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　　1A413043鋼結構施工技術

　　一、 結構材料

　　(1)鋼結構工程中，常用鋼材有普通碳素鋼、優質碳素結構鋼、普通低合金鋼等三種。

　　(2)鋼材的品種、規格、性能等應符合現行國家產品標準和設計要求。進口鋼材產品的質量應符合設計和合同規定標準的要求。

　　(3)鋼材進場正式入庫前必須嚴格執行檢驗制度，經檢驗合格的鋼材方可辦理入庫手續。

　　(4)鋼材的堆放要便于搬運，要盡量減少鋼材的變形和銹蝕，鋼材端部應樹立標牌，標牌應標明鋼材規格、鋼號、數量和材質驗收證明書。

　　二、鋼結構構件的制作加工

　　(一)準備工作

　　鋼結構構件加工前，應先進行詳圖設計、審查圖紙、提料、備料、工藝試驗和工藝規程的編制、技術交底等工作。

　　(二)鋼結構構件生產的工藝流程和加工

　　(1)放樣：包括核對圖紙的安裝尺寸和孔距，以1：1大樣放出節點，核對各部分的尺寸，制作樣板和樣桿作為下料、彎制、銑、刨、制孔等加工的依據。

　　(2)號料：包括檢查核對材料，在材料上畫出切割、銑、刨、制孔等加工位置，打沖孔，標出零件編號等。號料應注意以下問題：

　　1)根據配料表和樣板進行套裁，盡可能節約材料。

　　2)應有利于切割和保證零件質量。

　　3)當工藝有規定時，應按規定取料。

　　(3)切割下料：包括氧割(氣割)、等離子切割等高溫熱源的方法和使用機切、沖模落料和鋸切等機械力的方法。

　　(4)平直矯正：包括型鋼矯正機的機械矯正和火焰矯正等。

　　(5)邊緣及端部加工：方法有鏟邊、刨邊、銑邊、碳弧氣刨、半自動和自動氣割機、坡口機加工等。

　　(6)滾圓：可選用對稱三軸滾圓機、不對稱三軸滾圓機和四軸滾圓機等機械進行加工。

　　(7)煨彎：根據不同規格材料可選用型鋼滾圓機、彎管機、折彎壓力機等機械進行加工。當采用熱加工成型時，一定要控制好溫度，滿足規定要求。

　　(8)制孔：包括鉚釘孔、普通連接螺栓孔、高強度螺栓孔、地腳螺栓孔等。制孔通常采用鉆孔的方法，有時在較薄的不重要的節點板、墊板、加強板等制孔時也可采用沖孔。鉆孔通常在鉆床上進行，不便用鉆床時，可用電鉆、風鉆和磁座鉆加工。

　　(9)鋼結構組裝：方法包括地樣法、仿形復制裝配法、立裝法、胎模裝配法等。

　　(10)焊接：是鋼結構加工制作中的關鍵步驟，要選擇合理的焊接工藝和方法，嚴格按要求操作。

　　(11)摩擦面的處理：可采用噴砂、噴丸、酸洗、打磨等方法，嚴格按設計要求和有關規定進行施工。

　　(12)涂裝：嚴格按設計要求和有關規定進行施工。

　　三、鋼結構構件的連接

　　鋼結構的連接方法有焊接、普通螺栓連接、高強度螺栓連接和鉚接，具體如下：

　　(一)焊接

　　(1)建筑工程中鋼結構常用的焊接方法：按焊接的自動化程度一般分為手工焊接、半自動焊接和自動化焊接三種，具體如圖1A413043所示。

　　(2)鋼材的可焊性：是指在適當的設計和工作條件下，材料易于焊接和滿足結構性能的程度。可焊性常常受鋼材的化學成分、軋制方法和板厚等因素影響。為了評價化學成分對可焊性的影響，一般用碳當量(Ceq)表示，Ceq越小，鋼材的淬硬傾向越小，可焊性就越好;反之，Ceq越大，鋼材的淬硬傾向越大，可焊性就越差。

　　(3)根據焊接接頭的連接部位，可以將熔化焊接頭分為：對接接頭、角接接頭、T形及十字接頭、搭接接頭和塞焊接頭等。

　　(4)焊接是一種局部加熱的工藝過程。被焊構件將不可避免地產生焊接應力和焊接變形，將不同程度地影響焊接結構的性能。因此，在焊接時應合理選擇焊接方法、條件、順序和預熱等工藝措施，盡可能把焊接應力和焊接變形控制到最小。必要時應采取合理措施，消減焊接殘余應力和變形。

　　(5)根據設計要求、接頭形式、鋼材牌號和等級等合理選擇、使用和保管好焊接材料和焊劑、焊接氣體。

　　(6)對于全熔透焊接接頭中的T形、十字形、角接接頭，全焊透結構應特別注意Z向撕裂問題，尤其在板厚較大的情況下，為了防止Z向層狀撕裂，必須對接頭處的焊縫進行補強角焊，補強焊腳尺寸一般應大于t/4(t為較厚板的板厚)和小于10mm。當其翼緣板厚度等于或大于40mm時，設計宜采用抗層狀撕裂的鋼板，鋼板的厚度方向性能級別應根據工程的結構類型、節點形式及板厚和受力狀態等具體情況選擇。

　　(7)焊縫缺陷通常分為六類：裂紋、孔穴、固體夾雜、未熔合、未焊透、形狀缺陷和上述以外的其他缺陷。其主要產生原因和處理方法為：

　　裂紋：通常有熱裂紋和冷裂紋之分。產生熱裂紋的主要原因是母材抗裂性能差、焊接材料質量不好、焊接工藝參數選擇不當、焊接內應力過大等;產生冷裂紋的主要原因是焊接結構設計不合理、焊縫布置不當、焊接工藝措施不合理，如焊前未預熱、焊后冷卻快等。處理辦法是在裂紋兩端鉆止裂孔或鏟除裂紋處的焊縫金屬，進行補焊。

　　孔穴：通常分為氣孔和弧坑縮孔兩種。產生氣孔的主要原因是焊條藥皮損壞嚴重、焊條和焊劑未烘烤、母材有油污或銹和氧化物、焊接電流過小、弧長過長，焊接速度太快等，其處理方法是鏟去氣孔處的焊縫金屬，然后補焊。產生弧坑縮孔的主要原因是焊接電流太大且焊接速度太快、熄弧太快，未反復向熄弧處補充填充金屬等，其處理方法是在弧坑處補焊。

　　固體夾雜：有夾渣和夾鎢兩種缺陷。產生夾渣的主要原因是焊接材料質量不好、焊接電流太小、焊接速度太快、熔渣密度太大、阻礙熔渣上浮、多層焊時熔渣未清除干凈等，其處理方法是鏟除夾渣處的焊縫金屬，然后焊補。產生夾鎢的主要原因是氬弧焊時鎢極與熔池金屬接觸，其處理方法是挖去夾鎢處缺陷金屬，重新焊補。

　　未熔合、未焊透：產生的主要原因是焊接電流太小、焊接速度太快、坡口角度間隙太小、操作技術不佳等。對于未熔合的處理方法是鏟除未熔合處的焊縫金屬后焊補。對于未焊透的處理方法是對開敞性好的結構的單面未焊透，可在焊縫背面直接補焊。對于不能直接焊補的重要焊件，應鏟去未焊透的焊縫金屬，重新焊接。

　　形狀缺陷：包括咬邊、焊瘤、下塌、根部收縮、錯邊、角度偏差、焊縫超高、表面不規則等。

　　產生咬邊的主要原因是焊接工藝參數選擇不當，如電流過大、電弧過長等;操作技術不正確，如焊槍角度不對，運條不當等;焊條藥皮端部的電弧偏吹;焊接零件的位置安放不當等。其處理方法是輕微的、淺的咬邊可用機械方法修銼，使其平滑過渡;嚴重的、深的咬邊應進行焊補。

　　產生焊瘤的主要原因是焊接工藝參數選擇不正確、操作技術不佳、焊件位置安放不當等。其處理方法是用鏟、銼、磨等手工或機械方法除去多余的堆積金屬。

　　其他缺陷：主要有電弧擦傷、飛濺、表面撕裂等。

　　(二)螺栓連接

　　鋼結構中使用的連接螺栓一般分為普通螺栓和高強度螺栓兩種。

　　1.普通螺栓

　　(1)常用的普通螺栓有六角螺栓、雙頭螺栓和地腳螺栓等。

　　(2)制孔可采用鉆孔、沖孔、銑孔、鉸孔、鏜孔和锪孔等方法，對直徑較大或長形孔也可采用氣割制孔。嚴禁氣割擴孔。

　　鉆孔、沖孔為一次制孔(其中，沖孔的板厚應不大于12mm)。銑孔、鉸孔、鏜孔和锪孔方法為二次制孔，即在一次制孔的基礎上進行孔的二次加工。采用氣割制孔的方法，實際加工時一般直徑在80mm以上的圓孔，鉆孔不能實現時可采用氣割制孔;另外對于長圓孔或異形孔一般可采用先行鉆孔然后再采用氣割制孔的方法。對于采用沖孔制孔時，鋼板厚度應控制在12mm以內。

　　(3)普通螺栓作為永久性連接螺栓時，應符合下列要求：

　　1)螺栓頭和螺母(包括螺栓)應和結構件的表面及墊圈密貼。

　　2)螺栓頭和螺母下面應放置平墊圈，以增大承壓面。

　　3)每個螺栓一端不得墊兩個及以上的墊圈，并不得采用大螺母代替墊圈。螺栓擰緊后，外露絲扣不應少于2扣。

　　4)對于設計有防松動要求的螺栓應采用有防松動裝置的螺栓(即雙螺母)或彈簧墊圈，或用人工方法采取防松動措施(如將螺栓外露絲扣鑿毛或將螺母與外露螺栓點焊等)。

　　5)對于動荷載或重要部位的螺栓連接應按設計要求放置彈簧墊圈，彈簧墊圈必須設置在螺母一側。

　　6)對于工字鋼和槽鋼翼緣之類上傾斜面的螺栓連接，則應放置斜墊圈墊平，使螺母和螺栓的頭部支承面垂直于螺桿。

　　7)使用螺栓等級、規格、長度、材質等符合設計要求。

　　(4)普通螺栓常用的連接形式有平接連接、搭接連接和T形連接。螺栓排列主要有并列和交錯排列兩種形式。

　　(5)普通螺栓的緊固：螺栓的緊固次序應從中間開始，對稱向兩邊進行。螺栓的緊固施工以操作者的手感及連接接頭的外形控制為準，對大型接頭應采用復擰，即兩次緊固方法，保證接頭內各個螺栓能均勻受力。

　　(6)永久性普通螺栓緊固質量，可采用錘擊法檢查，即用0.3kg小錘，一手扶螺栓頭(或螺母)，另一手用錘敲，要求螺栓頭(螺母)不偏移、不顫動、不松動，錘聲比較干脆;否則，說明螺栓緊固質量不好，需重新緊固施工。

　　2.高強度螺栓

　　(1)高強度螺栓按連接形式通常分為摩擦連接、張拉連接和承壓連接等，其中，摩擦連接是目前廣泛采用的基本連接形式。

　　(2)高強度螺栓連接處的摩擦面的處理方法通常有噴砂(丸)法、酸洗法、砂輪打磨法和鋼絲刷人工除銹法等。可根據設計抗滑移系數的要求選擇處理工藝，抗滑移系數必須滿足設計要求。

　　(3)經表面處理后的高強度螺栓連接摩擦面應符合以下規定：

　　1)連接摩擦面保持干燥、清潔，不應有飛邊、毛刺、焊接飛濺物、焊疤、氧化鐵皮、污垢等;

　　2)經處理后的摩擦面采取保護措施，不得在摩擦面上作標記;

　　3)若摩擦面采用生銹處理方法時，安裝前應以細鋼絲刷垂直于構件受力方向刷除摩擦面上的浮銹。

　　(4)高強度大六角頭螺栓連接副由一個螺栓、一個螺母和兩個墊圈組成，扭剪型高強度螺栓連接副由一個螺栓、一個螺母和一個墊圈組成。

　　(5)安裝環境氣溫不宜低于-10℃。當摩擦面潮濕或暴露于雨雪中時，停止作業。

　　(6)高強度螺栓安裝時應先使用安裝螺栓和沖釘。安裝螺栓和沖釘的數量要保證能承受構件的自重和連接校正時外力的作用，規定每個節點安裝的最少個數是為了防止連接后構件位置偏移，同時限制沖釘用量。高強度螺栓不得兼做安裝螺栓。

　　(7)高強度螺栓現場安裝時應能自由穿人螺栓孔，不得強行穿人。若螺栓不能自由穿人時，可采用鉸刀或銼刀修整螺栓孔，不得采用氣割擴孔，擴孔數量應征得設計同意，修整后或擴孔后的孔徑不應超過1.2倍螺栓直徑。

　　(8)高強度螺栓超擰應更換，并廢棄換下來的螺栓，不得重復使用。嚴禁用火焰或電焊切割高強度螺栓梅花頭。

　　(9)高強度螺栓長度應以螺栓連接副終擰后外露2～3扣絲為標準計算，應在構件安裝精度調整后進行擰緊。扭剪型高強度螺栓終擰檢查，以目測尾部梅花頭擰斷為合格。

　　(10)高強度大六角頭螺栓連接副施擰可采用扭矩法或轉角法。同一接頭中，高強度螺栓連接副的初擰、復擰、終擰應在24h內完成。高強度螺栓連接副初擰、復擰和終擰原則上應以接頭剛度較大的部位向約束較小的方向、螺栓群中央向四周的順序進行。

　　(11)高強度螺栓和焊接并用的連接節點，當設計文件無規定時，宜按先螺栓緊固后焊接的施工順序。

　　四、鋼結構涂裝

　　鋼結構涂裝工程通常分為防腐涂料(油漆類)涂裝和防火涂料涂裝兩類。通常情況下，先進行防腐涂料涂裝，再進行防火涂料涂裝。所用防火底漆、封閉漆、中間漆、面漆成分性能應與防火涂料相容，不應與防火涂料產生化學反應。

　　(一)防腐涂料涂裝

　　(1)施工流程：

　　基面處理→底漆涂裝→中間漆涂裝→面漆涂裝→檢查驗收。

　　(2)防腐涂裝施工前，鋼材應按相關規范和設計文件要求進行表面處理。當設計文件未提出要求時，可根據涂料產品對鋼材表面的要求，采用適當的處理方法。

　　(3)鋼構件采用涂料防腐涂裝時.，可采用機械除銹和手工除銹方法進行處理。經處理的鋼材表面不應有焊渣、焊疤、灰塵、油污、水和毛刺等;對于鍍鋅構件，酸洗除銹后，鋼材表面應露出金屬色澤，無污漬、銹跡和殘留任何酸液。油漆防腐涂裝可采用涂刷法、手工滾涂法、空氣噴涂法和高壓無氣噴涂法。

　　(4)鋼結構防腐涂裝施工宜在鋼構件組裝和預拼裝工程檢驗批的施工質量驗收合格后進行。涂裝完畢后，宜在構件上標注構件編號;大型構件應標明重量、重心位置和定位標記。

　　(二)防火涂料涂裝

　　(1)防火涂料按使用厚度可分為CB,B和H三類：

　　1)CB類：超薄型鋼結構防火涂料，涂層厚度小于或等于3mm;

　　2)B類：薄型鋼結構防火涂料，涂層厚度大于3mm且小于或等于7mm;

　　3)H類：厚型鋼結構防火涂料，涂層厚度大于7mm且小于或等于45mm。

　　(2)防火涂料按使用場所可分為室內鋼結構防火涂料和室外鋼結構防火涂料，分別以漢語拼音字母的縮寫作為代號，N和W分別代表室內和室外。

　　(3)主要施工工藝流程：

　　基層處理→調配涂料→涂裝施工→檢查驗收。

　　(4)涂裝施工常用方法：通常采用噴涂方法施涂，對于薄涂型鋼結構防火涂料的面裝飾涂裝也可采用刷涂或滾涂等方法施涂。

　　(5)涂料種類、涂裝層數和涂層厚度等應根據防火設計要求確定。施涂時，在每層涂層基本干燥或固化后，方可繼續噴涂下一層涂料，通常每天噴涂一層。

　　(6)厚涂型防火涂料，在下列情況之一時，宜在涂層內設置與鋼構件相連的鋼絲網或其他相應的措施：

　　1)承受沖擊、振動荷載的鋼梁;

　　2)涂層厚度等于或大于40mm的鋼梁和桁架;

　　3)涂料粘結強度小于或等于0.05MPa的鋼構件;

　　4)鋼板墻和腹板高度超過1.5m的鋼梁。

　　(三)防腐涂料和防火涂料的涂裝

　　防腐涂料和防火涂料的涂裝油漆工屬于特殊工種。施涂時，操作者必須有特殊工種作業操作證(上崗證)。

　　施涂環境溫度、濕度，應按產品說明書和規范規定執行，要做好施工操作面的通風，并做好防火、防毒、防爆措施。

　　防腐涂料和防火涂料應具有相容性。

　　五、鋼結構單層廠房安裝

　　(一)安裝準備工作

　　包括技術準備、機具準備、構件材料準備、現場基礎準備和勞動力準備等。

　　(二)安裝方法和順序

　　單層鋼結構安裝工程施工時，對于柱子、柱間支撐和吊車梁一般采用單件流水法吊裝，即一次性將柱子安裝并校正后再安裝柱間支撐、吊車梁等，此種方法尤其適合移動較方便的履帶式起重機;當采用汽車式起重機時，考慮到移動不方便，可以2～3個軸線為一個單元進行節間構件安裝。

　　對于屋蓋系統安裝通常采用“節間綜合法”吊裝，即吊車一次安裝完一個節間的全部屋蓋構件后，再安裝下一個節間的屋蓋構件。

　　(三)鋼柱安裝

　　一般鋼柱的剛性較好，吊裝時通常采用一點起吊。常用的吊裝方法有旋轉法、滑行法和遞送法。對于重型鋼柱也可采用雙機抬吊。

　　鋼柱吊裝回直后，慢慢插進地腳錨固螺栓找正平面位置。經過平面位置校正，垂直度初校、柱頂四面拉上臨時纜風鋼絲繩，地腳錨固螺栓臨時固定后，起重機方可脫鉤。再次對鋼柱進行復校，具體可優先采用纜風繩校正;對于不便采用纜風繩校正的鋼柱，可采用調撐桿或千斤頂校正。在復校的同時柱腳底板與基礎間間隙墊緊墊鐵，復校后擰緊錨固螺栓，并將墊鐵點焊固定，并拆除纜風繩。

　　(四)鋼屋架安裝

　　鋼屋架側向剛度較差，安裝前需進行吊裝穩定性驗算，穩定性不足時應進行吊裝臨時加固，通常可在鋼屋架上下弦處綁扎杉木桿加固。

　　鋼屋架吊點必須選擇在上弦節點處，并符合設計要求。吊裝就位時，應以屋架下弦兩端的定位標記和柱頂的軸線標記嚴格定位并臨時固定。為使屋架起吊后不致發生搖擺，碰撞其他構件，起吊前宜在支座節間附近用麻繩系牢，隨吊隨放松，控制屋架位置。第一榀屋架吊裝就位后，應在屋架上弦兩側對稱設纜風固定;第二榀屋架就位后，每坡宜用一個屋架間調整器，進行屋架垂直度校正。再固定兩端支座，并安裝屋架間水平及垂直支撐、檁條及屋面板等。

　　如果吊裝機械性能允許，屋面系統結構可采用擴大拼裝后進行組合吊裝，即在地面上將兩榀屋架及其上的天窗架、檁條、支撐等拼裝成整體后一次吊裝。

　　六、高層鋼結構的安裝

　　(1)準備工作：包括鋼構件預檢和配套、定位軸線及標高和地腳螺栓的檢查、鋼構件現場堆放、安裝機械的選擇、安裝流水段的劃分和安裝順序的確定、勞動力的進場等。

　　(2)多層及高層鋼結構吊裝，在分片區的基礎上，多采用綜合吊裝法，其吊裝程序一般是：平面從中間或某一對稱節間開始，以一個節間的柱網為一個吊裝單元，按鋼柱→鋼梁→支撐順序吊裝，并向四周擴展;垂直方向由下至上組成穩定結構，同節柱范圍內的橫向構件，通常由上向下逐層安裝。采取對稱安裝、對稱固定的工藝，有利于將安裝誤差積累和節點焊接變形降低到最小。

　　安裝時，一般按吊裝程序先劃分吊裝作業區域，按劃分的區域、平等順序同時進行。當一片區吊裝完畢后，即進行測量、校正、高強度螺栓初擰等工序，待幾個片區安裝完畢，再對整體結構進行測量、校正、高強度螺栓終擰、焊接。接著，進行下一節鋼柱的吊裝。

　　(3)高層建筑的鋼柱通常以2～4層為一節，吊裝一般采用一點正吊。鋼柱安裝到位、對準軸線、校正垂直度、臨時固定牢固后才能松開吊鉤。

　　安裝時，每節鋼柱的定位軸線應從地面控制軸線直接引上，不得從下層柱的軸線引上。在每一節柱子范圍內的全部構件安裝、焊接、栓接完成并驗收合格后，才能從地面控制軸線引測上一節柱子的定位軸線。

　　(4)同一節柱、同一跨范圍內的鋼梁，宜從上向下安裝。鋼梁安裝完后，宜立即安裝本節柱范圍內的各層樓梯及樓面壓型鋼板。

　　(5)結構安裝時，應注意日照、焊接等溫度變化引起的熱影響對構件伸縮和彎曲引起的變化，并應采取相應措施。

　　七、壓型金屬板安裝

　　1.準備工作

　　包括壓型鋼板的板型確認，選定符合設計規定的材料(主要是考慮用于樓承板制作的鍍鋅鋼板的材質、板厚、力學性能、防火能力、鍍鋅量、壓型板的價格等經濟技術要求);繪制壓型鋼板排布圖(標準層壓型鋼板排板圖、非標準層壓型鋼板排板圖、標準節點做法詳圖、個別節點的做法詳圖、壓型鋼板編號、材料清單等);完成已經安裝完畢的鋼結構安裝、焊接、接點處防腐等工程的隱蔽驗收。

　　2.壓型板與上下工序間的銜接

　　壓型鋼板與其他相關聯的工序應按下列工序流程進行施工：

　　鋼結構隱蔽驗收→搭設支頂架→壓型鋼板安裝焊接→堵頭板和封邊板安裝→壓型板鎖口→栓釘焊→清掃、施工批交驗→設備管道、電器線路施工、鋼筋綁扎→混凝土澆筑。

　　3.施工質量技術要點

　　(1)壓型鋼板在裝、卸、安裝中嚴禁用鋼絲繩捆綁直接起吊，運輸及堆放應有足夠支點，以防變形。

　　(2)鋪設前對彎曲變形者應矯正好。

　　(3)鋼梁頂面要保持清潔，嚴防潮濕及涂刷油漆未干。

　　(4)下料、切孔采用等離子弧切割機操作，嚴禁用氧氣乙炔切割。大孔洞四周應補強。

　　(5)是否需搭設臨時的支頂架由施工組織設計確定，如搭設應待混凝土達到一定強度后方可拆除。

　　(6)壓型鋼板按圖紙放線安裝、調直、壓實并點焊牢靠，要求如下：

　　1)波紋對直，以便鋼筋在波內通過;

　　2)與梁搭接在凹槽處，以便施焊;

　　3)每凹槽處必須焊接牢靠，每凹槽焊點不得少于一處，焊接點直徑不得小于lcm。

　　(7)壓型鋼板鋪設完畢、調直固定后應及時用鎖口機具進行鎖口，防止由于堆放施工材料或人員交通，造成壓型板咬口分離。

　　(8)安裝完畢，應在鋼筋安裝前及時清掃施工垃圾，剪切下來的邊角料應收集到地面上集中堆放。

　　(9)加強成品保護，鋪設人員交通馬道減少在壓型鋼板上的人員走動，嚴禁在壓型鋼板上堆放重物。