鋼結(jié)構(gòu)高層建筑施工（PPT）

1、鋼結(jié)構(gòu)高層建筑施工主要內(nèi)容：鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系 鋼結(jié)構(gòu)用鋼材； 鋼結(jié)構(gòu)的連接技術(shù) 鋼結(jié)構(gòu)的制作和安裝； 鋼結(jié)構(gòu)的防腐和防火。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院要求：了解鋼結(jié)構(gòu)高層建筑工程關(guān)于結(jié)構(gòu)體系、結(jié)構(gòu)用鋼材、結(jié)構(gòu)的連接技術(shù)、構(gòu)件制作、結(jié)構(gòu)安裝及結(jié)構(gòu)的防腐與防火等等內(nèi)容；掌握:鋼結(jié)構(gòu)高層建筑鋼材的選用、零件不同的加工方式、結(jié)構(gòu)安裝的順序和施工要點、構(gòu)件制作和結(jié)構(gòu)安裝的焊接及螺栓連接的施工工藝、鋼結(jié)構(gòu)防腐和防火的涂裝工藝。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院國家體育場(鳥巢）全景效果圖 湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院世界最高鋼結(jié)構(gòu)建筑*金融中心492米101 層湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院湖北

2、工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院第一節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)高層建筑的結(jié)構(gòu)體系鋼結(jié)構(gòu)高層建筑的結(jié)構(gòu)體系有： 純框架結(jié)構(gòu)體系； 框架支撐(剪力墻)結(jié)構(gòu)體系； 錯層桁架結(jié)構(gòu)體系； 外筒式結(jié)構(gòu)體系； 筒體結(jié)構(gòu)體系等幾種。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院一 純框架結(jié)構(gòu)體系 定義：由水平梁和垂直柱通過節(jié)點的剛性構(gòu)造連接而成的多個平面剛接框架結(jié)構(gòu)組成的空間桿系結(jié)構(gòu)。 優(yōu)點：平面布置靈活，有利于抗震； 缺點：側(cè)向剛度較差，層間位移較大，會導(dǎo)致非結(jié)構(gòu)部件破壞。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院二 框架一支撐(剪力墻)結(jié)構(gòu)體系 純框架結(jié)構(gòu)體系到達(dá)一定高度后，難以承受水平荷載作用下的水平剪力，通過在

3、框架結(jié)構(gòu)某些節(jié)間的豎向平面內(nèi)增設(shè)起剪力墻作用，由鋼支撐構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，大部分水平荷載由抗剪支撐承受。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院三、錯列桁架結(jié)構(gòu)體系由框架支撐結(jié)構(gòu)派生演變成。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(jié)構(gòu)的樓板架設(shè)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(jīng)腹桿傳至下弦，又由樓板傳至相鄰桁湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院四 外筒式結(jié)構(gòu)

4、體系 外筒式結(jié)構(gòu)體系如圖7.1(e)、(f)、(g)所示，有開口筒、框架筒、桁架筒等幾種。開口筒：把抗剪結(jié)構(gòu)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(gòu)件，稱為半框筒式結(jié)構(gòu)或開口筒結(jié)構(gòu)。如長邊較長，中間可再加工字形抗剪懸臂構(gòu)件或加一個封閉的中間筒。此結(jié)構(gòu)的抗水平力構(gòu)件可采用支撐桁架或密柱解決，其抗水平力能力加大，內(nèi)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(xué)土木與建筑學(xué)院筒中筒結(jié)構(gòu)體系深圳*中心大廈湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院多筒結(jié)構(gòu)體系成 束 筒湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院多筒結(jié)構(gòu)體系巨形框架結(jié)構(gòu)返回湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院 框架筒： 定義：采用密

5、排的柱和各層樓蓋處的橫梁(或以窗下墻作為橫梁)剛接組成密間距矩形網(wǎng)格，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(nèi)部少量中間柱承受。這種結(jié)構(gòu)的外筒是由空腹格網(wǎng)組成的框架式結(jié)構(gòu)，因而稱為框架筒。 桁架筒：可將外筒的剛性框架結(jié)構(gòu)改為桁架式結(jié)構(gòu)，也稱為桁架式外筒結(jié)構(gòu)。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院五 筒體結(jié)構(gòu)體系 定義：加強(qiáng)框架外筒式結(jié)構(gòu)體系的另一種方法是在內(nèi)部設(shè)置強(qiáng)勁的鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)剪力墻式的核心內(nèi)筒，外圍結(jié)構(gòu)為密柱深梁鋼框筒，從而發(fā)展形成筒中筒結(jié)構(gòu)體系； 類型：筒中筒、筒束等幾種； 受力形式：結(jié)構(gòu)體系的內(nèi)筒和外筒由樓蓋結(jié)構(gòu)連接起來形成一個整體，共同

6、承受水平荷載和豎直荷載，可以十分有效地抵抗側(cè)力； 由于有內(nèi)筒參與抵抗側(cè)力，框筒的剪力泄后現(xiàn)象得到改善，其合適高度也可達(dá)到100 層左右。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院 湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院第二節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)用鋼材一 、結(jié)構(gòu)用鋼材的種類 鋼材的品種繁多，性能各異，但在鋼結(jié)構(gòu)中采用的鋼材按其化學(xué)元素組成，主要：1. 碳素結(jié)構(gòu)鋼 碳素結(jié)構(gòu)鋼是最普通的工程用鋼，其中碳是形成鋼材強(qiáng)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:可分為低碳鋼(用得最多）、中碳鋼、高碳鋼；湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院碳素結(jié)構(gòu)鋼按又可以分為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼和優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。 普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼處理(如調(diào)質(zhì)處理

7、和正火處理)得到的優(yōu)質(zhì)鋼。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院2. 低合金鋼(GB/T 15911994) 低合金鋼是一種在普通碳素鋼基礎(chǔ)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(qiáng)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(qiáng)度、細(xì)化晶粒、改善可焊性；鎳、鉻屬于殘余元素，湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院3. 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(hù)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，湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院1) 高耐候結(jié)構(gòu)鋼 其性能比焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼

8、好，故稱作高耐候性結(jié)構(gòu)鋼。 牌號表示方法是由代表“屈服點”的拼音字母Q、屈服點的數(shù)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(jié)構(gòu)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：焊接結(jié)構(gòu)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(shù)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(xué)土木與建筑學(xué)院4. 其他鋼材1) 橋梁用結(jié)構(gòu)鋼 橋梁用結(jié)構(gòu)鋼比一般的建筑用結(jié)構(gòu)鋼的技術(shù)要嚴(yán)格得多。2) 耐火鋼 普通建筑用鋼在350以上高溫時屈服強(qiáng)度迅速下降到室

9、溫的2/3 以下，不能滿足設(shè)計要求；而耐火鋼在600度時屈服強(qiáng)度相當(dāng)于室溫下的2/3以上屈服強(qiáng)度；適應(yīng)范圍：公共建筑湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院3) 鑄鋼、不銹鋼及高強(qiáng)度鋼等 高強(qiáng)度鋼是通過冶煉加進(jìn)多種的合金元素及熱處理工藝而獲得，用在受強(qiáng)度控制的大跨度、特重型結(jié)構(gòu)中時，可以明顯的節(jié)約鋼材：應(yīng)用范圍：應(yīng)用在高層建筑的底部幾層承重結(jié)構(gòu)中。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院二、結(jié)構(gòu)鋼材的品種1. 鋼板、鋼帶 鋼板和鋼帶的主要區(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和熱軋鋼板，在建筑鋼結(jié)構(gòu)中主要用熱軋鋼板。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院2. 普通型材工字鋼

10、、槽鋼、角鋼三種類型是工程結(jié)構(gòu)中使用最早的型鋼。1) 工字鋼類型：有普通熱軋工字鋼和輕型工字鋼兩種。適合范圍：不宜單獨用做軸心受壓構(gòu)件或承受斜彎曲和雙向彎曲的構(gòu)件，在應(yīng)用中難以發(fā)揮鋼材的強(qiáng)度特性，已逐漸被H 型鋼所淘汰。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院2) 槽鋼適應(yīng)范圍：可承受斜彎曲或雙向彎曲；優(yōu)缺點：槽鋼翼緣內(nèi)表面斜度110 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(gòu)件用鋼量較大。3) 角鋼是傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用非常廣泛的型材，有等邊角鋼和不等邊角鋼兩大類，可以組成獨立的受力構(gòu)件，或作為受力構(gòu)件之間的連接零件。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院3. H 型鋼類型：熱軋H 型鋼和焊接H 型鋼

11、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，抗彎、抗扭、抗壓、抗震能力強(qiáng)；翼緣內(nèi)表面沒有斜度，上下表面平行，便于機(jī)械加工、結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)高層建筑建筑中。4. 冷彎型鋼 定義：是由薄鋼板或鋼帶經(jīng)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(yīng)用： 冷彎型鋼在輕型鋼結(jié)構(gòu)、大跨度鋼結(jié)構(gòu)中有著不容忽視的地位。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院三 鋼材的選用鋼材的選用原則： 既能使結(jié)構(gòu)安全可靠和滿足要求，又要最大可能節(jié)約鋼材

12、和降低造價，不同的使用條件應(yīng)有不同的質(zhì)量要求。 一般應(yīng)考慮：結(jié)構(gòu)的重要性、荷載情況、連接方法、結(jié)構(gòu)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(xué)土木與建筑學(xué)院1. 選用鋼結(jié)構(gòu)高層建筑鋼材的有關(guān)規(guī)定鋼結(jié)構(gòu)高層建筑技術(shù)規(guī)程(JGJ 991998)規(guī)定：鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)鋼，以及Q345 等級B、C、D、E的低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。2. 鋼結(jié)構(gòu)高層建筑選用的鋼材1) 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)湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院2) 鋼材的品種在現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)高層建筑中，廣泛

13、采用H 型鋼、厚度方向性能鋼板、壓型鋼板、薄壁鋼管等。 (1) 型鋼。H 型鋼因為力學(xué)性能好(沿兩軸方向慣性矩比較接近)，翼緣板內(nèi)外側(cè)相互平行，連接施工方便，明顯用這種型鋼做鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)高層建筑的柱子截面(如美國紐約110 層世貿(mào)中心，我國金茂大廈等建筑的柱)，或鋼結(jié)構(gòu)高層建筑的大梁、懸臂梁及懸掛構(gòu)件的懸臂梁截面；湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院(2) 厚度方向性能鋼板：定義：厚度方向性能鋼板，也稱Z 向鋼，是在某一級結(jié)構(gòu)鋼(母級鋼)的基礎(chǔ)上，經(jīng)過特殊冶煉、處理的鋼材。其含硫量控制更嚴(yán)，為一般鋼材的1/5 以下，截面收縮率 在15%以上

14、。鋼結(jié)構(gòu)高層建筑是首先提出有厚度性能要求的建筑結(jié)構(gòu)，防止發(fā)生層狀撕裂，國家制定和頒布了相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。包括以下幾項。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院 適用于制作鋼結(jié)構(gòu)高層建筑建筑厚度為6100mm 的鋼板分為2 個強(qiáng)度等級、4 個牌號，分別為Q235GJ、Q235GJZ、Q345GJ、Q345GJZ。各牌號鋼力學(xué)性能應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。 冶煉由轉(zhuǎn)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冷卻所包括的整個工藝過程進(jìn)行控制的綜合熱加工技術(shù)。交貨狀態(tài)應(yīng)在合同種注明，否則由供應(yīng)方選擇。(3) 壓型鋼板、薄壁鋼管。這幾種鋼材應(yīng)用在鋼和混凝土組合

15、構(gòu)件中，是一種各取所長的結(jié)合。鋼的強(qiáng)度高，宜受拉，混凝土則宜受壓，兩種材料結(jié)合，都能充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，是一種合理的結(jié)構(gòu)。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院四、 鋼材的代用 原則：對材質(zhì)的要求，受拉構(gòu)件高于受壓構(gòu)件；焊接結(jié)構(gòu)高于螺栓連接的結(jié)構(gòu)；厚鋼板結(jié)構(gòu)高于薄鋼板結(jié)構(gòu)；低溫結(jié)構(gòu)高于常溫結(jié)構(gòu)；受動力荷載的結(jié)構(gòu)高于受靜力荷載的結(jié)構(gòu)。 鋼材代換時，應(yīng)注意以下各點：(1) 代用鋼材的化學(xué)成分和機(jī)械性能與原設(shè)計應(yīng)一致。(2) 鋼材性能雖然滿足設(shè)計要求，但鋼號的質(zhì)量優(yōu)于設(shè)計提出的要求時，應(yīng)注意節(jié)約。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院(3) 如鋼材性能滿足設(shè)計要求，而鋼號質(zhì)量低于設(shè)計要求時，一般不允許代用。(4) 鋼材的鋼號

16、和性能都與設(shè)計的要求不符時，如Q235 鋼代Q345 鋼，重新計算，根據(jù)計算結(jié)果改變結(jié)構(gòu)的截面，縫尺寸和節(jié)點構(gòu)造。(5) 對于成批混合的鋼材，如用于主要承重結(jié)構(gòu)時，必須先進(jìn)行試驗：(6) 采用進(jìn)口鋼材時，應(yīng)驗證其化學(xué)成分和機(jī)械性能是否滿足相應(yīng)鋼號的標(biāo)準(zhǔn)。(7) 當(dāng)采用代用鋼材而引起構(gòu)件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和剛度變化較大，并產(chǎn)生較大的偏心影響時，要重新進(jìn)行設(shè)計。(8) 鋼材的規(guī)格尺寸與設(shè)計要求不同時，不能隨意以大代小，須經(jīng)計算后才能代用。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院五、 鋼材的驗收(1) 鋼材的數(shù)量和品種是否與訂貨單符合。(2) 鋼材的質(zhì)量保證書是否與鋼材上打印的記號符合； 檢查方法：全數(shù)檢查質(zhì)量合格證

17、明文件及檢驗報告等。(3) 檢驗鋼材的表面質(zhì)量，其表面不得有結(jié)疤、裂紋、折疊和分層等缺陷，其深度不得大于該鋼材厚度負(fù)允許偏差值的1/2； 檢查方法：全數(shù)觀察檢查；湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院(4) 根據(jù)國標(biāo)中的有關(guān)規(guī)定檢查各類鋼材外形尺寸的允許偏差。 檢查方法：每一品種、規(guī)格用鋼尺或游標(biāo)卡尺抽查5 處湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院(5) 屬于下列情況之一的鋼材，鋼材必須具備材質(zhì)質(zhì)量保證書和試驗報告，同時應(yīng)進(jìn)行抽樣復(fù)驗，復(fù)驗結(jié)果應(yīng)符合現(xiàn)行國家產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計要求。 國外進(jìn)口鋼材； 鋼材混批； 鋼材質(zhì)量保證書的項目少于設(shè)計要求(應(yīng)提供缺少項目的試驗報告)； 板厚大于40mm 且設(shè)計有幾項性能要求的厚板；

18、設(shè)計有復(fù)驗要求的鋼材； 對質(zhì)量有疑義的鋼材。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院全數(shù)檢查；檢驗的方法：檢查質(zhì)量保證書、試驗報告及復(fù)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(xué)土木與建筑學(xué)院第三節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的連接技術(shù)鋼結(jié)構(gòu)的連接是通過一定的方式將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(yīng)有足夠的靜力強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度，來滿足傳力和使用要求。我國鋼結(jié)構(gòu)連接方法：焊接連接和高強(qiáng)度螺栓連接等。一 焊接連接的方法、原理及操作工藝1. 手工電弧焊凡電極的送給、前進(jìn)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

19、鉗、焊件、電焊機(jī)和導(dǎo)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(chǎn)生電弧，使焊條熔化，熔滴滴湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)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(hù)氣體，稍冷后在焊縫熔化的金屬表面又形成熔渣，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(xué)土木與建筑學(xué)院2. 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 定義：通電使焊絲末端和焊件之間產(chǎn)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

20、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(qiáng)烈的電弧光，稱為埋弧焊。 當(dāng)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(jìn)進(jìn)行焊接時，這種方法就稱為自動埋弧焊。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院 優(yōu)缺點：自動埋弧焊由于焊劑對電弧空間保護(hù)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(zhì)量穩(wěn)定，光潔平直，內(nèi)部缺陷少，化學(xué)成分和機(jī)械性能較均勻，生產(chǎn)效率也高。應(yīng)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、

21、耐熱鋼及其復(fù)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(xué)土木與建筑學(xué)院湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院3. CO2 氣體保護(hù)焊CO2 氣體保護(hù)焊是利用CO2 氣體為保護(hù)氣體，依靠焊絲與焊件之間產(chǎn)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(xué)土木與建筑學(xué)院1) 原理定義： CO2 氣體保護(hù)焊的原理是在焊接時焊絲由送絲機(jī)構(gòu)通過軟管經(jīng)導(dǎo)電嘴送出，而CO2 氣體從噴嘴以一定的流量噴出。當(dāng)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(zhì)量的焊縫。類型：操作時可用

22、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(xué)土木與建筑學(xué)院優(yōu)缺點：氣體保護(hù)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(yīng)力較?。籆O2 在高溫下具有的強(qiáng)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(shè)備復(fù)雜，電弧光較強(qiáng)，金屬飛濺多，焊表面成型較差。難用交流電進(jìn)行焊接。CO2 氣體保護(hù)焊可用于構(gòu)件長焊縫自動焊及半自動焊接短焊縫，主要用于焊接低碳鋼及低合金鋼等黑色金屬。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院二 高強(qiáng)度

23、螺栓連接技術(shù) 高強(qiáng)螺栓連接是目前鋼結(jié)構(gòu)建筑最先進(jìn)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(yīng)力集中高，接頭剛性好，承載能力大，疲勞強(qiáng)度高，螺母不易松動，結(jié)構(gòu)安全可靠。 應(yīng)用：如上海的瑞金大廈、金茂大廈等鋼結(jié)構(gòu)高層建筑中亦采用高強(qiáng)螺栓連接。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院1. 高強(qiáng)度螺栓連接的方法。摩擦型連接，承壓型連接。1) 摩擦型連接 定義：該連接是擰緊螺母后，螺栓桿產(chǎn)生強(qiáng)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(nèi)力，連接件之間產(chǎn)生相對滑移作為承載能力極限狀態(tài)。 摩擦力的大小是根據(jù)鋼板表面的粗糙程度(與摩擦面處理的方法有關(guān))和螺栓桿對鋼板施加壓力的大小來決

24、定。 湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院摩擦型連接螺栓形式： 六角頭型： 扭剪型：施工簡便、檢查直觀、受力良好、質(zhì)量可靠，應(yīng)用廣泛； 相同點：連接性能和本身的力學(xué)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：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(xué)土木與建筑學(xué)院鋼結(jié)構(gòu)扭剪型螺栓連接副湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院六角頭高強(qiáng)螺栓湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院2) 承壓型連接（少用）定義：該連接是由螺栓擰緊后所產(chǎn)生的抗滑移力及螺栓桿在螺孔內(nèi)和連接鋼板間產(chǎn)生的承壓力來傳遞應(yīng)力的一種方法。 應(yīng)用：承壓型連接

25、不得用于直接承受動力荷載的構(gòu)件連接、承受反復(fù)荷載作用的構(gòu)件連接和冷彎薄壁型鋼構(gòu)件連接。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院2. 高強(qiáng)度螺栓的材料要求： 大六角頭高強(qiáng)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35VB 鋼制作。扭剪型高強(qiáng)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(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度螺栓、螺母、墊圈的性能等級及機(jī)械性能要求見表7-8。其規(guī)格尺寸和鋼材的化學(xué)成分、性能要求應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定。湖北工業(yè)大學(xué)土木

26、與建筑學(xué)院 3. 施工工藝高強(qiáng)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)。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院2) 備料數(shù)量：按計算的數(shù)量增加5%的施工損耗3) 工藝要點(1) 安裝前注意。 高強(qiáng)螺栓節(jié)點鋼板的抗滑移面，應(yīng)按規(guī)定的工藝進(jìn)行摩擦面處理，并達(dá)到設(shè)計要求的抗滑移動系數(shù)(摩擦系數(shù))。 高強(qiáng)螺栓使用前，應(yīng)按有關(guān)規(guī)定對高強(qiáng)螺栓的各項性能進(jìn)行檢驗。 安裝高強(qiáng)螺栓時，接頭摩擦面上不允許有

27、毛刺、鐵屑、油污、焊接飛濺物。摩擦面應(yīng)干燥、沒有結(jié)露、積霜、積雪、并不得在雨天進(jìn)行安裝。 使用定扭矩扳子緊固高強(qiáng)度螺栓時，班前應(yīng)對定扭矩扳子進(jìn)行核校，合格后方能使用。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院(2) 安裝時注意以下幾點。 一個接頭上的高強(qiáng)螺栓，應(yīng)從螺栓群中部開始安裝，逐個擰緊。初擰、復(fù)擰、終擰都應(yīng)從螺栓群中部開始向四周擴(kuò)展逐個擰緊，每擰緊一遍均應(yīng)用不同顏色的油漆做上標(biāo)記，防止漏擰。終擰后應(yīng)用膩子封嚴(yán)四周，防止雨水侵入，初擰、復(fù)擰、終擰必須在同一天內(nèi)完成。 接頭如有高強(qiáng)度螺栓連接又有電焊連接時，是先緊固還是先焊接，應(yīng)按設(shè)計要求規(guī)定的順序進(jìn)行。當(dāng)設(shè)計無規(guī)定時，按先栓后焊的施工工藝順序進(jìn)行。 高強(qiáng)螺

28、栓應(yīng)自由穿入螺栓孔內(nèi)，高強(qiáng)度螺栓應(yīng)自由穿入孔內(nèi)，嚴(yán)禁用榔頭等工具強(qiáng)行打入或用扳手強(qiáng)行擰入螺孔，否則螺桿產(chǎn)生擠壓力，使扭矩轉(zhuǎn)化為拉力，使鋼板壓緊力達(dá)不到設(shè)計要求。 一個接頭多顆高強(qiáng)螺栓穿入方向應(yīng)一致。墊圈有倒角的一側(cè)應(yīng)朝向螺栓頭和螺母，螺母有圓臺的一面應(yīng)朝向墊圈，螺母和墊圈不應(yīng)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(cè)磨成15 緩坡，使間隙3mm 時，要加設(shè)填板，填板制孔、表面處理與母材相同。 當(dāng)氣溫低于10和雨、雪天氣時，在露天作業(yè)的高強(qiáng)螺栓應(yīng)停止作業(yè)。當(dāng)氣溫低于0時，應(yīng)先做緊固軸力實驗，不合格者，當(dāng)日應(yīng)停止作業(yè)。 高強(qiáng)螺栓緊固方法。高

29、強(qiáng)螺栓的緊固是用專門扳手?jǐn)Q緊螺母，使螺栓桿內(nèi)產(chǎn)生要求的拉力。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院大六角頭高強(qiáng)螺栓一般用兩種方法擰緊： 扭矩法和轉(zhuǎn)角法。 扭矩法分初擰和終擰二次擰緊，進(jìn)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(dá)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(dá)不到充分密貼，還要增加復(fù)擰。 轉(zhuǎn)角法也是以初擰和終擰二次進(jìn)行。初擰用扭矩法，終擰用轉(zhuǎn)角法。初擰用定扭矩扳子以終擰扭矩的50%80%進(jìn)行，使接頭各層鋼板達(dá)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(zhuǎn)動螺母一個角度，使螺栓達(dá)到終擰要求。轉(zhuǎn)動角度的大小在施工前由實驗確

30、定。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院扭剪型高強(qiáng)螺栓緊固也分初擰和終擰二次進(jìn)行。 初擰用定扭矩扳手，以終擰扭矩的50%80%進(jìn)行，使接頭各層鋼板達(dá)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(dá)到設(shè)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(zhuǎn)，螺母逐漸擰緊，梅花頭切口受剪力逐漸加大，螺母達(dá)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(dá)到要求的軸力，如圖7.18 所示湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院第四節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)高層建筑的制作和安裝一 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的制作由于鋼結(jié)構(gòu)高層建筑建筑工程規(guī)模大、構(gòu)件類型多，技

31、術(shù)復(fù)雜、制作工藝要求嚴(yán)格，一般均由專業(yè)工廠來加工制作，組織大流水作業(yè)生產(chǎn)。這樣做有利于結(jié)合工廠條件，便于采用先進(jìn)技術(shù)。鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)工藝流程如圖7.19 所示。 湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院1. 加工制作前的準(zhǔn)備工作1) 審查設(shè)計圖紙即核對圖紙中的構(gòu)件數(shù)量，各構(gòu)件的相對關(guān)系，接頭的細(xì)部尺寸等；審查構(gòu)件之間各部分尺寸有無矛盾，技術(shù)上是否合理，構(gòu)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(jìn)行。2) 繪制加工工藝圖一般根據(jù)設(shè)計文件及相應(yīng)的規(guī)范、規(guī)程等技術(shù)文件、材料供應(yīng)的規(guī)格(尺寸、重量、材料)，結(jié)合工廠加工設(shè)備的條件進(jìn)行。根據(jù)加工工藝圖，應(yīng)編制構(gòu)件制作的指導(dǎo)書。湖北

32、工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院3) 備料根據(jù)設(shè)計圖、加工工藝圖算出各種材質(zhì)、規(guī)格的材料凈用量，并根據(jù)構(gòu)件的不同類型和供貨條件，增加一定的損耗量。4) 鋼材的準(zhǔn)備檢驗鋼材材質(zhì)的質(zhì)量保證書；檢查鋼材的外形尺寸、鋼材的表面缺陷；檢驗鋼結(jié)構(gòu)用鋪助材料(包括螺栓、電焊條、焊劑、焊絲等)的化學(xué)成分，力學(xué)性能及外觀。5) 堆放檢驗合格的鋼材應(yīng)按品種、牌號、規(guī)格分類堆放，其底部應(yīng)墊平、墊高，防止積水。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院2. 零件加工1) 放樣 根據(jù)加工工藝圖，以11 的要求放出整個結(jié)構(gòu)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(jù)。 放樣應(yīng)在專門的鋼平臺或平板上進(jìn)行，樣板和樣桿是構(gòu)件加工的標(biāo)

33、準(zhǔn)，應(yīng)使用質(zhì)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(xué)土木與建筑學(xué)院2) 號料定義： 以放樣為依據(jù)，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(xué)土木與建筑學(xué)院3) 下料鋼材的下料方法有氣割、機(jī)械剪切、等離子切割和鋸切等，下料的允許偏差應(yīng)符合相應(yīng)的規(guī)定。(1) 氣割。定義：利用氧氣和燃料燃燒時產(chǎn)生的高溫熔化鋼材，并以高壓氧氣流進(jìn)行吹掃，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：于多頭切割和曲線切割。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院(2) 機(jī)械剪切定義：使用機(jī)械力(剪切、鋸割、磨削)切割，適合范

34、圍：于厚度在1216mm 以下鋼板的直線性切割。 常用機(jī)械有：剪板機(jī)、鋸床、砂輪機(jī)等。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院(3) 等離子切割 定義：利用特殊的割炬，在電流、氣流及冷卻水的作用下，產(chǎn)生高達(dá)20 00030 000的等離子孤線流實現(xiàn)切割；優(yōu)缺點：切割時不受材質(zhì)的限制，具有切割速度高、切口狹窄、熱影響區(qū)小，變形小且切割質(zhì)量好的特點； 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(xué)土木與建筑學(xué)院4) 制孔制孔分鉆孔和沖孔兩類 (1) 鉆孔。 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(jié)構(gòu)的節(jié)點，先預(yù)鉆一級孔眼的尺寸，在裝配完成調(diào)整好尺寸后，擴(kuò)成設(shè)

35、計孔徑；一次鉆成設(shè)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(diào)好位置，在鉆模內(nèi)鉆孔。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院(2) 沖孔。 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，否則易損壞沖頭。 優(yōu)缺點：沖孔效率高，但孔的周圍會產(chǎn)生冷作硬化，孔壁制質(zhì)量差，只用于次要連接。 使用設(shè)備：一般用沖床。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院5) 邊緣加工加工內(nèi)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(zhì)量而將鋼板邊刨成坡口；為了裝配的準(zhǔn)確性及保證壓力的傳遞，而將鋼板刨直或銑平；加工的方法：有刨邊、銑邊、鏟邊、碳弧氣刨、氣割坡口等；刨邊使用刨床，可

36、刨直邊也可刨斜邊；銑邊為端面加工，光潔度比刨邊差一些，用銑床加工；鏟邊可以用手工或風(fēng)鏟，加工精度較差；湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院6) 彎曲根據(jù)設(shè)計要求，利用加工設(shè)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。鋼板或型鋼冷彎的工藝方法有滾圓機(jī)滾彎、壓力機(jī)壓彎以及頂彎、拉彎等， (2) 熱彎。也稱煨彎，是將鋼材加熱到1 0001 100(暗黃色)時立即進(jìn)行煨彎，并在500550(暗黑色)之前結(jié)束。鋼材加熱如超過1 100。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院7) 變形矯正 鋼材在運輸、裝卸、堆放和切割過程中，有時會產(chǎn)生不同的彎曲波浪變形，如變形值超過規(guī)范規(guī)定

37、的允許值時，必須在下料以前及切割之后進(jìn)行變形矯正。(1) 人工矯正。 定義：人工矯正采用錘擊法，錘子使用木錘，如用鐵錘，應(yīng)設(shè)平墊；適用范圍：薄板或截面比較小的型鋼構(gòu)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(chǎn)生裂紋。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院(2) 機(jī)械矯正。 定義：機(jī)械矯正采用多錕平板機(jī)，利用上、下兩排錕子將板料的彎曲部分矯正調(diào)直；型鋼變形多采用型鋼調(diào)直機(jī)。 適合范圍：適用于一般板件和型鋼構(gòu)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(chǎn)生裂紋。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院(3) 火焰矯正。定義：用氧乙炔焰或其他火焰對構(gòu)件

38、或成品變形部位進(jìn)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(yīng)超過900。 適應(yīng)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(chǎn)生裂紋而不宜采用。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院3. 構(gòu)件的組裝和預(yù)拼裝1) 組裝 組裝是將設(shè)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(gòu)件。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院2) 預(yù)拼裝定義：由于受運輸、安裝設(shè)備能力的限制，或者為了保證安裝的順利進(jìn)行，在工廠里將多成品構(gòu)件按設(shè)計要求的空間設(shè)置試裝成整體，以檢驗各部分

39、之間的連接狀況，稱為預(yù)拼裝。種類：預(yù)拼裝一般分平面預(yù)拼裝和立體預(yù)拼裝兩種狀態(tài)，拼裝的構(gòu)件應(yīng)處于自由狀態(tài)，不強(qiáng)行固定。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院4. 成品涂裝、編號1) 涂裝 鋼結(jié)構(gòu)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(qiáng)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(qiáng)螺栓接頭處補(bǔ)刷防銹漆。涂刷前必須將構(gòu)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(jié)力，其方法、質(zhì)量等級見表7-10。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院2) 編號 涂裝完畢后，應(yīng)在構(gòu)件上標(biāo)記構(gòu)件的原編號，大型構(gòu)件應(yīng)表明重量、重心位置和定位標(biāo)記。5. 鋼構(gòu)件

40、驗收鋼構(gòu)件制作完成后應(yīng)按照施工圖和鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范(GB 502052002)、高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程(JGJ 991998)的規(guī)定進(jìn)行成品驗收。 (1) 產(chǎn)品合格證。(2) 鋼結(jié)構(gòu)施工圖和設(shè)計更改文件，設(shè)計變更的內(nèi)容在施工圖中相應(yīng)部位注明。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院(3) 鋼構(gòu)件制作過程中的技術(shù)協(xié)商文件。(4) 鋼材、連接材料和涂裝材料的質(zhì)量證明書和試驗報告。(5) 焊接工藝評定報告。(6) 高強(qiáng)度螺栓接頭處的摩擦系數(shù)試驗報告及涂層的檢測質(zhì)料。(7) 焊縫質(zhì)量無損檢驗報告。(8) 主要構(gòu)件驗收記錄和預(yù)拼裝記錄。(9) 構(gòu)件的發(fā)運和包裝清單。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院二 鋼結(jié)構(gòu)的

41、安裝1. 基本要求操作時除應(yīng)執(zhí)行國家現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范、鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范和高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范外，還應(yīng)注意以下幾點湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院 (1) 在鋼結(jié)構(gòu)詳圖設(shè)計階段，應(yīng)與設(shè)計單位和生產(chǎn)廠家相結(jié)合。(2) 安裝前，認(rèn)真編制施工組織設(shè)計，作為指導(dǎo)施工的技術(shù)文件； (3) 鋼結(jié)構(gòu)高層建筑安裝，應(yīng)在具有鋼結(jié)構(gòu)高層建筑安裝資格的責(zé)任工程師指導(dǎo)下進(jìn)行。(4) 安裝用的專用機(jī)具和檢測儀器，如塔式起重機(jī)、氣體保護(hù)焊機(jī)、手工弧旱機(jī)、氣割設(shè)備、碳弧氣刨、電動和手動高強(qiáng)螺栓扳手、超聲波探傷儀、激光經(jīng)緯儀、測厚儀、水平儀、風(fēng)速儀等，應(yīng)滿足施工要，并應(yīng)定期進(jìn)行檢驗。等)應(yīng)具有產(chǎn)品質(zhì)量證明書并符合設(shè)

42、計圖紙和有關(guān)規(guī)范規(guī)定。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院(5) 在確定安裝方法時，必須與土建、水電暖衛(wèi)、通風(fēng)、電梯等施工單位結(jié)合。(6) 鋼結(jié)構(gòu)高層建筑安裝時的主要工藝，如測量校正、厚鋼板焊接、高強(qiáng)螺栓節(jié)點的摩擦面加工及安裝工藝等，必須在施工前進(jìn)行工藝試驗，在其基礎(chǔ)上確定各項工藝參數(shù)，并編出各項操作工藝湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院2. 安裝前的準(zhǔn)備工作1) 技術(shù)準(zhǔn)備(1) 加強(qiáng)與設(shè)計單位的密切結(jié)合。確保設(shè)計圖紙實施的可能性，減少出圖后的設(shè)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(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃。(3) 編制施工組織設(shè)計。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院2) 施工組織與管理準(zhǔn)

43、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(jìn)行專業(yè)人員技術(shù)培訓(xùn)工作。(3) 進(jìn)行施工部署安排，對工期進(jìn)度、施工方法、質(zhì)量和安全要求等進(jìn)行全面交底湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院3) 物質(zhì)準(zhǔn)備(1) 各種機(jī)具、儀器的準(zhǔn)備。 塔式起重機(jī)。鋼結(jié)構(gòu)高層建筑的安裝采用的機(jī)械主要是塔式起重機(jī)。 焊接設(shè)備與輔助設(shè)備。焊接設(shè)備常用的有：焊接發(fā)電機(jī)、焊接整流器、焊接變壓器、埋弧焊機(jī)、明弧焊機(jī)，電渣焊機(jī)和栓釘焊機(jī)等，目前國產(chǎn)的電焊機(jī)種類很多，分直流和交流兩大類。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院 焊接設(shè)備與輔助設(shè)備。焊接設(shè)備常用的有：焊接發(fā)電機(jī)、焊接整流器、焊接變壓器、埋弧焊機(jī)、明弧焊機(jī)，電渣焊機(jī)和

44、栓釘焊機(jī)等，。 切割設(shè)備。一般下料、加工常用的切割設(shè)備有手動和自動割槍、各種切(氣)割機(jī)、切斷機(jī)、下料機(jī)、剪切機(jī)、聯(lián)合剪沖機(jī)等。壓型鋼板及薄鋼板的切割設(shè)備為空氣等離子弧切割機(jī)和空氣等離子弧切割機(jī)。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)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(jī)、用于清焊渣的風(fēng)動打渣機(jī)、電焊條保溫桶、焊接多用尺、用于預(yù)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(qiáng)螺栓扳子。 測量儀器與工具：激光經(jīng)緯儀和激光鉛直器(豎向投點，夜間作業(yè)放線)、經(jīng)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(shè)備與工具：千斤頂

45、、鐵扁擔(dān)、鋼絲繩及卡子、滑輪及附件等。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院(2) 按施工平面布置的要求，組織鋼構(gòu)件及大型機(jī)械進(jìn)場，并對機(jī)械進(jìn)行安裝及試運行。(3) 構(gòu)件的配套、預(yù)檢。 構(gòu)件配套按安裝流水順序進(jìn)行，以一個結(jié)構(gòu)安裝流水段為單元，將所有鋼構(gòu)件分別由堆場整理出來，集中到配套場地，在數(shù)量和規(guī)格齊全之后進(jìn)行構(gòu)件預(yù)檢和處理修復(fù)，然后根據(jù)安裝順序，分批將合格的構(gòu)件由運輸車輛供應(yīng)到工地現(xiàn)場。 鋼構(gòu)件在出廠前，制造廠根據(jù)制作規(guī)范、規(guī)定及設(shè)計圖紙的要求進(jìn)行產(chǎn)品檢驗，填寫質(zhì)量報告，實際偏差值。 (4) 安裝前，應(yīng)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(chǔ)標(biāo)高和基礎(chǔ)混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢查，待合

46、格后才能進(jìn)安裝。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院第五節(jié) 鋼結(jié)構(gòu)的防腐與防火一、 鋼結(jié)構(gòu)的防腐1. 鋼結(jié)構(gòu)的大氣腐蝕1) 鋼鐵的電化學(xué)腐蝕 鋼鐵的腐蝕在絕大多情況下是化學(xué)腐蝕過程。電氣化腐蝕是鋼鐵和介質(zhì)發(fā)生電氣化學(xué)反應(yīng)而引起的腐蝕，在金屬表面形成原電池是電氣化學(xué)腐蝕最主要的條件。2) 大氣腐蝕的機(jī)理鋼結(jié)構(gòu)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(xué)腐蝕過程。這種水膜實質(zhì)上是電解質(zhì)水膜，它是由于空氣中相對濕度大于一定數(shù)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(xué)土木與建筑學(xué)院3) 影響大氣腐蝕的因素(1) 空氣中的污染源：污染的大氣中含有的硫化物、氮化

47、物、碳化物，以及塵埃等污染物； (2) 相對濕度：相對濕度達(dá)到某一臨界點時，水分在金屬表面形成水膜，從而促進(jìn)了電化學(xué)過程的發(fā)展，表現(xiàn)出腐蝕速度迅速增加。(3) 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(xué)土木與建筑學(xué)院4) 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：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(shù)表現(xiàn)為均勻腐蝕；措施：進(jìn)行嚴(yán)格的工程設(shè)計和采取合理的防腐蝕措施，。(2) 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(shù)

48、情況下是相對較少的空隙； 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(xué)土木與建筑學(xué)院 (3) 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(zhì)存在時發(fā)生的局部腐蝕形態(tài)。(4) 應(yīng)力腐蝕：應(yīng)力腐蝕是指在拉伸應(yīng)力和腐蝕環(huán)境介質(zhì)共同作用產(chǎn)生的腐蝕現(xiàn)象。這里強(qiáng)調(diào)的是應(yīng)力和腐蝕的共同作用。因為產(chǎn)生腐蝕的介質(zhì)至多也只是很輕微的腐蝕性。(5) 電偶腐蝕：也稱之為雙金屬腐蝕。許多設(shè)備都是由多種金屬組合而成的，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)

49、 腐蝕疲勞：腐蝕疲勞是指材料或構(gòu)件受交變應(yīng)力和腐蝕環(huán)境共同作用產(chǎn)生的失效。如果鋼材在施工時除銹、防銹技術(shù)不好，或構(gòu)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(xué)土木與建筑學(xué)院5) 鋼材的耐腐蝕性(1) 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(jié)構(gòu)鋼材，應(yīng)盡量選用含碳和含硫量低的鋼材；(2) 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(dá)26 倍；(3) 耐候鋼的耐腐蝕性：其防腐蝕機(jī)理是借助其表面生成的穩(wěn)定的鐵銹來阻止銹蝕向內(nèi)部的入侵；(4) 鑄鐵的耐

50、腐蝕性：其耐腐蝕性能較低；湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院(5) 鍍鋅鋼材：鍍鋅鋼材在鋼結(jié)構(gòu)中的使用很廣泛，鍍鋅層的防銹機(jī)理是：形成致密的保護(hù)膜，防止環(huán)境中的腐蝕介質(zhì)與鋼鐵表面接觸；鋅的陰極保護(hù)作用，為最主要的防銹作用。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院2. 建筑結(jié)構(gòu)防腐蝕方法1) 鋼結(jié)構(gòu)防腐蝕設(shè)計的構(gòu)造要求(1) 中等腐蝕環(huán)境中的承重結(jié)構(gòu)：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(gòu)件的傳力焊縫，應(yīng)采用連續(xù)焊縫。角焊縫的焊腳尺寸不應(yīng)小于8mm 及所焊板件的厚度(當(dāng)板件厚度大于8mm 時)。(3) 鋼結(jié)構(gòu)所在室內(nèi)環(huán)境的濕度不宜過高，濕度在75%以下 (4) 鋼結(jié)構(gòu)節(jié)

51、點及連接構(gòu)造應(yīng)避免易于積灰和積濕的角、槽等，連接零件之間應(yīng)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(yīng)以C10 混凝土包覆，埋入部分表面應(yīng)做除銹處理；(6) 鋼結(jié)構(gòu)件直接與鋁合金金屬制品接觸時，會引起接觸電偶腐蝕，應(yīng)在構(gòu)件接觸表面涂12 道鉻酸鋅底漆及配套面漆阻隔，或設(shè)置絕緣層隔離，相互間的連接緊固件應(yīng)采用熱鍍鋅的緊固件。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)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) 抵御大氣腐蝕：(2) 減輕結(jié)構(gòu)自重：鋁合金網(wǎng)殼的自重要比同等跨度的鋼網(wǎng)殼至少要輕50%以上。(3) 提高建筑美學(xué)效

52、果：。3) 長效防腐蝕方法(1) 熱浸渡鋅：熱浸鋅是將除銹后在鋼結(jié)構(gòu)件浸入600高溫融化的鋅液中，使鋼構(gòu)件表面附著鋅層，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(xué)土木與建筑學(xué)院(2) 熱噴鋁(鋅)復(fù)合涂層：先對構(gòu)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(gòu)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(xì)孔，以形成復(fù)合涂層。4) 涂料防護(hù) 涂料防護(hù)是一種價格適中、施工方便、效果顯著及適用性強(qiáng)的防腐蝕方法，在鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕應(yīng)用中最為廣泛。由于建筑鋼結(jié)

53、構(gòu)多為室內(nèi)結(jié)構(gòu)，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，用涂料進(jìn)行防腐蝕，可以保持2030 年的防護(hù)效果。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院5) 常用涂料品種(1) 瀝青涂料；(2) 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：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(yīng)用受到一定限制。(4) 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(xué)土木與建筑學(xué)院6) 鋼結(jié)構(gòu)重防腐涂料重防腐涂料是相對一

54、般防腐蝕涂料而言的。它是指在嚴(yán)酷的腐蝕條件下，防腐蝕效果比一般腐蝕涂料高數(shù)倍以上的防腐蝕涂料。其特點是耐強(qiáng)腐蝕介質(zhì)性能優(yōu)異，耐久性突出，使用壽命達(dá)數(shù)年以上。目前常用的鋼結(jié)構(gòu)重防腐蝕涂料見表7-16。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院(1) 改性醇酸重防腐蝕涂料；(2) 環(huán)氧重防腐蝕涂料：環(huán)氧重防腐蝕涂料區(qū)別于原有的環(huán)氧防腐蝕涂料，結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的實際情況，在耐蝕性能、適用低表面處理的鋼材、低溶劑含量、高固體涂料、優(yōu)良的干燥性能等技術(shù)方面已有提高；(3) 富鋅涂料：環(huán)氧富鋅底漆防腐蝕性能優(yōu)良，與鋼材的附著力強(qiáng)，與環(huán)氧云鐵中間漆和其他高性能面漆也有著很好的黏結(jié)力。無機(jī)富鋅底漆開發(fā)出三個類別，即水溶性后固化

55、無機(jī)富鋅底漆、水溶性自固化無機(jī)富鋅底漆、醇溶性自固化無機(jī)富鋅底漆。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院(4) 玻璃鱗片涂料：以具有良好的耐化學(xué)性能的玻璃鱗片作為主要防銹顏料的涂料，稱之為玻璃鱗片涂料。涂層的抗?jié)B透性能強(qiáng)、附著力強(qiáng)、耐熱、耐寒性能好、耐磨性能突出及其他力學(xué)性能，再配合優(yōu)良性能的樹脂組成的玻璃鱗片涂料，有優(yōu)異的重防腐蝕性能；(5) 超耐候性防腐蝕面漆：有日本發(fā)展的氟樹脂面漆，歐美將發(fā)展的聚硅氧烷技術(shù)。氟樹脂面漆多用聚氨酯來改性，耐候性能可以達(dá)到10 年以上，而光澤沒有大的變化；湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院(6) 金屬質(zhì)感面漆：鋼結(jié)構(gòu)建筑以往把白色作首選面漆顏色，現(xiàn)在一般用金屬質(zhì)感的面漆。在涂膜

56、中采用云母化鐵和鋁粉顏料可達(dá)到這種效果。如聚氨酯改性醇酸云鐵面漆，雙組分丙烯酸低光澤云鐵灰面漆等。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院7) 涂料的配套性一般涂料產(chǎn)品的配套以相同品種為最好，如：醇酸底漆配醇酸面漆、氯化橡膠涂料配氯化橡膠涂料等， 常見的不同涂料配套主要有以下幾種：環(huán)氧底漆/中間漆+氯化橡膠面漆；環(huán)氧底漆/中間漆+丙烯酸面漆；環(huán)氧底漆/中間漆+聚氨酯面漆；環(huán)氧底漆/中間漆+含氟聚氨酯面漆/聚硅氧烷涂料；無機(jī)富鋅底漆+環(huán)氧中間漆/面漆；環(huán)氧富鋅+氯化橡膠/高氯化聚乙烯中間漆/面漆。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院不能配套的涂料類別有：富鋅底漆(環(huán)氧和無機(jī)富鋅)上面不能涂油性和醇酸類，否則會引起漆膜皂

57、化而使醇酸漆剝皮脫落；醇酸底漆上面涂氯化橡膠/環(huán)氧/聚氨酯等含強(qiáng)溶劑的涂料，會引起起皺、開裂、剝落等問題。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院二 鋼結(jié)構(gòu)的防火1. 鋼結(jié)構(gòu)在燃燒中的特點 鋼結(jié)構(gòu)在火的作用下是不會燃燒的； 當(dāng)?shù)竭_(dá)一個臨界點溫度538時，就會顯著地降低強(qiáng)度而失去承載力；而且鋼材的熱導(dǎo)率高，在大火中，熱量會在鋼材內(nèi)部迅速傳遞，由火焰直燒處很快地影響到臨近的低溫部分； 后果：鋼結(jié)構(gòu)建筑受到大火的作用，很快就會變形坍塌，根本沒有滅火的時間，最多只能撲滅余火； 火災(zāi)后的鋼結(jié)構(gòu)失去了強(qiáng)度且會變形成為麻火狀，已經(jīng)沒有使用價值，因此鋼結(jié)構(gòu)建筑一旦損壞也就無法修復(fù)； 火災(zāi)的影響很大，會造成大量的人員傷亡和財

58、產(chǎn)損失，社會影響極大。 湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院典型案例： 2001 年震驚世界的“911”事件中被飛機(jī)撞毀的紐約世界貿(mào)易大廈雙子樓，事后專家分析，飛機(jī)其實并沒有將大廈撞倒，而是由于飛機(jī)在撞到大樓的同時破壞了大樓鋼結(jié)構(gòu)上的防火涂層，并爆炸起火，使得鋼結(jié)構(gòu)暴露在熊熊烈火中，一個多小時后，結(jié)構(gòu)軟化，強(qiáng)度喪失，終于承載不動如此沉重的重量，轟然倒下，造成幾千人命喪廢墟，損失多達(dá)幾百億美元。據(jù)此，只有15min 耐火極限的鋼結(jié)構(gòu)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到國家規(guī)定的防火規(guī)范要求，會很快失去其承載能力。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院2. 鋼結(jié)構(gòu)的火災(zāi)防治1) 防治的意義 在發(fā)生火災(zāi)時因高溫作用下很快失效倒塌，耐火極限僅15

59、min。若采取措施，對鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行保護(hù)，使其在火災(zāi)時溫度升高不超過臨界溫度，鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中就能保持穩(wěn)定性。 進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)防火具有的意義如下：減輕鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中的破壞；免鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中整體倒塌造成人員傷亡；減少火災(zāi)后鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)損失。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院2) 保護(hù)措施對鋼結(jié)構(gòu)采取的保護(hù)措施：截流法和疏導(dǎo)法。(1) 截流法。 定義：阻滯火災(zāi)產(chǎn)生的熱流量的向構(gòu)件的傳輸，從而使構(gòu)件在規(guī)定的時間內(nèi)溫升不超過其臨界溫度，這些方法的共同特點是設(shè)法減少傳到構(gòu)件熱流量，因而稱之為截流法。類型：分為噴涂法、包封法、屏蔽法和水噴淋法湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院(2) 疏導(dǎo)法 定義：與截流法不同，疏導(dǎo)法允許熱量傳到構(gòu)

60、件上，然后設(shè)法把熱量導(dǎo)走或消耗掉，同樣可使構(gòu)件溫度不至升高到臨界溫度，從而起到保護(hù)作用。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院3. 防火涂料1) 防火原理一是涂層對鋼基材起屏蔽作用，使鋼結(jié)構(gòu)不至于直接暴露在火焰高溫中；二是涂層吸熱后部分物質(zhì)分解放出的水蒸汽或其他不燃?xì)怏w，起到消耗熱量、降低火焰溫度和燃燒速度、稀釋氧氣的作用； 三是涂層本身多孔輕質(zhì)和受熱后形成炭化泡沫層，阻止了熱量迅速向鋼基材傳遞，推遲了鋼基材強(qiáng)度的降低，從而提高了鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限。湖北工業(yè)大學(xué)土木與建筑學(xué)院2) 防火涂料的分類(1) 接防火原理分有膨脹型和非膨脹型兩大類。 非膨脹型：非膨脹型防火涂料是通過下述作用來防火的，其一是涂層自身的