1、 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容第六章第六章 鋼結構工程鋼結構工程鋼結構工程，是指以鋼鐵為基材，經過機械加工組裝而成的結構，包括：工業廠房、高層建筑、塔桅、橋梁等。鋼結構特點：強度高、結構輕、施工周期短、精度高、材料可回收利用等。1 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容2 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容第一節第一節 鋼結構加工工藝鋼結構加工工藝一、鋼結構加工前的準備材料準備；技術準備： 施工詳圖設計、工藝規程設計。（一)放樣 根據詳圖或圖樣 要求的 形狀、尺寸，按照1:1把“產品、零件、或部件”的實形，畫在放樣臺或平板上，求取實長并制成樣板的過程，求取實長并制成樣

2、板的過程。對比較對比較復雜的殼體零、部件，還需要作圖展開。復雜的殼體零、部件，還需要作圖展開。3二、鋼結構的放樣、號料與下料放樣、號料是整個鋼結構制作工藝中的第一道工序。為了提高放樣、號料 的精度和效率，應采用計算機輔助設計。 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容（二）號料 用樣板在鋼板上畫出構件的實樣，并打上各類的加工記號，為鋼材的切割下料做準備。4（三）切割下料l切割的目的就是將放樣和號料的零件形狀從原材料上進行下料分離。l鋼材切割可以通過切削、沖剪、摩擦機械力和熱切割來實現。l常用的切割方法有：機械剪切、氣割和等離子切割，三種方法。 機械切割法：（剪板機、聯合沖剪機、弓鋸床、砂輪機

3、割機、等） 利用上、下兩剪刀的相對運動來切斷鋼材，或利用鋸片的切削運動把鋼材分離，或利用鋸片與工件間的摩擦發熱使金屬熔化而被切斷。 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容5 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容三、構件加工（一）矯正鋼材使用前矯正的原因：l材料內部的殘余應力及存放、運輸、吊運不當等原因，會引起鋼材原材料變形；l在加工成型過程中，由于操作和工藝原因會引起成型件變形；l構件連接過程中會存在焊接變形等。 為了保證鋼結構的制作及安裝質量，必須對不符合技術標準的材料、構件進行矯正。鋼結構的矯正，就是通過外力或加熱作用，使鋼材較短部分的纖維伸長；或使較長的纖維縮短，以迫使鋼材反變

4、形，使材料或構件達到平直及一定幾何形狀的要求并符合技術標準的工藝方法。矯正的形式主要有矯直、矯平、矯形三種。l矯正按外力來源分為：火焰矯正、機械矯正、手工矯正等；矯正按外力來源分為：火焰矯正、機械矯正、手工矯正等；l按矯正時鋼材的溫度分為：熱矯正、冷矯正。按矯正時鋼材的溫度分為：熱矯正、冷矯正。6 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容1火焰矯正 利用火焰對鋼材進行局部加熱，被加熱處理的金屬由于膨脹受阻而產生壓縮塑性變形，使較長的金屬纖維冷卻后縮短而完成的。影響火焰矯正效果的因素有三個：火焰加熱位置、加熱的形式、加熱的熱量?；鹧婕訜岬奈恢脩x擇在金屬纖維較長的部位。加熱的形式有點狀加熱、線

5、狀加熱和三角形加熱三種。用不同的火焰熱量加熱，可獲得不同的矯正變形的能力。低碳鋼和普通低合金結構鋼構件用火焰矯正時，常采用600800C的加熱溫度。7 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容2機械矯正鋼材的機械矯正：是在專用矯正機上進行的。機械矯正的實質：使彎曲的鋼材在外力作用下產生過量的塑性變形，以達到平直的目的。機械矯正的優點：作用力大、勞動強度小、效率高。鋼材的機械矯正的方法：拉伸機矯正、壓力機矯正、多輥矯正機矯正等。拉伸機矯正適用于薄板扭曲、型鋼扭曲、鋼管、帶鋼和線材等的矯正。 壓力機矯正適用于板材、鋼管和型鋼的局部矯正。多輥矯正機可用于型材、板材等的矯正。8 土木工程施工 第六章

6、 鋼結構工程 課程內容3手工矯正鋼材的手工矯正：采用錘擊的方法進行，操作簡單靈活。手工矯正特點：矯正力小、勞動強度大、效率低而用于矯正尺寸較小的鋼材。在缺乏或不便使用矯正設備時采用。4. 鋼材、或構件的矯正注意事項：鋼材在低溫情況下，不得進行冷矯正（碳素結構鋼 16時，低合金結構鋼 12）。冷矯正和冷彎曲的最小曲率半徑和最大彎曲矢高應符合有關的規定。矯正時，應盡量避免損傷鋼材表面，其劃痕深度不得大于0.5mm，且不得大于該鋼材厚度負偏差的 12 。9 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容（二）彎卷成型 1鋼板卷曲鋼板卷曲，是通過旋轉輥軸對板料進行連續三點彎曲所形成的。l當制件曲率半徑較大

7、時，可在常溫狀態下卷曲；l如制件曲率半徑較小或鋼板較厚時，則需在鋼板加熱后進行。鋼板卷曲按其卷曲類型可分為單曲率卷制和雙曲率卷制。l單曲率卷制包括對圓柱面、圓錐面和任意柱面的卷制，操作簡便，較常用。l雙曲率卷制可實現球面、雙曲面的卷制。10 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容 （1）預彎板料進行預彎，使剩余直邊彎曲到所需的曲率半徑后再卷曲。預彎可在三輥、四輥或預彎壓力機上進行。鋼板卷曲工藝包括預彎、對中和卷曲三個過程。11 （2）對中將預彎的板料置于卷板機上彎曲時，為防止產生歪扭，使板材的縱向中心線 與 輥軸軸線保持嚴格的平行。 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容（3）卷曲 采

8、用多次進給法卷曲。利用上輥筒(三輥機)或側輥筒(四輥機) 位置的調節使板料發生初步的彎曲，然后來回滾動而卷曲。當板料移至邊緣時，根據板邊和準線檢查板料位置是否正確。逐步壓下上輥并來回滾動，使板料的曲率半徑逐漸減小，直至達到規定的要求。122管材彎曲3型材彎曲型鋼彎曲時，由手截面重心線與力的作用線不在同一平面上，同時型鋼除受彎曲力矩外還受扭矩的作用，所以型鋼斷面會產生畸變?；兂潭热Q于應力的大小，而應力的大小又取決于彎曲半徑。彎曲半徑越小，則畸變程度越大，為了控制應力與變形，應控制最小彎曲半徑。如果制件的曲率半徑較大，一般采用冷彎；反之則采用熱彎。 根據被彎管材的 界面尺寸和彎曲半徑，分為：形

9、彎在形彎設備上、通過成形模具，連續彎曲管材；壓彎截面尺寸較大的管材，油壓機與成形模具，逐步壓彎成形；中頻彎截面尺寸較大、彎曲曲率較小的管材，采用中頻電流瞬間加熱 需彎曲段、并在外力作用下按要求彎曲。 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容（三）邊緣加工n在鋼結構制造中，經過剪切或氣割過的鋼板邊緣，其內部結構會發生硬化和變態。n為了保證橋梁或重型吊車梁等重型構件的質量，需要對邊緣進行加工，其刨切量不應小于2.0mm。此外，為了保證焊縫質量，考慮到裝配的準確性，要將鋼板邊緣刨成或鏟成坡口，往往還要將邊緣刨直或銑平。邊緣加工的部位包括：l吊車梁翼緣板、支座支撐面等具有工藝性要求的加工面；l設計圖

10、紙中有技術要求的焊接坡口；l尺寸精度要求嚴格的加勁板、隔板、腹板及有孔眼的節點板等。l常用的邊緣加工方法有鏟邊、刨邊、銑邊和碳弧電氣刨邊四種。13 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容14（四）其他工藝1折邊在鋼結構制造過程中，常把構件的邊緣壓彎成傾角或一定形狀的操作過程稱為折邊。這類工件的彎曲折邊常利用折邊機進行。折邊用于薄板構件，有較長的彎曲線和很小的彎曲半徑。薄板經折邊后可以大大提高結構的強度和剛度。 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容2模具壓制在鋼結構制孔中包括：鉚釘孔、普通螺栓連接孔、高強度螺栓孔、地腳螺栓孔等，制孔方法有：沖孔、鉆孔，兩種。l鉆孔適用任何規格的鋼板、型

11、鋼的孔加工。使用鉆床、電鉆、風鉆等加工。l鉆孔的特點：切削方法，孔壁損傷小、孔位精度高。153制孔在壓力設備上 利用模具 使鋼材成形。 模具的形狀尺寸與制造質量，決定成形質量按加工工序，模具分：沖裁模、彎曲模、拉伸模、壓延模，4種。火焰割孔：當地腳螺栓孔與螺栓的間距較大、孔徑大于50mm時采用。 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容第二節第二節 鋼結構的拼裝與連接鋼結構的拼裝與連接由于受運輸、吊裝等條件的限制，有時構件要分段出廠。為了保證安裝的順利進行，應根據構件或結構的復雜程序和設計要求，在出廠前進行預拼裝：管結構為立體預拼裝（可設卡、夾具），其他結構一般均為平面拼裝（構件應處于自由狀

12、態、不得強行固定）。一、工廠預拼裝在預拼裝時，對螺栓連接的節點板除檢查各部位尺寸外，還應用試孔器檢查板疊孔的通過率。預拼裝檢查合格后，對上、下定位中心線、標高基準線、交線中心點等應標注清楚、準確。 構件的方法：焊接、鉚接、螺栓連接。16 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容預拼裝的允許偏差應符合規定，如表：17 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容二、焊接施工方法（一）概述焊接：是將需要連接的構件在連接部分加熱到熔化狀態后使它們連接起來的加工方法；有時也在半熔化狀態下加壓力使它們連接，或在其間加入其他熔化狀態的金屬使它們冷卻后連成一體的加工工藝方法。焊接的優點：在構件上不需要鉆孔，

13、構造簡單、加工容易，而且還不削弱構件截面。焊接方法的選擇應考慮焊接構件的材質和厚度、接頭的形式和焊接設備；焊接的效率和經濟性；焊接質量的穩定性。1建筑鋼結構焊接的一般要求18 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容二、焊接施工方法（一）概述19建筑鋼結構的焊接方法有：手工電弧焊、埋弧焊、熔化極氣體保護焊、電渣焊、螺柱焊（栓釘焊）。 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容（二）焊接施工電弧焊是工程中應用最普遍的焊接形式。1焊接接頭焊接接頭（按焊接方法）分為：熔化接頭、電渣焊接頭兩大類。焊接接頭形式，見表所示。20 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容2焊縫形式（1）焊縫形式按施焊的

14、空間位置分為：平焊縫、橫焊縫、立焊縫、仰焊縫，四種形式，如圖。平焊的熔滴靠自重過渡，操作簡單，質量穩定；橫焊時，由于重力熔化金屬容易下淌，而使焊縫上側產生咬邊，下側產生焊瘤或未焊透等缺陷；立焊焊縫成形更加困難，易產生咬邊、焊瘤、夾渣、表面不平等缺陷；仰焊時，必須保持最短的弧長，因此常出現未焊透、凹陷等質量問題。21 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容2焊縫形式平焊的熔滴靠自重過渡，操作簡單，質量穩定；橫焊時，由于重力熔化金屬容易下淌，而使焊縫上側產生咬邊，下側產生焊瘤或未焊透等缺陷；立焊焊縫成形更加困難，易產生咬邊、焊瘤、夾渣、表面不平等缺陷；仰焊時，必須保持最短的弧長，因此常出現未焊

15、透、凹陷等質量問題。22（2）焊縫按結合形式，可分為：對接焊縫、角焊縫和塞焊縫 三種，如圖。 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容3焊接工藝參數的選擇 手工電弧焊的焊接工藝參數：焊條直徑、焊接電流、電弧電壓、焊接層數、電源種類及極性、等。焊條直徑的選擇依據：焊件厚度、接頭形式、焊縫位置、焊接層次 等因素。一般情況，可根據下表按焊件厚度選擇焊條直徑，并傾向于選擇較大直徑的焊條。平焊時，直徑可大一些；立焊時，所用焊條直徑不超過5mm；橫焊和仰焊時，所用直徑不超過4mm；開坡口多層焊接時，為了防止產生未焊透的缺陷，第一層焊縫宜采用直徑為3.2mm的焊條。23（1） 焊條直徑（2） 焊接電流焊接

16、電流的選擇依據：焊條的類型、直徑，焊縫空間位置，焊件的厚度、接頭形式 等。 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容4焊接前的準備焊前準備包括：坡口制備、預焊部位清理、焊條烘干、預熱、預變形及高強度鋼切割表面探傷 等。l碰擊法是將焊條垂直于工件進行碰擊，然后迅速保持一定距離；碰擊法是將焊條垂直于工件進行碰擊，然后迅速保持一定距離；l劃擦法是將焊條端頭輕輕劃過工件，然后保持一定距離。劃擦法是將焊條端頭輕輕劃過工件，然后保持一定距離。l施工中，嚴禁在焊縫區以外的母材上打火引弧。在坡口內引弧的局施工中，嚴禁在焊縫區以外的母材上打火引弧。在坡口內引弧的局部面積應熔焊一次，不得留下弧坑。部面積應熔焊一

17、次，不得留下弧坑。245引弧與熄弧引?。号鰮舴?、劃擦法。嚴禁在焊縫區以外的母材上打火引弧。 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容 （2）焊條要沿焊縫方向移動：形成線形焊縫。（3）焊條橫向擺動：形成焊縫的一定寬度。一般焊縫的寬度是焊條直徑的1.5倍左右。采用合適的運條方式可以在各種焊接位置得到優質的焊縫。256運條方法（1）焊條沿中心線向下送進，防止斷弧。 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容7焊接完工后的處理焊接結束后，對焊縫及兩側清理：徹底清除飛濺物、焊渣和焊瘤等。26 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容 三、螺栓連接施工（一）普通螺栓 1普通螺栓的種類和用途普通螺栓是鋼

18、結構常用的緊固件之一，用作鋼結構中構件間的連接、固定，或將鋼結構固定到基礎上，使之成為一個整體。 常用的普通螺栓有：六角螺栓、雙頭螺栓、地腳螺栓 等。27 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容2普通螺栓的施工l永久螺栓的螺栓頭和螺母的下面應放置平墊圈。l螺栓頭和螺母應與結構構件的表面及墊圈密貼。l傾斜面的螺栓連接應放置斜墊片墊平，以使螺母和螺栓的頭部支承面垂直于螺桿，避免螺栓緊固時螺桿受到彎曲力。l永久螺栓和錨固螺栓的螺母滿足施工圖紙中的設計規定，采用有防松裝置的螺母或彈簧墊圈。l對于動荷載或重要部位的螺栓連接，應在螺母的下面按設計要求放置彈簧墊圈。l各種螺栓連接，從螺母一側伸出螺栓的長

19、度應保持在不小于兩個完整螺紋的長度。l使用螺栓等級和材質應符合施工圖紙的要求。 （1） 連接要求：28 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容（2）長度選擇連接螺栓的長度可按下述公式計算： L = + H + n h + C 式中 連接板約束厚度(mm) H 螺母的高度(mm) h 墊圈的厚度(mm) n 墊圈的個數(個) C 螺桿的余長(510mm)。（3）緊固軸力l螺栓緊固必須從中心開始，對稱施擰。l施擰時的緊固軸力應不超過相應的規定：永久螺栓擰緊質量檢驗采用錘敲或用力矩扳手檢驗，要求螺栓不顫頭和偏移，擰緊的真實性用塞尺檢查，對接表面高差(不平度)不應超過0.5mm。29 土木工程施工 第六章 鋼結構工程 課程內容（二）高強度螺拴l高強度螺栓是由：優質碳素鋼或低合金鋼材料，制成。具有強度高的特點。l高強度