1、1 轻钢门式钢架基本知识 刚架结构：工程中习惯把由直线形杆件（梁和柱）通过刚性节点连接起来的钢结构 排架：梁与柱之间为铰接的单层结构 轻钢门式刚架结构：通常指的单层单跨或单层多跨的“门”字型刚架结构 框架：多层多跨的钢架结构 柱间支撑的布置原则 1、 柱间支撑和屋面支撑必须布置在同一开间内形成抵抗纵向荷载的支撑桁架。 支撑桁架的 直杆和单斜杆应采用刚性系杆，交叉斜杆可采用柔性构件。 刚性系杆受压（中空钢管）；柔性系杆受拉（细长管） 2、 支撑的间距一般为 30 40m， 60m 3、 支撑可布置在温度区间的第一个或第二个开间， 当布置在第二个开间时，第一开间的相应位置应设置刚性系杆 4、 45
2、的支撑斜杆能最有效地传递水平荷载， 当柱子较高导致单层支撑构件角度过大时应考虑设置双层柱间支撑 5、 刚架柱顶、屋脊等转折处应设置刚性系杆。结构纵向于支撑桁架节点处应设置通长的刚性系杆 6、 轻钢门式刚架的刚性系杆可由相应位置处的檩条兼作，刚度或承载力不足时 设置附加系杆 钢结构常用材料：碳素结构钢， 低合金结构钢 碳素结构钢： 按含碳量的大小，分为 低碳钢（ 0.03% 0.25%） 含碳量越高，钢材强度越高， 中碳钢（ 0.26% 0.60%） 建筑结构中主要使用低碳钢 高碳钢（ 0.60% 2.00%） 按钢材质量，分为 A B C D 四个等级， A 质量最低 按冶炼中的脱氧方法，分为
3、 沸腾钢 F 半镇静钢 b 镇静钢 Z 特殊镇静钢 TZ 低合金结构钢：低合金钢是在碳素结构钢中添加一种或几种少量的合金元素 合金元素含量 5% 按质量等级分为 A B C D E 五个等级， A 质量最低 按脱氧方法分为 镇静钢 Z 特殊镇静钢 TZ 钢板 1、厚度方向性能板，适用板厚 15 150mm,屈服点 500Pa 的镇静钢板，抗层状撕裂性能好 2、厚钢板主要用于焊接梁柱构件的腹板和翼缘及节点板 薄钢板主要用于制造冷弯薄壁型钢 扁钢可作为节点板和连接板 2 对钢材结构的质量要求 受拉构件 受压构件 低温结构 高温结构 厚钢板结构 薄钢板结构 焊接结构构件 螺栓连接的结构 受动力荷载结
4、构受静力荷载结构 轻型钢结构：承重结构和维护结构都是薄钢板组成，一般钢板厚度 16mm (8mm) 轻型门式钢架结构体系 1、 主结构：横向钢架（包括中部和端部钢架）、楼面梁、托梁、支撑体系等 2、 次结构：屋面檩条，墙面檩条 3、 围护结构：屋面板，墙板 4、 辅助结构：楼梯、平台、扶栏 5、 基础 荷载传递：外部荷载直接作用在维护结构上 竖向和横向荷载通过次结构传递到主结构的横向门式钢架上 依靠门式刚架的自身刚度抵抗外部作用 纵向风荷载通过屋面和墙面支撑传递到基础上 轻钢门式刚架结构的特点：自重轻，综合经济效益高，工业化程度高，施工速度快， 柱网布置灵活，梁柱变截面，地震反应小 主梁和主梁
5、主要设计成刚接 主梁和次梁主要设计成铰接 最常用的是铰接柱角，需 2 次灌浆 铰接柱脚和刚接柱脚的区别（施工里） 1、 铰接柱脚的垫板和柱子是一个整体，铰接柱脚需要二次灌浆 2、 刚接柱脚的垫板和基础是一个整体，并没有二次灌浆 屋面钢结构：在混凝土结构上部搭建的钢结构屋面系统（屋面梁，檩条，屋面支撑，屋面板） 当跨度较小时，可以使用平面变形结构 当跨度较大时，可以使用人字梁形 这种截面形式会造成跨中截面高度过高而使材料浪费 当沿建筑物纵向要在外墙设置 10m 的开间，需要设置托梁 低波纹和高波纹板屋面 两者的区别在于肋高不同，从而排水效果也不同 高屋面板的肋高较高，排水也比较通畅 ，一般适用于
6、屋面坡度比较平缓的屋面，通常屋面坡度为 1:20 左右，最小坡度可以做到 1:40 低屋面板一般适用于屋面坡度较陡的屋面，常见的屋面坡度在 1:10 左右 为防止金属屋面板漏水，最好采用高波纹屋面板，或尽量使屋面坡度大一点 3 金属屋面板常用的连接形式：搭接，平接，扣件连接，直立连接 高强螺栓 可分为扭剪型和大六角型两种 根据受力特性分为摩擦型高强螺栓，承压型高强螺栓 摩擦型高强螺栓 通过连接板间的摩擦力来传递剪力，按板层间出现滑动作为其承载能力的极限状态。 适用于重要的结构，承受动力荷载的结构，可能出现反向内力构件的连接， 其孔径比螺栓的公称直径大 1.5 2.0mm 承压型高强螺栓 以连接
7、的破坏（螺栓或板件的破坏）作为其承载力的极限状态 其计算方法和构造要求与普通螺栓相同， 可用于允许产生少量滑移的承受静荷载结构或间接承受动力荷载的构件 当允许在某一方向产生较大滑移时，可以采用长圆孔； 当为圆孔时，其孔径 比螺栓的公称直径大 1.0 1.5mm 组立 即装配，将 H 形或箱形截面型钢所需板件通过电焊组成所需截面形式 自动埋弧焊 采用熔剂层下进行自动焊接 ，它配用交流焊机作为电弧电源， 它适用于水平位置倾斜不大于 10的各种有、无坡口 的对接焊缝、搭接焊缝和角焊缝 矫正 用人工或机械方法使产生焊接变形的构件恢复原状的方法 边缘加工 边缘加工的作用是组对前切除多余金属毛刺，加工适当
8、并根据焊接需要加工适当形状的坡口 端部加工 在构件矫正合格后对构件端部的铣平等加工方式 焊接 H 型钢的生产流程 钢材复验 条件 1、 国外进口钢材 2、 不同批次混合的钢材 3、 对质量有疑义的钢材 4、 板厚大于 40mm,并承受沿板厚方向拉力作用，且设计有要求的厚板 5、 建筑结构安全等级为一级，大跨度钢结构、钢网架和钢桁架结构中主要受力构件所采用的钢材 6、 现行设计规范中未含的钢材品种及设计有复验要求的钢材 放样 根据施工详图，以 1:1 的比例在样板台上弹出实样，求取实长，根据实长制成样板（样杆）。 放样经检查无误后，用 0.50 0.75mm 的铁皮或塑料板制作样板，用木杆、钢皮
9、或扁铁制作样杆，当长度较短时可用木尺杆。样杆、样板应妥善保存，直至工程结束后方可销毁。 号料 1、 工作内容：检查核对材料；在材料上划出切割、铣、刨、弯曲、钻孔等加工位置；打冲孔；标出零件编号 2、 方法：集中号料法、套料法、统计计算法、余料统一法 划线 利用加工制作图、样杆、样板及钢卷尺进行划线 划线的要领 : 1、 划线作业场地要在不直接受日光及外界气温影响的室内，最好是开阔、明亮的场所 2、 用华针划线比用墨尺及 划线用绳的划线精度高。划针可用砂轮磨尖，粗细度可达 0.3mm 左右 4 进行下料部分划线时要考虑剪切余量、切削余量 加工余量 锯切 剪切 手工切割 半自动切割 精密切割 切割
10、缝 1 4 5 3 4 2 3 刨边 2 3 2 3 3 4 1 1 铣平 3 4 2 3 4 5 2 3 2 3 锈蚀等级划分 A B C D A 级：全面地覆盖着氧化皮而几乎没有铁锈 B 级：已发生锈蚀，并且部分氧化皮剥落 C 级：氧化皮因锈蚀而剥落，或者可以剥除，并有少量点蚀 D 级：氧化皮因锈蚀而全面剥落，并普遍发生点蚀 喷射或抛射除锈等级划分 Sa1 轻度的喷射或抛射除锈 Sa2 彻底的喷射或抛射除锈 Sa2 1/2 非常彻底的喷射或抛射除锈 Sa3 使钢材表观洁净的喷射或抛射除锈 手工或动力工具除锈 St1 留底的手工和 动力工具除锈，无浮锈 St2 彻底的手工盒动力工具除锈 St
11、3 非常彻底的手工和动力工具除锈 火焰除锈 F1 钢材表面除锈方法有：手工除锈、动力工具除锈、喷射或抛射除锈、酸洗除锈和火焰除锈 钢结构涂装工序为：刷防锈漆 局部刮腻子 涂料涂装 漆膜质量检查 涂料涂装方法：刷涂法，滚涂法，浸图法，空气喷涂法，无气喷涂法 涂装施工时的环境要求 1、 环境温度： 5 38 2、 环境湿度：小于施工温度 85% 3、 钢材表面温度与露点温度：钢材表面温度必须露点温度 3 4、 特殊施工环境：做好可靠的防护措施 钢结构构件拼装方法：平装法，立拼拼装法，模具拼装法 钢结构工程安装方法：分件安装法，节间安装法，综合安装法 构件重心的标注：重量在 5 吨以上的复杂构件，一
12、般要标出重心，重心的标注用鲜红色油漆标出，再加上一个向下箭头 5 P111 112 地脚螺栓的埋设，定位，纠偏 地脚螺栓（锚栓）纠偏 1、 埋设的地脚螺栓有个别的垂直度偏差（ 15d， d 36mm）时，应在混凝土养护强度达到 75%及以上时进行调整 2、 对位移或不垂直度超差（ 15d， d 36mm）过大的地脚螺栓，可在其周围用钢凿将混凝土凿到适宜深度后 用气割割断，按规定的长度、直径尺寸及相同材质材料，加工后采用搭接焊上一段，并采取补强措施，来调整达到规定的位置和垂直度。 3、 对位移偏差过大的个别地脚螺栓除采用搭接焊法处理外，在允许的条件下，还可采用扩大底座板孔径侧壁来调整位移的偏差量
13、，调整后并用自制的厚板垫圈覆盖，进行焊接补强固定 分件安装法是指起重机在厂房内每开行一次仅安装一种或两种构件。 P113 分件吊装法适用于一般中、小型厂房的吊装 P114 钢吊车梁校正内容：中心线（位移）、轴线间距（跨距）、标高、垂直度 P120 121 扭剪型高强度螺栓连接副每套包括一个螺栓、一个螺母、一个垫圈 高强度大六角螺栓连接副每套包括一个螺栓、一个螺母、两个垫圈 高强度螺栓连接副的保管 时间不应超过 6 个月 1、高强度螺栓连接副的拧紧应分为初拧、终拧。对于大型节点应分为初拧、复拧、终拧。 复拧扭矩 =初拧扭矩 初拧、复拧、终应在 24h 内完成 ；高强度螺栓安装检查在终拧 1h 以
14、后、 24h 之前完成 3、 施拧一般应按由螺栓群节点中心位置顺序向外拧紧的方法进行，初拧后应做好标志 4、 初拧（复拧）与终拧扭矩的取值 高强度大六角头螺栓初拧扭矩一般为终拧的 50% 60% 基本结构体系三种 柱 支撑体系、纯框架体系、框架 支撑体系 四种钢柱 1、 H 型钢 六种楼面 1、 压型钢板混凝土楼盖 2、 焊接箱型或方钢管截面柱 2、 现浇整体混凝土楼盖 3、 钢管及钢管混凝土柱 3、 SP 预应力空心板楼盖 4、 十字柱 4、 混凝土叠合板楼盖 5、 密肋 OSB 板 两种钢梁 1、 H 型钢梁 6、 双向轻钢密肋组合楼盖 2、 焊接箱型截面梁 P175 186 图 6 引弧
15、 焊枪接触工件产生焊接电弧的过程，使电流稳定的一个过程 圆钢管一般分为直缝钢管、螺旋焊管，无缝钢管 直缝钢管和无缝钢管一般用于管径较小的钢管 螺旋钢管是由带钢卷制而成，有螺旋焊缝，焊缝比直缝大 30%，加工时间长 无缝钢管是直接压制而成 直缝钢管是由钢管轧制而成 焊接箱型截面梁制作过程 1、 下料、拼接 2、 隔板组立 3、 腹板组立、隔板焊接 4、 上翼板组装 5、 焊接、矫正 6、 端面加工 7、 标志、入库 钢框架结构的安装 三宝 安全帽，安全带，安全网 四口 楼梯口，电梯井口，预留洞口，通道口 五临边 尚未安装栏杆的阳台周边，无外架防护的层面周边，框架工程楼层周边，上下跑道及斜道的两侧
16、边，卸料平台的侧边 厚度方向性能钢板，在厚度方向有良好的抗层状撕裂性能 吊装机械，塔式起重机，履带式起重机，汽车式起重机 汽车起重机不能负重行驶，履带式可以缓慢的负重行驶 钢构件吊装一般选择采用塔式起重机。 在地下部分如果构件较重的，也可选择采用汽车式或履带式 起重机选择满足，起重量，起重高度，回转半径 一般采用汽车式起重机来安装和塔吊 安装顺序 :标准节 套架 驾驶节 塔帽 副臂 卷扬机 主臂 配重 塔吊拆除一般也采用汽车式起重机进行， 但当塔吊安装在楼层里面时，则采用拨杆及卷扬机等工具进行塔吊拆除 拆除顺序 :配重 主臂 卷扬机 副臂 塔帽 驾驶节 套架 标准节 多层与高层钢结构吊装顺序原
17、则采用 :对称吊装，对称固定 为减少二次搬运，尽量将构件堆放在吊装设备的回转半径内 7 钢柱校正的三工作：柱基标高调整，柱基轴线调整柱身垂直度校正 P223 钢柱校正方法 1、柱基标高调整 钢柱标高调整，主要采用螺母调整和垫铁调整两种方法 2、第一节柱底轴线调整 对线方法，在起重机不松钩的情况下，将柱底板上的中心线与柱基础的控制线对齐， 缓慢降落至设计标高位置 3、第一节柱身垂直度校正 柱身调整一般采用缆风绳或千斤顶，钢柱校正器等校正。 用两台呈 90 的 径向放置经纬仪测量 4、柱顶标高调整和其他节框架钢柱标高控制 一是按相对标高安装，二是按设计标高安装。通常是按相对标高安装 1)标高偏差调
18、整至 4mm 以内 2)如果标高高于设计值在 5mm 以内，则不需调整，因为柱与柱节点间有一定的间隙， 3)如果高于设计值 5mm 以上，则需要用气割将钢柱顶部割去一部分， 然后用角向磨光机将钢柱顶部磨平到设计标高。 4)如果标高低于设计值，则需增加上下钢柱的焊缝宽度，但一次调整不得超过 5mm， 以免过大的调整造成其他构件节点连接的复杂化和安装难度增大。 5、第二柱轴线调整 上下柱连接保证柱中心线重合。 如果有偏差，在柱与柱的连接耳板的不同侧面加入垫板（垫板厚度为 0.51.0mm），拧紧大六角螺栓。 钢柱中心线偏差调整每次 3mm 以内，如果偏差过大分 23 次调整。 A 注意：上一节钢柱
19、的定位轴线不允许使用下一节钢柱的定位轴线，应从控制网轴线引至高空， 保证每节钢柱的安装标准，避免过大的积累误差。 6、第二节钢柱垂直度校正 钢柱垂直度校正的重点是对钢柱有关尺寸预检 可采取预留垂直度偏差消除部分误差 误差处理 验线成果与原放线成果两者之差若 1/1.414 限差时，对放 线工作评为优良 略 1/1.414 限差时，对放线工作评为合格 （可不必改正放线成果或取两者的平均值） 1/1.414 限差时，原则上不予验收 尤其是关键部位，若次要部位可令其局部返工 测量控制网的建立与传递 p229 建筑物测量基准点有两种测射方法 1、将测量基准点设在建筑物外部，俗称外控法，适用于场地开阔的
20、工地 根据建筑物平面形状，在轴线延长线上设立控制点，控制点一般距建筑物（ 0.5-1.5） H（ H 为建筑物高度） 2、将测量控制基准点设在建筑物内部，俗称内控法，适用于场地狭窄、无法在场外建立基准点的工地 8 三校制度： 初校：目的是要保证钢柱接头的相对对接尺寸，在综合考虑钢柱扭曲、垂偏、标高等安装尺寸的基础上，保证钢柱的就位尺寸 重校：目的是对柱的垂直度偏差、梁的水平偏差进行全面调整，以达到标准要求 高强地螺栓终拧 后的复校：目的是掌握高强度螺栓终拧时钢柱发生的垂直度变化。（这种变化一般用下道焊接工序的焊接顺序来调整） 膜厚的控制应遵循两个 90%的规定，即 90%的测点应在规定膜厚以上
21、，余下的 10%的测点应达到规定膜厚的90% 涂装间隔时间：经处理的钢结构基层，应及时涂刷底漆，间隔时间不应超过 5 小时 相对标高是把室内首层地面高度定为相对标高的零点，用于建筑物施工图的标高标注 紧固件为将两个或两个以上零件（或构件）紧固连接成为一件整体时所采用的一类机械零件的总称。 钢结构工程中主要有螺栓，自攻螺钉，拉铆钉 标准柱是 能控制框架平面轮廓的少数柱子，用它来控制框架结构安装质量。一般选择平面转角柱为标准柱 管桁架结构 杆件截面为圆钢管或方钢管的桁架结构 相贯线 是两立体相交后，表面上一系列共有点的集合，一般表现为封闭的空间曲线 管桁架结构的分类 1、按受力特性和杆件布置分类：
22、 平面管桁架结构：普腊特式桁架、华伦式桁架，芬克式桁架和拱形桁架 上弦、下弦和腹杆都在同一平面内，结构平面外刚度较差， 一般需要通过侧向支撑保证结构的侧向稳定 空间管桁架结构：三角形截面分正三角，倒三角 倒三角形截面中，上弦有两根杆件，而通常上弦是受压构件从杆件的稳定性考虑上弦受压容易失稳，下弦受拉不存在稳定问题，因而倒三角截面形式是一种比较合理的截面形式 2、按连接构件的不同截面分类 C C 型桁架：主管和支管均为为圆管相贯，相贯线为空间马鞍型曲线 R R 型桁架：主管和支管均为方钢管或矩形管相贯 R C 型桁架：矩形截面主管与圆形截面支管直接相贯焊接 圆管与矩形管的杂交型管节点构成的桁架形
23、式新颖，能充分利用圆形截面管做轴心受力构件，矩形截面管做压弯和拉弯 构件 矩形管和圆管相交的节点相贯线均为椭圆曲线，比圆管相贯的空间曲线易于设计与加工 钢管的相贯线切割一般选用数控相贯线切割机进行，需将相贯线口数据以设备指定格式输入切割机。不用人工切割。 9 管桁架结构在工作过程中，杆件只承受轴向力的作用，支管将轴向力直接传给主管，主管可能出现多钟破坏形式。 在保证支管轴向力强度（不被拉断）、连接焊缝强度、主管局部稳定、主管壁不发生层状撕裂的前提下 , 节点的主要破坏模式 1、 主管局部压溃，主管壁被拉断， 2、 主管壁出现裂缝导致冲剪破坏， 3、 K 形节点可能在支管主管剪切破坏 节点的加强
24、要针对具体的破坏模式 主管壁加厚，主管上加套管，加垫板加节点板及主管加肋或内隔板 单榀管桁架由上弦管，下弦管，腹杆组成 管桁架结构一般由主桁架、次桁架、系杆，支座组成 钢管实验检测项目 拉伸试验（强度检测） 弯曲试验（塑性检测） 压扁试验（塑性检测） 冲击试验（韧性检测） 对强度等级高的钢材与强度等级低的钢材焊接，应选取低强度等级钢材相对应的焊条 拼接焊缝一般为二级焊缝，剖口全熔透，焊缝一般为一级焊缝，其余角焊一般为三级焊缝 钢管拉弯工艺曲率适用于半径较大的弧形弦杆制作 钢管拉弯过程 1、 钢管用转臂夹头夹紧，按设计圆弧和试验回弹量确定拉弯半径并设置模具 2、 转臂夹头在液压装置驱动下，拉动钢
25、管与模具贴紧并逐渐成型 3、 钢管与模具完全贴紧后，加载一个合适的补拉力，完成钢管拉弯 钢材表面的除锈可按不同的方法分类 按除锈顺序：一次除锈和二次除锈 按工艺阶段：车间原材料预处理、分段除锈、整体除锈 按除锈方式：喷射除锈、动力工具除锈、手工敲铲除锈、酸洗 在涂刷过程中的顺序应自上而下、从左到右、先里后外、先难后易。纵横交错进行涂刷。 对于强度、塑性和韧性要求更高的管桁架支座节点、张弦钢结构节点、较多根杆件 汇交的节点和异性钢结构的节点采用铸钢件 按照化学成分铸钢可分为碳素铸钢、合金铸钢 10 碳素铸钢 低碳铸钢 ZG15 的熔点较高、铸造性能差；中碳钢 ZG25 ZG45,具有高于各类铸铁
26、的综合性能 高碳钢 ZG55 的熔点低 合金铸钢 分为低合金钢、高合金钢 高合金钢，具有耐磨、耐热、耐腐蚀等特殊性能 铸件的探伤要求 采用 6mm 探测头，管口焊缝区域 150mm 以内范围超声波 100%探伤，质量等级为级，其余外表面 10%超声波探伤，质量等级为级。不可超声波探伤部位采用磁粉表面探伤，质量等级为级 运输构件形式分类 第一类构件 单个在 2.8 3.2 16m 尺寸限制范围内的单根构件 第二类构件 工厂制作的桁架段、铸钢件、焊接节点 第三类构件 其他散件和节点板 包装形式分类：包装箱（箱的充满度不得小于 80%），裸装，捆装 现场拼装 将工厂加工散件材料运输至工地现场，在现场
27、进行的构件组装 主桁架：主要承受屋面及施工荷载的桁架 次桁架：在另一个方向为主桁架提供侧向支撑和保持结构不变性的桁架 凡符合以下情况之一者，应在钢结构构件制作及安装施工之前进行焊接工艺评定 1、 国内首次应用于钢结构工程的钢材 2、 国内首次应用于钢结构工程的焊接材料 3、 按设计规定的钢材类别、焊接材料、焊接方法、接头形式、焊后热处理制度以及施工单位所采用的焊接工艺参数、预热后热措施等各种参数的组合条件为施工企业首次采用 控制焊接变形的工艺措施 焊接顺序控制不当易产生变形和应力集中，因此在焊接时采取以下的技术措施来控制焊接变形 1、 先焊中间再焊两边 2、 先焊受力大的杆件再焊受压杆件 3、 先焊受拉杆件再焊受压杆件 4、 先焊焊缝少的部位再焊焊缝多的部位 5、 先焊大管径杆件再焊小管径杆件 6、 先焊趾部再焊根部 吊点选择原则是选择在使桁架构件弯矩最大值最小的位置 桁架吊装时，吊点不得少于 4 个。 根据最大吊装单元重量查表后选用一台、两台或多台履带吊和汽车吊配合进行吊装施工 每台吊车绑扎点一般选取在距离吊装单元端部 1/4 长位置
