1 钢结构施工技术 一、钢结构材料 1、钢结构工程中，常用钢材有普通碳素钢、优质碳素钢、普通低合金钢等三种。 2、钢材的品种、规格、性能等应符合现行国家产品标准和设计要求。进口钢材产品的质量应符合设计和合同规定标准的要求。 3、钢材进场正式入库前必须严格执行检验制度，经检验合格的钢材方可办理入库手续。 4、钢材的堆放要便于搬运，要尽量减少钢材的变形和锈蚀，钢材端部应树立标牌，标牌应标明钢材规格、钢号、数量和材质验收证明书。 二、钢结构构件的制作加工 （一）准备工作 钢结构构件加工前，应先进行详图设计、审查图纸、提料、备料、工艺试验和工艺规程的编制、技术交底等工作。 （二）钢结构构件生产的工艺流程和加工 1、放样：包括核对图纸的安装尺寸和孔距，以1:1大样放出节点，核对各部分的尺寸，制作样板和样标作为下料、弯制、铣、刨、制孔等加工的依据。 2、号料：包括检查核对材料，在材料上画出切割、铣、刨、制孔等加工位置，打冲孔，标出零件编号等。号料应注意以下问题：（1）根据配料表和样板进行套裁，尽可能节约材料。（2）应有利于切割和保证零件质量。（3）当工艺有规定时，应按规定取料。 3、切割下料：包括氧割（气割）、等离子切割等高温热源的方法和使用机切、冲模落料和锯切等机械力的方法。 4、平直矫正：包括型钢矫正机的机械矫正和火焰矫正等。 5、边缘及端部加工：方法有铲边、刨边、铣边、碳弧气刨、半自动和自动气割机、坡口机加工等。 6、滚圆：可选用对称三轴滚圆机，不对称三轴滚圆机和四轴滚圆机等机械进行加工。 7、煨弯：根据不同规格材料可选用型钢滚圆机、弯管机、折弯压力机等机械进行加工。当采用热加工成型时，一定要控制好温度，满足规定要求。 8、制孔：包括铆钉孔、普通螺栓连接孔、高强螺栓连接孔、地脚螺栓孔等。制孔通常采用钻孔的方法，有时在较薄的不重要的节点板、垫板、加强板等制孔时也可采用冲孔。钻孔通常在钻床上进行，不便用钻床时，可用电钻、风钻和磁座钻加工。 9、钢结构组装：方法包括地样法、仿形复制装配法、立装法、胎模装配法等。 10、焊接：是钢结构加工制作中的关键步骤，要选择合理的焊接工艺和方法，严格按要求操作。 11、摩擦面的处理：可选用喷丸、喷砂、酸洗、打磨等方法，严格按设计要求和有关规定进行施工。 12、涂装：严格按设计要求和有关规定进行施工。 三、钢结构构件的连接 钢结构的连接方法有焊接、普通螺栓连接、高强螺栓连接和铆接。 （一）焊接 1、建中工程中钢结构常用的焊接方法：按焊接的自动化程度一般分为手工焊接、半自动焊接和自动化焊接三种。 2、钢材的可焊性：是指在适当的设计和工作条件下，材料易于焊接和满足结构性能的程度。可焊性常常 2

受钢材的化学成分、轧制方法和板厚等因素影响。为了评价化学成分对可焊性的影响，一般用碳当量（Ceq）表示，Ceq 越小，钢材的淬硬倾向越小，可焊性就越好；反之，碳当量越大，钢材的淬硬倾向越大，可焊性就越差。 3、根据焊接接头的连接部位，可以将融化焊接头分为：对接接头、角接接头、T形接头和十字接头、搭接接头和塞焊接头等。 4、焊接是一种局部加热的工艺过程。被焊构件将不可避免的产生焊接应力和焊接变形，将不同程度的影响焊接结构的性能。因此在焊接时应合理选择焊接方法、条件、顺序和预热等工艺措施，尽可能把焊接应力和焊接变形控制到最小。必要时应采取合理措施，消减焊接残余应力和变形。 5、根据设计要求、接头形式、钢材牌号和等级等合理选择、使用和包管号焊接材料和焊剂、焊接气体。 6、对于全熔透焊接接头中的T形、十字形、角接接头，全焊透结构应特别注意Z向撕裂问题，尤其在板厚较大的情况下，为了防止Z向层状撕裂，必须对接头处的焊缝进行补强角焊，补强焊脚尺寸一般应大于t/4（t为较厚钢板的厚度）和小于10mm。当其翼缘板厚度等于或大于40mm时，设计宜采用抗层状撕裂的钢板，钢板的厚底方向性能级别应根据工程的结构类型、节点形式及板厚和受力状态等具体情况选择。 7、焊接缺陷通常分为6类：裂纹、孔穴、固体夹渣、未熔合、未焊透、形状缺陷和其他缺陷。缺陷产生的原因和处理方法为： 裂纹：通常有热裂纹和冷裂纹之分。产生热裂纹的原因是母材抗裂性能差、焊接材料质量不好、焊接工艺参数选择不当、焊接内应力过大等；产生冷裂纹的主要原因是焊接结构设计不合理、焊缝布置不当、焊接工艺措施不合理，如焊前未预热、焊后冷却快等。处理方法是在裂纹两端钻止裂孔或铲除裂纹处的焊缝金属，进行补焊。 孔穴：通常分为气孔和弧坑缩孔两种。产生气孔的主要原因是焊条药皮损坏严重、焊条和焊剂未烘烤、母材有油污或锈和氧化物、焊接电流过小、弧长过长，焊接速度太快等，其处理方法是铲去气孔处的焊缝金属，然后补焊。产生弧坑缩孔的主要原因是焊接电流太大且焊接速度太快、息弧太快，未反复向息弧处补充填充金属等，处理方法是在弧坑处补焊。 固体夹杂：有夹渣和夹钨两种缺陷。产生夹渣的主要原因是焊接材料质量不好、焊接电流太小、焊接速度太快、熔渣密度太大、阻碍熔渣上浮、多层焊时熔渣未清除干净等，其处理方法是铲除夹渣处的焊缝金属，然后补焊。产生夹钨的主要原因是氩弧焊时钨极与熔池金属接触，其处理方法是挖去夹钨处缺陷金属，重新补焊。 未熔合、未焊透：产生的主要原因是焊接电流太小、焊接速度太快、坡口角度间隙太小、操作技术不佳等。对于未熔合的处理方法是铲除未熔合处的焊缝金属后补焊。对于未熔透的处理方法是对开敞性好的结构的单面未焊透，可在焊缝背面直接补焊。对于不能直接焊补的重要焊件，应铲去未焊透的焊缝金属，重新焊接。 形状缺陷：包括咬边、焊瘤、下塌、根部收缩、错边、角度偏差、焊缝超高、表面不规则等。 产生咬边的主要原因是焊接工艺参数选择不当，如电流过大、电弧过长等；操作技术不正确，如焊枪角度不对，运条不当等；焊条药皮端部的电弧偏吹；焊接零件的位置安放不当等。其处理方法是轻微的、浅的咬边可用机械方法修锉，使其平滑过度；严重的、深的咬边应进行补焊。 产生焊瘤的主要原因是焊接工艺参数选择不正确、操作技术不佳、焊件位置安放不当等。其处理方法是用铲、锉、磨等手工或机械方法除去多余的堆积金属。 3

其他缺陷：主要有电弧擦伤、飞溅、表面撕裂等。 （二）螺栓连接 钢结构中使用的连接螺栓一般分为普通螺栓和高强螺栓两种。 1.普通螺栓 （1）常用的普通螺栓有六角螺栓、双头螺栓和地脚螺栓。 （2）φ50以下的螺栓孔必须钻孔成型，φ50以上的螺栓孔可以采用数控气割制孔，严禁气割扩孔。对于精制螺栓（A、B级螺栓），必须是一类孔；对于粗制螺栓（C级螺栓），螺栓孔为二类孔。 （3）普通螺栓作为永久性连接螺栓时，应符合下列要求： 1）、螺栓头和螺母（包括螺栓）应和结构件的表面及垫圈密贴。 2）、螺栓头和螺母下面应放置平垫圈，以增大承压面。 3）、每个螺栓一端不得垫两个以上的垫圈，并不得采用大螺母代替垫圈。螺栓拧紧后，外露丝扣不应少于2扣。 4）、对于设计有要求防松动的螺栓应采用有防松动装置的螺栓（即双螺母）或弹簧垫圈，或用人工方法采取放松动措施（如将螺栓外露丝扣打毛或将螺母与外露螺栓点焊等）。 5）、对于动荷载或重要部位的螺栓连接应按设计要求放置弹簧垫圈，弹簧垫圈必须设置在螺母一侧。 6）、对于工字钢和槽钢翼缘之类上倾斜面的螺栓连接，应放置斜垫圈垫平，使螺母和螺栓的头部支撑面垂直与螺杆。 7）、使用螺栓等级、规格、长度、材质等符合设计要求。 （4）、普通螺栓常用的连接形式有平接连接、搭接连接和T形连接。螺栓排列主要有并列和交错排列两种形式。 （5）、普通螺栓的紧固：螺栓的紧固次序应从中间开始，对称向两边进行。螺栓的紧固施工以操作者的手感及连接接头的外形控制为准，对大型接头应采用复拧，即两次紧固方法，保证接头内各个螺栓能均匀受力。 （6）、永久性螺栓紧固质量，可采用锤击法检查，即用0.3Kg小锤，一手扶螺栓头（或螺母），另一手用锤敲，要求螺栓头（螺母）不偏移、不颤动、不松动，锤声比较干脆；否则，说明螺栓紧固质量不好，需要重新紧固施工。 2、高强螺栓 （1）高强度螺栓按连接形式通常分为摩擦连接、张拉连接和承压连接等，其中，摩擦连接是目前广泛采用的基本连接形式。 （2）安装高强度螺栓前，应做好接头摩擦面清理，摩擦面应保持干燥、整洁，不应有飞边、毛刺、焊接飞溅物、焊疤、氧化铁皮、污垢等，处设计要求外摩擦面不应涂漆。 施工前应对大六角头螺栓的扭矩系数、牛腱型螺栓的紧固轴力和摩擦面抗滑移系数进行复核，并对使用的扭矩扳手应按规定进行校准，搬迁应对标定的扭矩扳手校核，合格后方能使用。 （3）高强度螺栓连接应在其结构架设调整完毕后，再对接合件进行矫正，消除接合件的变形、错位和错孔，接合部摩擦面贴紧后，进行安装高强度螺栓。对每一个连接接头，应先用临时螺栓或冲钉定位，严禁把高强度螺栓作为临时螺栓使用。高强度螺栓的穿入，应在结构中心位置调正后进行，其穿入方向应以施工方便为准，每个节点整齐一致；螺母、垫圈均有方向要求，要注意正反面。高强度螺栓的安装应能自由穿入孔，严禁强行穿入。高强度螺栓连接中连接钢板的孔径略大于螺栓直径，并必须采取钻孔成型。高强度螺栓终拧后，螺栓丝扣外露应为2~3扣，其中允许有10%的螺栓丝扣外露1扣或4扣。 4

（4）高强度螺栓的紧固方法 高强度螺栓的紧固方法是用专门扳手拧紧螺母，使螺杆内产生要求的拉力。具体为：大六角头刚强度螺栓的紧固：一般用两种方法拧紧，即扭矩法和转角法。 扭矩法是用能控制紧固扭矩的专用扳手施加扭矩，使螺栓产生预定的拉力。具体宜通过初拧、复拧和终拧达到紧固。如钢板较薄，板层较少，也可只作初拧和终拧。终拧前接头处各层钢板应密贴。初拧扭矩为施工扭矩的50%左右，复拧扭矩等于或略大于初拧扭矩，终拧扭矩等于施工扭矩。 转角法也宜通过初拧、复拧和终拧达到紧固。初拧、复拧可参照扭矩法，终拧是将复拧（或初拧）后的螺母再转动一个角度，使螺栓杆轴力达到设计要求。转动角度的大小在施工前按有关要求确定。 扭剪型高强度螺栓的紧固也宜通过初拧、复拧和终拧达到紧固。初拧、复拧用定扭矩扳手，可参照扭矩法。终拧宜用电动扭剪扳手把梅花头拧掉，使螺栓杆轴力达到设计要求。 （5）高强度螺栓的安装顺序：应从刚度大的部位向不受约束的自由端进行。一个接头上的高强度螺栓，初拧、复拧、终拧都应从螺栓群中部开始向四周扩展逐个拧紧，每拧一遍均应用不同颜色的油漆做上标记，防止漏拧。同一接头中高强度螺栓的初拧、复拧、终拧应在24h内完成。 接头如有高强度螺栓连接又有电焊连接时，是先紧固高强度螺栓还是先焊接应按设计规定进行；如设计无规定时，宜按先紧固高强度螺栓后焊接（即先栓后焊）的施工工艺顺序进行。 （6）高强度螺栓连接中，钢板摩擦面的处理方法通常有喷丸法、酸洗法、砂轮打磨法和钢丝刷人工除锈法等。 （7）施工注意事项： 1）高强度螺栓超拧应更换，并废弃换下来的螺栓，不得重复使用。 2）严禁用火焰或电焊切割高强度螺栓梅花头。 3）安装中的错孔、漏孔不应用气割扩孔、开孔。错孔可用铰刀扩孔，扩孔数量应征得设计同意，扩孔后的孔径不应超过1.2d（d为螺栓直径）。漏孔采用机械钻孔。