建筑施工課件：鋼結(jié)構(gòu)工程

1、主要內(nèi)容：v鋼結(jié)構(gòu)加工制作工藝；v鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的焊接；v緊固件連接工程；v單層鋼結(jié)構(gòu)安裝工程；v多層及高層鋼結(jié)構(gòu)安裝工程；v鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝工程；v鋼結(jié)構(gòu)涂裝工程。 7.1 鋼結(jié)構(gòu)加工制作工藝 鋼結(jié)構(gòu)是由鋼板、熱軋型鋼和冷加工成型的薄壁型鋼制造而成。與其他材料的結(jié)構(gòu)相比具有以下優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：（1）材料強(qiáng)度高，鋼材質(zhì)量輕。（2）韌性、塑性好。（2）材質(zhì)均勻。（3）制造簡(jiǎn)單，施工周期短。（4）密封性好。鋼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)缺點(diǎn)有：（1）耐熱但不耐火 150攝氏度時(shí)強(qiáng)度無(wú)變化，600攝氏度時(shí)強(qiáng)度約為0。（2）鋼材耐腐蝕性能差，維護(hù)費(fèi)用高。t一、鋼結(jié)構(gòu)的加工制作t（一）加工制作前的準(zhǔn)備工作t1.加工制作圖;2.加工制

2、作前的施工條件分析;3.鋼卷尺：同一把尺;4.上崗培訓(xùn)、操作考核、技術(shù)交底 t二、鋼結(jié)構(gòu)加工制作的工藝程序 t1、放樣t放樣是鋼結(jié)構(gòu)制作工藝中的第一道工序，其工作的準(zhǔn)確與否將直接影響到整個(gè)產(chǎn)品的質(zhì)量，至關(guān)重要。t放樣工作包括如下內(nèi)容：核對(duì)圖紙的安裝尺寸和孔距；以1:1的大樣放出節(jié)點(diǎn)；核對(duì)各部分的尺寸；制作樣板和樣桿作為下料、彎制、銑、刨、制孔等加工的依據(jù) t2、號(hào)料t號(hào)料（也稱劃線），即利用樣板、樣桿或根據(jù)圖紙，在板料及型鋼上畫出孔的位置和零件形狀的加工界線。號(hào)料的一般工作內(nèi)容包括：檢查核對(duì)材料；在材料上劃出切割、銑、刨、彎曲、鉆孔等加工位置，打沖孔，標(biāo)注出零件的編號(hào)等。t常采用以下幾種號(hào)料方

3、法：集中號(hào)料法 套料法統(tǒng)計(jì)計(jì)算法余料統(tǒng)一號(hào)料法t3、切割下料t目的就是將放樣和號(hào)料的零件形狀從原材料上進(jìn)行下料分離。鋼材的切割可以通過(guò)切削、沖剪、摩擦機(jī)械力和熱切割來(lái)實(shí)現(xiàn)。t常用的切割方法有：機(jī)械剪切、氣割和等離子切割三種方法。t4、坡口加工 t5、開(kāi)孔t 在鋼結(jié)構(gòu)制孔中包括鉚釘孔、普通螺栓連接孔、高強(qiáng)度螺栓孔、地腳螺栓孔等，制孔方法通常有沖孔和鉆孔兩種。t6、組裝t二、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的驗(yàn)收、運(yùn)輸、堆放7.2 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的焊接一、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件常用的焊接方法t焊接結(jié)構(gòu)根據(jù)對(duì)象和用途大致可分為建筑焊接結(jié)構(gòu)、貯罐和容器焊接結(jié)構(gòu)、管道焊接結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電性焊接結(jié)構(gòu)。主要焊接方法：手工電弧焊、氣體保護(hù)焊、自保護(hù)電弧

4、焊、埋弧焊、螺柱焊、點(diǎn)焊a）手工電弧焊； b）自動(dòng)電弧焊電弧焊1電源；2導(dǎo)線；3夾具；4焊條；5電??；6焊件；7焊縫；8轉(zhuǎn)盤；9漏斗；10熔劑；11熔化的熔劑；12移動(dòng)方向t二、 質(zhì)量檢查t1.焊前檢驗(yàn)t2.焊接生產(chǎn)中的檢驗(yàn)：t無(wú)損檢驗(yàn)（外觀檢查、致密性檢驗(yàn)、無(wú)損探傷）t破壞性檢驗(yàn)t3.成品檢驗(yàn)7.3緊固件連接工程 螺栓作為鋼結(jié)構(gòu)連接緊固件，通常用于構(gòu)件間的連接、固定、定位等。鋼結(jié)構(gòu)中的連接螺栓一般分普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓兩種。普通螺栓或高強(qiáng)度螺栓而不施加緊固力，該連接即為普通螺栓連接；高強(qiáng)度螺栓并對(duì)螺栓施加緊固力，該連接稱高強(qiáng)度螺栓連接。t一、普通螺栓連接t鋼結(jié)構(gòu)普通螺栓連接即將普通螺栓、螺母

5、、墊圈機(jī)械地和連接件連接在一起形成的一種連接形式。t普通螺栓的施工要求：t（1）連接要求 t（2）直徑和長(zhǎng)度選擇t（3）螺栓緊固 t二、高強(qiáng)螺栓連接t高強(qiáng)度螺栓連接已經(jīng)發(fā)展成為與焊接并舉的鋼結(jié)構(gòu)主要連接形式之一，它具有受力性能好、耐疲勞、抗震性能好、連接剛度高，施工簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用在建筑鋼結(jié)構(gòu)和橋梁鋼結(jié)構(gòu)的工地連接中。 高強(qiáng)度螺栓連接按其受力狀況，可分為摩擦型連接、摩擦-承壓型連接、承壓型連接和張拉型連接等幾種類型，其中摩擦型連接是目前廣泛采用的基本連接形式。t（1）高強(qiáng)度六角頭螺栓 鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓，分為8.8和10.9兩種等級(jí)，一個(gè)連接副為一個(gè)螺栓、一個(gè)螺母和兩個(gè)墊圈。高

6、強(qiáng)度螺栓連接副應(yīng)同批制造，保證扭矩系數(shù)穩(wěn)定，同批連接副扭矩系數(shù)平均值為0.1100.150，其扭矩系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)不大于0.010。t （2）扭剪型高強(qiáng)度螺栓 鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強(qiáng)度螺栓一個(gè)螺栓連接副為一個(gè)螺栓、一個(gè)螺母和一個(gè)墊圈，它適用于摩擦型連接的鋼結(jié)構(gòu)。 t高強(qiáng)度螺栓施工只要包括以下幾個(gè)方面： （1）施工的機(jī)具a手動(dòng)扭矩扳手 各種高強(qiáng)度螺栓在施工中以手動(dòng)緊固時(shí)，都要使用有示明扭矩值的扳手施擰，使達(dá)到高強(qiáng)度螺栓連接副規(guī)定的扭矩和剪力值。一般常用的手動(dòng)扭矩扳手有指針式、音響式和扭剪型三種。tb.扭剪型手動(dòng)扳手 這是一種緊固扭剪型高強(qiáng)度螺栓使用的手動(dòng)力矩扳手。配合扳手緊固螺栓的套筒，設(shè)有內(nèi)套筒彈簧

7、、內(nèi)套筒和外套筒。這種扳手靠螺栓尾部的卡頭得到緊固反力，使緊固的螺栓不會(huì)同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)套筒可根據(jù)所緊固的扭剪型高強(qiáng)度螺栓直徑而更換相適應(yīng)的規(guī)格。緊固完畢后，扭剪型高強(qiáng)度螺栓卡頭在頸部被剪斷，所施加的扭矩可以視為合格。 c電動(dòng)扳手 鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓緊固時(shí)用的電動(dòng)扳手有：NR-9000A，NR-12和雙重絕緣定扭矩、定轉(zhuǎn)角電動(dòng)扳手等，是拆卸和安裝六角高強(qiáng)度螺栓機(jī)械化工具，可以自動(dòng)控制扭矩和轉(zhuǎn)角，適用于鋼結(jié)構(gòu)橋梁、廠房建設(shè)、化工、發(fā)電設(shè)備安裝大六角頭高強(qiáng)度螺栓施工的初擰、終擰和扭剪型高強(qiáng)度螺栓的初擰，以及對(duì)螺栓緊固件的扭矩或軸力有嚴(yán)格要求的場(chǎng)合。 t（2）高強(qiáng)度螺栓的施工 a大六角頭高強(qiáng)度螺

8、栓 （a）扭矩法施工 在采用扭矩法終擰前，應(yīng)首先進(jìn)行初擰，對(duì)螺栓多的大接頭，還需進(jìn)行復(fù)擰。初擰的目的就是使連接接觸面密貼，一般常用規(guī)格螺栓（M20、M22、M24）的初擰扭矩在200300Nm，螺栓軸力達(dá)到1050kN即可。初擰、復(fù)擰及終擰一般都應(yīng)從中間向兩邊或四周對(duì)稱進(jìn)行，初擰和終擰的螺栓都應(yīng)做不同的標(biāo)記，避免漏擰、超擰等不安全隱患，同時(shí)也便于檢查人員檢查緊固質(zhì)量。 （b）轉(zhuǎn)角法施工 轉(zhuǎn)角法就是利用螺母旋轉(zhuǎn)角度以控制螺桿彈性伸長(zhǎng)量來(lái)控制螺栓軸向力的方法。采用轉(zhuǎn)角法施工可避免較大的誤差。 轉(zhuǎn)角法施工分初擰和終擰兩步進(jìn)行（必要時(shí)需增加復(fù)擰），初擰的要求比扭矩法施工要嚴(yán)，因?yàn)槠鸪踹B接板間隙的影響，

9、螺母的轉(zhuǎn)角大都消耗于板縫，轉(zhuǎn)角與螺栓軸力關(guān)系不穩(wěn)定。初擰的目的是為消除板縫影響，使終擰具有一致的基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)角法施工在我國(guó)已有30多年的歷史，但對(duì)初擰扭矩尚沒(méi)有一定的標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)工程根據(jù)具體情況確定，一般地講，對(duì)于常用螺栓，初擰扭矩定在200300Nm比較合適，初擰應(yīng)該使連接板縫密貼為準(zhǔn)。終擰是在初擰的基礎(chǔ)上，再將螺母擰轉(zhuǎn)一定的角度，使螺栓軸向力達(dá)到施工預(yù)拉力。tb扭剪型高強(qiáng)度螺栓 扭剪型高強(qiáng)度螺栓連接副緊固施工比大六角頭高強(qiáng)度螺栓連接副緊固施工要簡(jiǎn)便得多，正常的情況采用專用的電動(dòng)扳手進(jìn)行終擰，梅花頭擰掉標(biāo)志著螺栓終擰的結(jié)束。 7.4 單層鋼結(jié)構(gòu)安裝工程 t 鋼結(jié)構(gòu)單層工業(yè)廠房一般由柱、柱間支撐、吊

10、車梁、制動(dòng)梁（桁架）屋架、天窗架、上下支撐、檁條及墻體骨架等構(gòu)件組成。柱基通常采用鋼筋混凝土階梯或獨(dú)立基礎(chǔ)。 安裝前的準(zhǔn)備工作核對(duì)進(jìn)場(chǎng)資料、質(zhì)量證明、設(shè)計(jì)變更、圖紙等技術(shù)資料落實(shí)深化施工組織設(shè)計(jì)，做好起吊前的準(zhǔn)備工作掌握安裝前后的外界環(huán)境，如風(fēng)力、溫度、風(fēng)雪、日照等圖紙的會(huì)審和自審基礎(chǔ)驗(yàn)收墊板設(shè)置灌筑砂漿采用無(wú)收縮微膨脹砂漿，且比基礎(chǔ)砼高一個(gè)等級(jí)二、鋼柱子安裝設(shè)置標(biāo)高觀測(cè)點(diǎn)和中心線標(biāo)志，標(biāo)高觀測(cè)點(diǎn)的設(shè)置應(yīng)與牛腿支承面為基準(zhǔn)，且便于觀察，無(wú)牛腿柱應(yīng)以柱頂端與桁架連接的最后一個(gè)安裝孔中心為基準(zhǔn)。中心線標(biāo)志應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)定多節(jié)柱安裝時(shí)，宜將柱組裝后再整體吊裝。鋼柱吊裝后應(yīng)進(jìn)行調(diào)整，如溫差、陽(yáng)光側(cè)面照射

11、等引起的偏差柱子安裝后允許偏差應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)定屋架、吊車梁安裝后，進(jìn)行總體調(diào)整，然后再進(jìn)行固定連接。長(zhǎng)細(xì)比較大的柱子，吊裝后應(yīng)增加臨時(shí)固定措施。柱間支撐應(yīng)在柱子找正后再進(jìn)行安裝。 三、吊車梁的安裝t應(yīng)在柱子第一次校正的柱間支撐安裝后進(jìn)行，安裝順序從有柱間支撐的跨間開(kāi)始，吊裝后的吊車梁應(yīng)進(jìn)行臨時(shí)固定。t吊車梁的校正應(yīng)在屋面系統(tǒng)構(gòu)件安裝并永久連接后進(jìn)行，其允許偏差應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)定。t其標(biāo)高的校正可通過(guò)調(diào)整柱底板下墊板厚度進(jìn)行。t吊車梁下翼緣與柱牛腿的連接應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)定。t吊車梁與輔助桁架的安裝宜采用拼裝后整體吊裝，其側(cè)向彎曲、扭曲和垂直度應(yīng)符合規(guī)定。四、吊車軌道安裝五、屋面系統(tǒng)結(jié)構(gòu)安裝六、維護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

12、安裝七、平臺(tái)、梯子及欄桿的安裝國(guó)家體育場(chǎng)國(guó)家體育場(chǎng)國(guó)家體育場(chǎng)建筑體形上像鳥巢?？扇菁{8萬(wàn)人。平面為橢圓形,長(zhǎng)軸340m短軸292m。屋蓋中間有一個(gè)146m76m的開(kāi)口，這部分將設(shè)計(jì)成開(kāi)合屋蓋。采用加肋薄壁箱形截面 ，總用鋼量達(dá)16萬(wàn)t 。7.5 多層及高層鋼結(jié)構(gòu)安裝工程 用于鋼結(jié)構(gòu)高層建筑的體系有：框架結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)、組合筒體系及交錯(cuò)鋼桁架體系等。鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、抗震性能好、施工速度快的優(yōu)點(diǎn)，所以在高層建筑中得到廣泛應(yīng)用。但同時(shí)對(duì)鋼量大、造價(jià)高、防火要求高。 大跨度鋼結(jié)構(gòu)t鋼屋架t網(wǎng)架、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)t懸索結(jié)構(gòu)t拱架結(jié)構(gòu)t橋梁結(jié)構(gòu)天津奧林匹克體育場(chǎng)俯瞰效果圖天津奧林匹克體育場(chǎng)俯瞰

13、效果圖 “綠色奧運(yùn)”、“科技奧運(yùn)”、“人文奧運(yùn)” 建筑底面面積為80,000m2，屋頂面積76,719m2，地上層數(shù)6層，最高點(diǎn)高度53.00m，可容納觀眾數(shù)60,000。屋頂結(jié)構(gòu)采用鋼桁架懸挑結(jié)構(gòu) 。屋面桁架落地，形似露珠 。國(guó)家大劇院國(guó)家大劇院 位于北京人民大會(huì)堂西側(cè)，西長(zhǎng)安街以南，總占地面積近12公頃，總建筑面積近15萬(wàn)平方米，總投資26.88億元，目前已進(jìn)行過(guò)網(wǎng)殼部分設(shè)計(jì)與施工驗(yàn)收審查會(huì)議。 該工程外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼，是半橢圓球形，東西長(zhǎng)軸212.2m，南北短軸143.64m，總高度46.285。內(nèi)設(shè)歌劇院（2416席）、音樂(lè)廳（2017席）及戲劇院（1040席）及公共大廳等。屋

14、面采用鈦金屬板，整個(gè)網(wǎng)殼外環(huán)繞人工湖（35500m2）,各種通道及入口均設(shè)在水下 。設(shè)計(jì)為法國(guó)巴黎機(jī)場(chǎng)公司安德魯建筑師，北京市建筑設(shè)計(jì)研究院參與主體設(shè)計(jì) ，整體結(jié)構(gòu)用鋼量達(dá)6750t，195kg/m。 （2）重型廠房結(jié)構(gòu) 西安變壓器廠（400t吊車）上海環(huán)球金融中心上海環(huán)球金融中心 由日本森大廈株式會(huì)社的全額子公司森海外株式會(huì)社及日本具有代表性的銀行、保險(xiǎn)公司、商社等36家企業(yè)，偕同政府系統(tǒng)機(jī)構(gòu)日本海外經(jīng)濟(jì)協(xié)力基金(OECF)聯(lián)合投資的上海環(huán)球金融中心，總投資逾750億日元。位于陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)，建筑總面積335,420平方米，地下3層，地上94層。建成后的高度達(dá)460米 ?？傆娩摿?6000

15、t，鋼筋混凝土核心筒，外框鋼骨混凝土及鋼柱，目前正在施工基礎(chǔ)。上海金茂大廈上海金茂大廈 金茂大廈是由中國(guó)上海對(duì)外貿(mào)易中心股份有限公司獨(dú)家投資5.6億美元建設(shè)的一座88層的超高層大廈，建筑高度420.5米，建筑面積28.9萬(wàn)平方米，于1998年8月28日竣工。 總用鋼量14000t，鋼筋混凝土核心筒，外框鋼骨混凝土及鋼柱。設(shè)計(jì)者為美國(guó)S.O.M事務(wù)所。 央視新臺(tái)址央視新臺(tái)址建設(shè)工程位于北京朝陽(yáng)區(qū)東三環(huán)中路、北京商務(wù)中心區(qū)的核心地段，占地面積18.7萬(wàn)平方米，總建筑面積55萬(wàn)平方米, 230m。央視新臺(tái)址建設(shè)工程總投資約50億元人民幣，2003年10月開(kāi)工建設(shè)，2008年正式運(yùn)行 。臺(tái)北臺(tái)北101

16、 長(zhǎng)寬各150m，總面積30277m2，塔高508m，世界第一高，26層以上以8層為一單元。主要由巨柱、核心系統(tǒng)及外伸桁架梁。巨柱自地下5層至地上90層，最大尺寸為2.4mx3m。直徑直徑5.5m，中，中670t的阻尼器的阻尼器 （4）高聳建筑 電視塔、微波塔、通訊塔等東方明珠電視塔東方明珠廣播電視塔座落在上海浦東新區(qū)黃浦江畔，以其468米的高度成為亞洲第一高 塔。她于1991年3月開(kāi)始建造，1994年11 月完工，總重量達(dá)12萬(wàn)噸，總投資8.3億元人民幣。 東方明珠塔由三根直徑為九米的擎天立柱、太空艙、上球體、下球體、五個(gè)小球、塔座和廣場(chǎng)組成。 一、安裝前的準(zhǔn)備工作 檢查并標(biāo)注定位軸線及標(biāo)高

17、的位置 檢查鋼柱基礎(chǔ)，包括基礎(chǔ)的中心線、標(biāo)高、地角螺栓等 確定流水方向，劃分施工段 安排鋼構(gòu)件在現(xiàn)場(chǎng)的堆放位置 選擇起重機(jī)械 選擇吊裝方法：分件吊裝、綜合吊裝等 軸線、標(biāo)高、螺栓允許偏差應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)定。二、安裝與校正（一）鋼柱的吊裝與校正 鋼柱吊裝：選用雙機(jī)抬吊（遞送法）或單機(jī)抬吊（旋轉(zhuǎn)法），并做好保護(hù)。 鋼柱校正：對(duì)垂直度、軸線、牛腿面標(biāo)高進(jìn)行初驗(yàn)，柱間間距用液壓千斤頂與鋼楔或倒鏈與鋼絲繩校正。 柱底灌漿：先在柱腳四周立模板、將基礎(chǔ)上表面清除干凈，用高強(qiáng)聚合砂漿從一側(cè)自由灌入至密實(shí)。（二）鋼梁的吊裝與校正t鋼梁吊裝前，應(yīng)于柱子牛腿處檢查標(biāo)高和柱子間距，并應(yīng)在梁上裝好扶手和扶手繩，以便待主梁吊

18、裝就位后，將扶手繩與鋼柱系牢，以保證施工人員的安全。鋼梁一般可在鋼梁的翼緣處開(kāi)孔為吊點(diǎn)，其位置取決于鋼梁的跨度。t為減少高空作業(yè)，保證質(zhì)量，并加快吊裝進(jìn)度，可將梁、柱在地面組裝成排架后進(jìn)行整體吊裝。t要反復(fù)校正，符合要求。三、構(gòu)件間的連接t鋼柱間的連接常采用坡口焊連接，主梁與鋼柱的連接一般上、下翼緣用坡口焊連接，而腹板用高強(qiáng)螺栓連。次梁與主梁的連接基本上是在腹板處用高強(qiáng)螺栓連接，少量再在上、下翼緣處用坡口焊連接。t柱與梁的焊接順序，先焊接頂部柱、梁節(jié)點(diǎn)，再焊接底部柱、梁結(jié)點(diǎn)，最后焊接中間部分的柱、梁節(jié)點(diǎn)。t高強(qiáng)螺栓連接兩個(gè)連接構(gòu)件的緊固順序是：先主要構(gòu)件，后次要構(gòu)件。t工字形構(gòu)件的緊固順序是：

19、上翼緣、下翼緣、腹板。t同一節(jié)柱上各梁柱節(jié)點(diǎn)的緊固順序：柱子上部的梁柱節(jié)點(diǎn)、柱子下部的梁柱節(jié)點(diǎn)、柱子中部的梁柱節(jié)點(diǎn)。 7.6 鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝工程t網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是由多根桿件按照一定的規(guī)律布置，通過(guò)結(jié)點(diǎn)連接而成的網(wǎng)格狀桿系結(jié)構(gòu)。具有空間受力特點(diǎn)t網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的整體性好，能有效地承受各種非對(duì)稱荷載、集中荷載、動(dòng)力荷載。其構(gòu)件和節(jié)點(diǎn)可定型化，適用于工廠成批生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)拼裝。t網(wǎng)架結(jié)構(gòu)安裝方法：高空拼裝法、整體安裝法、高空滑移法 一、高空拼裝法t先在地面上搭設(shè)拼裝支架，然后用起重機(jī)把網(wǎng)架構(gòu)件分件或分塊吊至空中的設(shè)計(jì)位置，在支架上進(jìn)行拼裝的方法。t網(wǎng)架的總的拼裝順序是從建筑物的一端開(kāi)始向另一端以兩個(gè)三角形同時(shí)推進(jìn)，待兩個(gè)三角形相反后，則按人字形逐漸向前推進(jìn)，最后在另一端的正中閉合。每榀塊體的安