦等机械来实现。来实现。冲剪切割：冲剪切割：当钢板厚度当钢板厚度 12cm时，采用剪板机、联合冲剪时，采用剪板机、联合冲剪机切割钢材，速度快、效率高，但机切割钢材，速度快、效率高，但切口略粗糙。切口略粗糙。切削切削切割：切割：采用弓锯床、采用弓锯床、带锯机等切削钢材，精度较好。带锯机等切削钢材，精度较好。磨擦磨擦切割：切割：采用磨擦锯采用磨擦锯床、砂轮切割
11、机等切割钢材，速度床、砂轮切割机等切割钢材，速度快、但切口不够光洁、噪声大。快、但切口不够光洁、噪声大。液液压压联联合合冲冲剪剪机机 锯锯 床床1.21.2 切割下料切割下料共共6363页页 第第9 9页页土木工程施工土木工程施工 利用高温高速的利用高温高速的等离子焰流等离子焰流将切口处金属及其氧化物将切口处金属及其氧化物熔化并吹掉来完成切割熔化并吹掉来完成切割，能切割任何金属，特别是熔点较，能切割任何金属，特别是熔点较高的不锈钢及有色金属铝、铜等。高的不锈钢及有色金属铝、铜等。1.2.3 等离子切割下料等离子切割下料等离子切割机等离子切割机 数控等离子切割机数控等离子切割机 1.21.2 切
12、割下料切割下料共共6363页页 第第1010页页土木工程施工土木工程施工1.3 构件加工构件加工 对于尺寸精度要求高的腹板、翼缘板、加劲板、支座对于尺寸精度要求高的腹板、翼缘板、加劲板、支座支撑面和有技术要求的焊接坡口，需要对剪切或气割过的支撑面和有技术要求的焊接坡口，需要对剪切或气割过的钢板边缘进行加工。钢板边缘进行加工。1.3.1 边缘加工边缘加工 边缘加工方法有：边缘加工方法有：铲边、刨边、铣边铲边、刨边、铣边和和碳弧气刨边碳弧气刨边。钢板铣边机钢板铣边机 端面铣端面铣 滚剪倒角滚剪倒角(坡口坡口)机机1 1 构件制作构件制作共共6363页页 第第1111页页土木工程施工土木工程施工1.
13、3.2 弯卷成型弯卷成型 钢板卷曲是通过钢板卷曲是通过旋转辊轴旋转辊轴对板料进行连续三点弯曲所形成的。对板料进行连续三点弯曲所形成的。钢板卷曲包括钢板卷曲包括预弯、对中预弯、对中和和卷曲卷曲三个过程。三个过程。钢板卷曲钢板卷曲 预弯：预弯：钢板在卷板机上卷曲时，两端边缘总有卷不到的部钢板在卷板机上卷曲时，两端边缘总有卷不到的部份，即剩余直边。通过预弯份，即剩余直边。通过预弯消除剩余直边消除剩余直边。对中：对中：为防止钢板在卷板机上卷曲时发生歪扭，应将钢板为防止钢板在卷板机上卷曲时发生歪扭，应将钢板对中，使钢板的纵向中心线与滚筒轴线保持严格的平行。对中，使钢板的纵向中心线与滚筒轴线保持严格的平行
14、。卷曲：卷曲：对中后，对中后，利用调节辊筒的位置使钢利用调节辊筒的位置使钢板发生初步的弯曲，然后板发生初步的弯曲，然后来回滚动而卷曲。来回滚动而卷曲。钢钢板板卷卷曲曲1.31.3 构件加工构件加工共共6363页页 第第1212页页土木工程施工土木工程施工 型钢弯曲：型钢弯曲：型钢弯曲时断面会发生型钢弯曲时断面会发生畸变，弯曲半径越小，则畸变越大。应控制型畸变，弯曲半径越小，则畸变越大。应控制型钢的最小弯曲半径。钢的最小弯曲半径。构件的曲率半径较大，宜采用构件的曲率半径较大，宜采用冷弯冷弯；构件的曲率半径较小，宜采用构件的曲率半径较小，宜采用热弯热弯。型材弯曲型材弯曲 钢管弯曲：钢管弯曲：在自由
15、状态下弯曲时截面会变形，外侧管壁在自由状态下弯曲时截面会变形，外侧管壁会减薄，内侧管壁会增厚。会减薄，内侧管壁会增厚。弯制方法：弯制方法：管中加入填充物管中加入填充物(砂砂)或穿入芯棒进行弯曲；或用滚或穿入芯棒进行弯曲；或用滚轮和滑槽在管外进行弯曲。轮和滑槽在管外进行弯曲。弯曲半径：弯曲半径：管径的管径的 3.5倍倍(热弯热弯)到到4倍倍(冷弯冷弯)。型材弯曲机型材弯曲机全自动弯管机全自动弯管机1.31.3 构件加工构件加工共共6363页页 第第1313页页土木工程施工土木工程施工 把构件的边缘压弯成倾角或一定形把构件的边缘压弯成倾角或一定形状的操作过程称为折边。状的操作过程称为折边。折边可提
16、高构折边可提高构件的强度和刚度。件的强度和刚度。弯曲折边利用弯曲折边利用折边机折边机进行。进行。折边折边 包括铆钉孔、螺栓孔，可钻可冲。包括铆钉孔、螺栓孔，可钻可冲。钻孔钻孔用钻孔机进行，能用于钢板、型钢用钻孔机进行，能用于钢板、型钢的孔加工；的孔加工；冲孔冲孔用冲孔机用冲孔机进行，一般只进行，一般只能在较薄的能在较薄的钢板、型钢上冲孔，且孔径钢板、型钢上冲孔，且孔径一般一般 钢材的厚度。施工现场的制孔可钢材的厚度。施工现场的制孔可用电钻、风钻等加工。用电钻、风钻等加工。制孔制孔液压板料折弯机液压板料折弯机数控三维钻孔机数控三维钻孔机1.31.3 构件加工构件加工共共6363页页 第第1414
17、页页土木工程施工土木工程施工1.3.3 构件矫正构件矫正 钢材在存放、运输、吊运和加工成型过程中会变形钢材在存放、运输、吊运和加工成型过程中会变形,必须对不必须对不符合技术标准的钢材、构件进行矫正。符合技术标准的钢材、构件进行矫正。钢结构的矫正，是钢结构的矫正，是通过外力通过外力或加热作用迫使钢材反变形，或加热作用迫使钢材反变形，使钢材或构件达到技术标准要求的使钢材或构件达到技术标准要求的平平直或几何形状直或几何形状。矫正的方法：矫正的方法：火焰矫正火焰矫正(亦称热矫正亦称热矫正)、机械矫正机械矫正和和手手工矫正工矫正(亦称冷矫正亦称冷矫正)。1.31.3 构件加工构件加工板材矫正机板材矫正机
18、 H型钢翼缘矫正机型钢翼缘矫正机 钢管矫直机钢管矫直机共共6363页页 第第1515页页土木工程施工土木工程施工 利用火焰对钢材进行利用火焰对钢材进行局部加热局部加热，被加热处理的金属由，被加热处理的金属由于膨胀受阻而产生压缩塑性变形，使较长的金属纤维冷却于膨胀受阻而产生压缩塑性变形，使较长的金属纤维冷却后缩短而完成的。后缩短而完成的。火焰矫正火焰矫正 影响矫正效果的因素：影响矫正效果的因素：火焰加热位置、加热的形式火焰加热位置、加热的形式、加热的温度加热的温度。火焰火焰矫正矫正加热的温度加热的温度：对于低碳钢和普通低合金钢对于低碳钢和普通低合金钢为为6008000C。火火焰焰矫矫正正1.31
19、.3 构件加工构件加工共共6363页页 第第1616页页土木工程施工土木工程施工 是通过是通过专用专用矫正机矫正机使用权弯曲的钢材在外力作用下产生过量的使用权弯曲的钢材在外力作用下产生过量的塑性变形，以达到平直的目的。塑性变形，以达到平直的目的。机械矫正机械矫正 拉伸机拉伸机矫正：矫正：用于薄板扭曲、型钢扭曲、钢管、带钢、线材等用于薄板扭曲、型钢扭曲、钢管、带钢、线材等的矫正。的矫正。压力机压力机矫正：矫正：用于板材、钢管和型钢的矫正。用于板材、钢管和型钢的矫正。多辊多辊矫正矫正机机：用于型材、板材等的矫正。用于型材、板材等的矫正。液压矫正机液压矫正机 多辊矫正机矫正板材多辊矫正机矫正板材1.
20、31.3 构件加工构件加工共共6363页页 第第1717页页土木工程施工土木工程施工 采用采用锤击锤击的方的方法进行，操作简单法进行，操作简单灵活。由于灵活。由于矫正力矫正力小、劳动强度大、小、劳动强度大、效率低而用于矫正效率低而用于矫正尺寸较小的钢材，尺寸较小的钢材，或矫正设备不便于或矫正设备不便于使用时采用。使用时采用。手工矫正手工矫正锤击法锤击法-钢板焊接应力变形校正钢板焊接应力变形校正1.31.3 构件加工构件加工共共6363页页 第第1818页页土木工程施工土木工程施工1.4.1 钢材的除锈钢材的除锈 钢结构的防腐与涂饰包括钢结构的防腐与涂饰包括普通涂料涂装普通涂料涂装和和防火涂料涂
21、装防火涂料涂装。涂装。涂装前，钢材表面应前，钢材表面应除锈除锈。1.4 除锈、除锈、防腐与涂饰防腐与涂饰 钢材除锈方法有：钢材除锈方法有：喷砂、抛丸喷砂、抛丸、酸洗以及钢丝刷人工除酸洗以及钢丝刷人工除锈锈、现场砂轮打磨现场砂轮打磨等等。抛丸除锈抛丸除锈是最理想的除锈方式是最理想的除锈方式。喷喷砂砂除除锈锈抛抛丸丸机机除除锈锈1 1 构件制作构件制作共共6363页页 第第1919页页土木工程施工土木工程施工1.4.2 防腐与涂饰防腐与涂饰 施涂的方法有施涂的方法有刷涂法刷涂法(油性基料的涂料油性基料的涂料)和和喷涂法喷涂法(快快干性和挥发性强的涂料干性和挥发性强的涂料)普通涂料的涂装遍数、涂层厚
22、度应符合设计要求，钢材表面不普通涂料的涂装遍数、涂层厚度应符合设计要求，钢材表面不应误涂、漏涂，涂层应均匀，无明显皱皮、流坠、针眼、气泡及脱应误涂、漏涂，涂层应均匀，无明显皱皮、流坠、针眼、气泡及脱皮和返锈等。防火涂料的涂层厚度应符合皮和返锈等。防火涂料的涂层厚度应符合耐火极限的设计要求耐火极限的设计要求。喷喷涂涂法法进进行行涂涂装装1.41.4 除锈、防腐与涂饰除锈、防腐与涂饰共共6363页页 第第2020页页土木工程施工土木工程施工2 连接与拼装连接与拼装 钢构件的连接钢构件的连接方法有方法有焊接焊接、紧固紧固件连接件连接(螺栓连接、螺栓连接、射钉、自攻钉、拉射钉、自攻钉、拉铆钉铆钉)及及
23、铆接铆接三种。三种。第第1616讲讲 钢结构工程钢结构工程广州电视塔外筒广州电视塔外筒 南京大胜关长江大桥南京大胜关长江大桥钢结构焊接施工钢结构焊接施工 高强螺栓连接施工高强螺栓连接施工 铆接连接铆接连接共共6363页页 第第2121页页土木工程施工土木工程施工2.1 钢结构构件焊接钢结构构件焊接焊接方法焊接方法特特 点点适用范围适用范围手手工工焊焊交流焊机交流焊机设备简易设备简易,操作灵活操作灵活,可进行各种可进行各种位置的焊接位置的焊接普通钢结构普通钢结构直流焊机直流焊机 焊接电流稳定焊接电流稳定,适用于各种焊条适用于各种焊条要求较高的钢结构要求较高的钢结构埋弧自动焊埋弧自动焊生产效率高生
24、产效率高,焊接质量好焊接质量好,表面成表面成型光滑美观型光滑美观,操作容易操作容易,焊接时无焊接时无弧光弧光,有害气体少有害气体少长度较长的对接长度较长的对接或贴角焊缝或贴角焊缝埋弧埋弧半自动焊半自动焊与埋弧自动焊基本相同与埋弧自动焊基本相同,但操作较但操作较灵活灵活长度较短、长度较短、弯曲焊缝弯曲焊缝CO2气体气体保护焊保护焊生产效率高生产效率高,焊接质量好焊接质量好,成本低成本低,易于自动化易于自动化,可进行全位置焊接可进行全位置焊接用于薄钢板用于薄钢板钢结构常用钢结构常用焊接方法、特点及适用范围焊接方法、特点及适用范围2 2 连接与拼装连接与拼装共共6363页页 第第2222页页土木工程
25、施工土木工程施工2.1.1 手工电弧焊手工电弧焊 焊条：焊条：焊条供手工电弧焊用，焊条供手工电弧焊用，由焊芯和药皮组成。焊条的表示方法由焊芯和药皮组成。焊条的表示方法(如如E4303、E5015)：“E”代表焊条，代表焊条，前两位前两位“43”、“50”表示焊缝金属的表示焊缝金属的抗拉强度等级抗拉强度等级(430、500N/mm2)，第三，第三位数字代表焊接的位置，最后一位数表位数字代表焊接的位置，最后一位数表示适用电源种类及药皮类型。示适用电源种类及药皮类型。又称焊条电弧焊又称焊条电弧焊：是最普遍的是最普遍的熔化焊熔化焊焊接方法，它是利用电弧焊接方法，它是利用电弧产生的高温、高热量进行焊接的
26、。产生的高温、高热量进行焊接的。电焊机：电焊机：主要有主要有交流弧焊机、交流弧焊机、直流弧焊机直流弧焊机。交交流流弧弧焊焊机机直流弧焊机直流弧焊机 焊焊 条条2.12.1 钢结构构件焊接钢结构构件焊接共共6363页页 第第2323页页土木工程施工土木工程施工 焊接接头与坡口焊接接头与坡口 为确保焊为确保焊件能焊透，必件能焊透，必须开一定形状须开一定形状的坡口。的坡口。焊接前根据焊接部位的形状、尺寸、焊接前根据焊接部位的形状、尺寸、受力的不同，选择受力的不同，选择 合适的接头类型。合适的接头类型。常见的接头型式有常见的接头型式有 对接、搭接、丁字对接、搭接、丁字 接接和和角接角接等。等。常见的接
27、头型式常见的接头型式对接接头的坡口型式对接接头的坡口型式2.12.1 钢结构构件焊接钢结构构件焊接共共6363页页 第第2424页页土木工程施工土木工程施工 焊接工艺参数的选择焊接工艺参数的选择 手工电弧焊的焊接工艺参数有：手工电弧焊的焊接工艺参数有：焊条直径、焊接电流、焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接层数、电源种类及极性电弧电压、焊接层数、电源种类及极性等。等。焊条直径焊条直径根据根据焊件厚度、接头形式、焊缝位置焊件厚度、接头形式、焊缝位置和和焊接层次焊接层次来选择。来选择。焊接电流焊接电流根据焊条的类型、直径、焊件的厚度、根据焊条的类型、直径、焊件的厚度、接头形式、焊缝空间位置等因素来考
28、虑。其中接头形式、焊缝空间位置等因素来考虑。其中焊条直径和焊条直径和焊缝空间位置最为关键焊缝空间位置最为关键。电弧电压电弧电压根据电源特性，由根据电源特性，由焊接电流决定相应的焊接电流决定相应的电弧电压电弧电压。此外电弧电压还与电弧长有关。此外电弧电压还与电弧长有关。2.12.1 钢结构构件焊接钢结构构件焊接共共6363页页 第第2525页页土木工程施工土木工程施工 焊接层数焊接层数视焊件的厚度而定。除薄板外，一般都采用视焊件的厚度而定。除薄板外，一般都采用多多层焊层焊。每层焊缝的厚度过大，对焊缝。每层焊缝的厚度过大，对焊缝 金属的塑性有不利影响，施工中每层金属的塑性有不利影响，施工中每层 焊
29、缝的厚度不应大于焊缝的厚度不应大于45mm。多层焊的焊缝和焊接顺序多层焊的焊缝和焊接顺序 有有平焊、立焊、横焊平焊、立焊、横焊和和仰焊仰焊四种。平焊易操作，劳动条件好，四种。平焊易操作，劳动条件好，生产率高，焊缝生产率高，焊缝 质量易保证。立质量易保证。立 焊、横焊和仰焊焊、横焊和仰焊 时施焊困难，应时施焊困难，应 尽量避免。尽量避免。焊缝的空间位置焊缝的空间位置焊缝的空间位置焊缝的空间位置2.12.1 钢结构构件焊接钢结构构件焊接共共6363页页 第第2626页页土木工程施工土木工程施工 焊接准备焊接准备 碰击法碰击法将焊条垂直于焊件将焊条垂直于焊件进行碰击，然后迅速保持一定距离；进行碰击，
30、然后迅速保持一定距离；划擦法划擦法将焊条端头轻轻划将焊条端头轻轻划过焊件，然后迅速保持一定距离。过焊件，然后迅速保持一定距离。严禁在焊缝区以外的母材上打火严禁在焊缝区以外的母材上打火引弧。引弧。包括包括坡口制备、焊口清理、坡口制备、焊口清理、焊条烘干、预热、预变形焊条烘干、预热、预变形及及高强高强度钢切割表面探伤度钢切割表面探伤等。等。引引 弧弧引弧方法引弧方法钢管打坡口钢管打坡口2.12.1 钢结构构件焊接钢结构构件焊接共共6363页页 第第2727页页土木工程施工土木工程施工 运条方法运条方法 沿其中心线向下送进沿其中心线向下送进焊条被电弧熔化变短，焊条被电弧熔化变短，为保持弧长，须使焊条
31、沿其中心线向下送进，以防止断弧；为保持弧长，须使焊条沿其中心线向下送进，以防止断弧；焊条运条有三个运条方向，三个方向的动作应密切配焊条运条有三个运条方向，三个方向的动作应密切配合。合。沿焊缝方向移动沿焊缝方向移动为形成为形成线形焊缝，焊条要沿焊缝方向移动，线形焊缝，焊条要沿焊缝方向移动，移动速度应适当；移动速度应适当；横向摆动横向摆动为获得一定宽为获得一定宽度的焊缝，焊条必须横向摆动。度的焊缝，焊条必须横向摆动。平焊焊条角度平焊焊条角度和运条基本动作和运条基本动作2.12.1 钢结构构件焊接钢结构构件焊接共共6363页页 第第2828页页土木工程施工土木工程施工2.1.2 埋弧自动焊埋弧自动焊
32、 埋弧自动焊的优点埋弧自动焊的优点是：生产效率是：生产效率高、焊缝质量好、节约钢材和电能、高、焊缝质量好、节约钢材和电能、改善了劳动条件。改善了劳动条件。埋弧自动焊的缺点埋弧自动焊的缺点是：适应能力是：适应能力差，只能在水平位置焊接长直焊缝或差，只能在水平位置焊接长直焊缝或大直径的环焊缝。大直径的环焊缝。埋弧焊时焊缝的形成埋弧焊时焊缝的形成 埋弧自动焊的焊接过程埋弧自动焊的焊接过程 埋弧自动焊机埋弧自动焊机电脑自动埋弧焊生产线电脑自动埋弧焊生产线2.12.1 钢结构构件焊接钢结构构件焊接共共6363页页 第第2929页页土木工程施工土木工程施工2.1.3 CO2气体保护焊气体保护焊 二氧化碳二
33、氧化碳气体保护焊施焊时焊缝被保护，故焊缝金属纯度高、气体保护焊施焊时焊缝被保护，故焊缝金属纯度高、性能好；焊接加热集中，焊件变形小；电弧稳定性好，在小电流时性能好；焊接加热集中，焊件变形小；电弧稳定性好，在小电流时电弧也能稳定燃烧，是一种电弧也能稳定燃烧，是一种高效率，低成本高效率，低成本的焊接方法。的焊接方法。缺点缺点是：是：焊缝熔深浅，只适合于焊接焊缝熔深浅，只适合于焊接 6mm薄板。薄板。逆变逆变CO2气体保护焊机气体保护焊机 CO2气体保护焊气体保护焊 CO2气体保护焊丝气体保护焊丝2.12.1 钢结构构件焊接钢结构构件焊接共共6363页页 第第3030页页土木工程施工土木工程施工2.
34、2 紧固件连接紧固件连接 包括包括普通螺栓、高强度螺栓、普通螺栓、高强度螺栓、射钉、自攻钉、拉铆钉射钉、自攻钉、拉铆钉的紧固连接的紧固连接。连接连接螺栓分为螺栓分为8级，即级，即3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、10.9S(如如5.6S表示抗拉强度为表示抗拉强度为500MPa,屈强屈强比为比为60%)，其中后两级为，其中后两级为高强度螺栓高强度螺栓，其余为，其余为普通螺栓普通螺栓。钢钢柱柱与与基基础础的的地地脚脚螺螺栓栓连连接接梁梁柱柱节节点点的的螺螺栓栓连连接接共共6363页页 第第3131页页土木工程施工土木工程施工2.2.1 普通螺栓连接普通螺栓连接普通螺栓按外形有
35、：普通螺栓按外形有：六角螺栓、双头螺栓和地脚螺栓。六角螺栓、双头螺栓和地脚螺栓。六角螺栓：六角螺栓：按质量和产品等级分为按质量和产品等级分为A、B、C三种。三种。A级螺栓级螺栓精制螺栓；精制螺栓；B级螺栓级螺栓半精制螺栓；半精制螺栓；C级螺栓级螺栓粗制螺栓。粗制螺栓。普通螺栓的种类和用途普通螺栓的种类和用途A、B级螺栓级螺栓适用于连接部位需传适用于连接部位需传递较大剪力的递较大剪力的重要结构的安装重要结构的安装，C级螺级螺栓栓适用于钢结构安装中的适用于钢结构安装中的临时固定临时固定。六角螺栓六角螺栓2.22.2 紧固件连接紧固件连接共共6363页页 第第3232页页土木工程施工土木工程施工 双
36、头螺栓：双头螺栓：又称又称螺柱螺柱，多用于连接厚板或不方便使用六角多用于连接厚板或不方便使用六角螺栓连接的地方，如砼屋架、屋面螺栓连接的地方，如砼屋架、屋面梁悬挂单轨梁吊挂件等。梁悬挂单轨梁吊挂件等。地脚螺栓：地脚螺栓：分为分为一般地脚螺栓、直角地脚螺栓、锤头螺一般地脚螺栓、直角地脚螺栓、锤头螺栓栓和和锚固地脚螺栓锚固地脚螺栓，一般地脚螺栓、直角地脚螺栓和锤头螺栓是一般地脚螺栓、直角地脚螺栓和锤头螺栓是在在砼浇筑前预埋在基础之中，用以固定钢柱砼浇筑前预埋在基础之中，用以固定钢柱；锚固地脚螺栓是锚固地脚螺栓是在已成在已成型砼基础上经钻机成孔后，再安装、灌浆固定型砼基础上经钻机成孔后，再安装、灌浆
37、固定的一种的一种地脚螺栓。地脚螺栓。双头螺栓双头螺栓一一般般地地脚脚螺螺栓栓异异型型地地脚脚螺螺栓栓地地脚脚螺螺栓栓预预埋埋2.22.2 紧固件连接紧固件连接共共6363页页 第第3333页页土木工程施工土木工程施工 普通螺栓的施工普通螺栓的施工 连接要求：连接要求：螺栓头和螺母的下面应放置螺栓头和螺母的下面应放置平垫圈平垫圈。螺母下面。螺母下面的的垫圈垫圈不应多于不应多于2个，螺栓头部下面的垫圈不应多于个，螺栓头部下面的垫圈不应多于1个。个。螺栓头和螺母应与结构构件的表面及垫圈密贴。螺栓头和螺母应与结构构件的表面及垫圈密贴。倾斜面倾斜面的螺栓连接，放置的螺栓连接，放置斜垫片斜垫片垫平垫平。动
38、荷载或重要部位的螺栓，应放置动荷载或重要部位的螺栓，应放置弹簧垫圈弹簧垫圈。螺栓螺栓伸出螺母的长度伸出螺母的长度应不小于两个完整螺纹的应不小于两个完整螺纹的长度。长度。2.22.2 紧固件连接紧固件连接共共6363页页 第第3434页页土木工程施工土木工程施工 紧固轴力紧固轴力 螺栓紧固必须螺栓紧固必须从中心从中心开始，对称施拧开始，对称施拧；大型接头；大型接头采用采用复拧复拧，即，即“两次紧固法两次紧固法”。2.22.2 紧固件连接紧固件连接 施拧时的紧固轴力应不施拧时的紧固轴力应不超过相应的规定。永久螺栓超过相应的规定。永久螺栓拧紧质量检验采用拧紧质量检验采用锤敲锤敲或用或用力矩扳手力矩扳
39、手检验，要求螺栓不检验，要求螺栓不颤动和偏移，拧紧的真实性颤动和偏移，拧紧的真实性用塞尺检查，对接表面高差用塞尺检查，对接表面高差(不平度不平度)不应超不应超0.5mm。南南京京大大胜胜关关长长江江大大桥桥高高强强螺螺栓栓终终拧拧共共6363页页 第第3535页页土木工程施工土木工程施工2.2.2 高强螺栓连接高强螺栓连接 高强螺栓就是高强度的螺栓，是一种标准件。是继铆高强螺栓就是高强度的螺栓，是一种标准件。是继铆接连接后的新型钢结构连接形式，是目前钢结构连接的主接连接后的新型钢结构连接形式，是目前钢结构连接的主要手段。要手段。高强螺栓从外形上可分为高强螺栓从外形上可分为扭剪型高强螺栓扭剪型高
40、强螺栓和和大六角头大六角头高强螺栓高强螺栓。高强螺栓的种类和用途高强螺栓的种类和用途扭剪型高强螺栓扭剪型高强螺栓 大六角头高强螺栓大六角头高强螺栓一个连接副一个连接副为一个螺栓、为一个螺栓、一个螺母和一个螺母和一个垫圈一个垫圈一个连接副一个连接副为一个螺栓、为一个螺栓、一个螺母和一个螺母和二个垫圈二个垫圈2.22.2 紧固件连接紧固件连接共共6363页页 第第3636页页土木工程施工土木工程施工 手动扭矩扳手：手动扭矩扳手：高强螺栓以手动紧固时，要使用高强螺栓以手动紧固时，要使用有示明扭矩值的扳手施拧，以达到高强螺栓连接副规定的有示明扭矩值的扳手施拧，以达到高强螺栓连接副规定的扭矩和剪力值。常
41、用的手动扭矩扳手有扭矩和剪力值。常用的手动扭矩扳手有指针式指针式、音响式音响式和和扭剪型扭剪型三种。三种。高强螺栓施工的机具高强螺栓施工的机具响声式扭矩扳手响声式扭矩扳手德国德国WeraWera可调控扭力扳手可调控扭力扳手手动扭矩扳手手动扭矩扳手2.22.2 紧固件连接紧固件连接共共6363页页 第第3737页页土木工程施工土木工程施工 电动扳手电动扳手 定扭矩、定转角电动扳手定扭矩、定转角电动扳手适用适用于大六角头高强螺栓的紧固，可自于大六角头高强螺栓的紧固，可自动控制扭矩和转角，适用于钢结构动控制扭矩和转角，适用于钢结构桥梁、厂房建设安装桥梁、厂房建设安装大六角头高强大六角头高强螺栓螺栓施
42、工的施工的初拧、终拧初拧、终拧和和扭剪型高扭剪型高强螺栓强螺栓的的初拧初拧。扭剪型电动扳手扭剪型电动扳手适用于适用于扭剪型高强度螺栓扭剪型高强度螺栓的的终拧终拧紧紧固，常用的扭剪型电动扳手固，常用的扭剪型电动扳手有有6922型和型和6924型两种。型两种。6924扭剪扳手扭剪扳手 电动扭剪扳手电动扭剪扳手定扭矩电动扳手定扭矩电动扳手2.22.2 紧固件连接紧固件连接共共6363页页 第第3838页页土木工程施工土木工程施工 高强螺栓的保管及现场复验高强螺栓的保管及现场复验 高强螺栓的保管高强螺栓的保管 高强度螺栓的包装、运输、现场保管过程要保持它的出厂状态，高强度螺栓的包装、运输、现场保管过程
43、要保持它的出厂状态，直到直到安装使用前才能开箱检查使用安装使用前才能开箱检查使用。以防止连接副的扭矩系数。以防止连接副的扭矩系数(K)发生变化，这是高强度螺栓保管的一项重要内容。发生变化，这是高强度螺栓保管的一项重要内容。高强度螺栓的现场取样复验高强度螺栓的现场取样复验 扭剪型高强螺栓和高强大六角头螺栓出厂时应随箱带有扭矩系扭剪型高强螺栓和高强大六角头螺栓出厂时应随箱带有扭矩系数和紧固轴力数和紧固轴力(预拉力预拉力)的检验报告。的检验报告。连接面抗滑移系数复验：连接面抗滑移系数复验：高强螺栓按每验收批抽取高强螺栓按每验收批抽取3组试件组试件；预拉力复验：预拉力复验：扭剪型高强螺栓每验收批抽取扭
44、剪型高强螺栓每验收批抽取8套；套；扭矩系数复验：扭矩系数复验：高强大六角头螺栓每验收批抽取高强大六角头螺栓每验收批抽取8套。套。2.22.2 紧固件连接紧固件连接共共6363页页 第第3939页页土木工程施工土木工程施工 高强螺栓的施工要点高强螺栓的施工要点 紧固前检查紧固前检查 螺栓紧固前，应对螺孔、被连接件的移位，不平度、不垂直度、螺栓紧固前，应对螺孔、被连接件的移位，不平度、不垂直度、磨光顶紧的贴合情况，以及板叠合处摩擦面的处理，连接间隙，孔磨光顶紧的贴合情况，以及板叠合处摩擦面的处理，连接间隙，孔眼的同心度，临时螺栓的布放等进行检查。眼的同心度，临时螺栓的布放等进行检查。紧固施工紧固施
45、工 紧固顺序应从紧固顺序应从节点中心向边缘依次进行节点中心向边缘依次进行。紧固时，要分。紧固时，要分初拧初拧和和终拧终拧两次紧固；对于大型节点，可分为两次紧固；对于大型节点，可分为初拧初拧、复拧复拧和和终拧终拧。初拧、。初拧、复拧复拧轴力宜为轴力宜为6080%标准轴力，终拧轴力为标准轴力。标准轴力，终拧轴力为标准轴力。当天安装的螺栓，要在当天终拧完毕，防止螺纹被沾污和生锈，当天安装的螺栓，要在当天终拧完毕，防止螺纹被沾污和生锈，引起扭矩系数值发生变化。引起扭矩系数值发生变化。2.22.2 紧固件连接紧固件连接共共6363页页 第第4040页页土木工程施工土木工程施工 紧固完毕检查紧固完毕检查
46、高强大六角头螺栓检查：高强大六角头螺栓检查：包括是否有包括是否有漏拧漏拧和和施工扭矩值施工扭矩值。施工扭矩值的检查在施工扭矩值的检查在终拧完成终拧完成1h后、后、48h内内进行。进行。抽查量：抽查量：每个作业班组和每天终拧完毕数量的每个作业班组和每天终拧完毕数量的5，其不合格其不合格的数量应小于被抽查数量的的数量应小于被抽查数量的10，且少于且少于2个，方为合格。否则，个，方为合格。否则，应双倍抽检。如仍不合格，则应对当天终拧完毕的螺栓全部进行复应双倍抽检。如仍不合格，则应对当天终拧完毕的螺栓全部进行复验。验。扭剪型高强螺栓检查扭剪型高强螺栓检查时，只要观察其时，只要观察其尾部被拧掉尾部被拧掉
47、，即可判，即可判断螺栓终拧合格。对于某些原因无法使用专用电动扳手终拧掉梅花断螺栓终拧合格。对于某些原因无法使用专用电动扳手终拧掉梅花头时，则可参照高强大六角头螺栓的检查方法，采用头时，则可参照高强大六角头螺栓的检查方法，采用扭矩法扭矩法或或转角转角法法进行终拧并标记。进行终拧并标记。2.22.2 紧固件连接紧固件连接共共6363页页 第第4141页页土木工程施工土木工程施工2.2.3 自攻螺栓、钢拉铆钉、射钉连接自攻螺栓、钢拉铆钉、射钉连接 连接薄钢板用的连接薄钢板用的自攻螺栓、钢拉铆钉、射钉自攻螺栓、钢拉铆钉、射钉等其规格等其规格尺寸与连接钢板相匹配，紧固密贴，其间距、边距符合设尺寸与连接钢
48、板相匹配，紧固密贴，其间距、边距符合设计要求。计要求。特重型特重型双把拉铆枪双把拉铆枪气气动动拉拉铆铆钉钉枪枪平头型射钉平头型射钉(带斜角金属角片带斜角金属角片)自攻螺栓自攻螺栓 射射 钉钉钢拉铆钉钢拉铆钉自自攻攻自自钻钻螺螺钉钉2.22.2 紧固件连接紧固件连接共共6363页页 第第4242页页土木工程施工土木工程施工 受运输、吊装等条件的限制，钢构件可按受运输、吊装等条件的限制，钢构件可按部件组装部件组装、构件组装构件组装后出厂，对于复杂构件为验证其安装质量，还要进行工厂后出厂，对于复杂构件为验证其安装质量，还要进行工厂预拼装预拼装。除管结构为立体除管结构为立体预拼装预拼装，并可设卡、夹具
49、外，其它结构一般均，并可设卡、夹具外，其它结构一般均为平面拼装，且构件应处于自由状态，不得强行固定。为平面拼装，且构件应处于自由状态，不得强行固定。2.3 构件的组装构件的组装平面桁架的工厂预拼装平面桁架的工厂预拼装 钢管桁架的工厂预拼装钢管桁架的工厂预拼装2 2 连接与拼装连接与拼装共共6363页页 第第4343页页土木工程施工土木工程施工3 钢结构安装钢结构安装 技术准备：技术准备：制定安装技术方案，单层钢结构工程宜采用制定安装技术方案，单层钢结构工程宜采用分分件安装法件安装法，屋盖糸统宜采用，屋盖糸统宜采用综合安装法综合安装法。多层钢结构工程一般采用。多层钢结构工程一般采用综合安装法综合
50、安装法 施工机具及材料准备：施工机具及材料准备：包括吊装机械、各类辅助施工机具、包括吊装机械、各类辅助施工机具、钢构件、各类焊接材料及紧固件等。钢构件、各类焊接材料及紧固件等。3.1 施工准备施工准备第第1616讲讲 钢结构工程钢结构工程 柱基检查：柱基检查：柱基找平和标高控柱基找平和标高控制，复核轴线并弹好安装对位线，检制，复核轴线并弹好安装对位线，检查地脚螺栓轴线位置、尺寸及质量。查地脚螺栓轴线位置、尺寸及质量。构件清理：构件清理：清理钢柱等先行吊清理钢柱等先行吊装构件，编号并弹好安装就位线。装构件，编号并弹好安装就位线。安装前柱底除锈清理安装前柱底除锈清理共共6363页页 第第4444页