钢结构培训讲义详解
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钢结构培训讲解钢结构作为现代建筑领域中一种重要的结构形式,因其具有强度高、自重轻、施工速度快等优点,在工业厂房、高层建筑、桥梁等众多工程中得到了广泛应用。
为了让大家更好地了解和掌握钢结构相关知识,下面将为大家进行详细的培训讲解。
一、钢结构的基本概念钢结构是指以钢材为主要材料,通过焊接、螺栓连接等方式组成的结构体系。
钢材具有良好的力学性能,如高强度、高韧性、良好的塑性和可焊性等,这使得钢结构能够承受较大的荷载并具有较好的抗震性能。
二、钢结构的材料1、钢材的种类碳素结构钢:价格较低,性能一般,适用于一般的建筑结构。
低合金高强度结构钢:强度高、韧性好,常用于重要的钢结构工程。
2、钢材的性能强度:包括屈服强度和抗拉强度,是衡量钢材承载能力的重要指标。
塑性:常用伸长率和断面收缩率来表示,塑性好的钢材在受力时能产生较大的变形而不破坏。
韧性:反映钢材抵抗冲击荷载的能力。
可焊性:指钢材在一定的焊接工艺条件下,获得优质焊缝的性能。
三、钢结构的连接1、焊接连接优点:连接强度高、构造简单、施工方便。
缺点:焊接残余应力和焊接变形对结构性能有一定影响,质量检验要求较高。
2、螺栓连接普通螺栓连接:装拆方便,但连接强度较低。
高强度螺栓连接:分为摩擦型和承压型,连接强度高,广泛应用于钢结构中。
四、钢结构的设计1、设计原则安全可靠:满足结构在使用过程中的承载能力和稳定性要求。
经济合理:在保证结构安全的前提下,尽量降低造价。
施工方便:便于制作、安装和维护。
2、设计内容结构选型:根据建筑功能、跨度、高度等因素选择合适的结构形式。
荷载计算:包括恒载、活载、风载、地震作用等。
内力分析:确定结构在各种荷载作用下的内力分布。
构件设计:根据内力计算结果,对钢梁、钢柱等构件进行截面设计和强度、稳定性验算。
五、钢结构的施工1、施工准备技术准备:熟悉施工图纸,编制施工方案。
材料准备:采购符合要求的钢材和连接材料。
场地准备:平整场地,搭建临时设施。
2、构件制作放样:根据设计图纸进行尺寸放样。
钢结构学习讲义范文第一章:引言1.1钢结构的定义:钢结构是运用高强度钢材作为主要构件的建筑结构。
1.2钢结构的优势:高强度、轻量、刚性好、施工速度快、可重复使用等。
1.3钢结构的应用范围:工业厂房、大型商业建筑、桥梁、塔楼等。
第二章:钢材及其性能2.1钢材常用分类:碳素结构钢、合金结构钢、不锈钢等。
2.2钢材的力学性能:抗拉强度、屈服强度、冲击韧性、屈服疲劳等。
2.3钢材的腐蚀性能:热浸镀锌、喷涂防腐、不锈钢材料等。
第三章:钢结构的设计原则3.1载荷分析:常见的载荷有自重、活载、风载、地震等。
3.2构件设计:根据受力原理和材料力学性能进行梁、柱、梁柱节点的设计。
3.3连接方式:焊接、螺栓连接、铆接等。
3.4构件稳定性设计:屈曲稳定、侧向稳定等。
第四章:钢结构施工工艺4.1施工准备:施工方案制定、材料准备、施工人员组织等。
4.2钢结构的安装方法:吊装、支撑、调整等。
4.3焊接工艺:焊接方法、焊缝准备、操作规范等。
4.4钢结构的质量控制:焊缝质量、尺寸偏差、表面质量等。
第五章:钢结构的检测与评估5.1钢结构的非破坏性检测方法:超声波检测、磁粉检测、涡流检测等。
5.2结构安全评估:静力计算、动力计算、局部破坏性评估等。
5.3结构健康监测:应力监测、振动监测、温度监测等。
第六章:钢结构的维护与修复6.1钢结构的日常维护:表面清洁、涂层保护、防腐处理等。
6.2钢结构的修复方法:局部补强、环氧树脂修补、防护层更换等。
6.3钢结构的寿命周期:设计寿命、使用期限、报废处理等。
第七章:钢结构的案例分析7.1国内外著名钢结构案例介绍:上海中心、西雅图空中庭院等。
7.2钢结构案例的设计与施工要点:跨度选取、材料选择、施工难点等。
7.3钢结构案例的经济与环境效益分析:资金投入、施工周期、可持续发展等。
结语钢结构作为一种高效的建筑结构形式,逐渐在世界范围内得到广泛应用。
本讲义介绍了钢材及其性能,钢结构的设计原则,施工工艺,检测与评估,维护与修复,以及一些著名的钢结构案例。
目录第一节、钢结构概念及特点第二节、建筑常用名词第三节、钢结构设计知识第四节、钢结构工程常用材料第五节、材料清单、报价单及成本分析第六节、业务过程中需注意的一些技术问题第一节、钢结构概念及特点一、钢结构的概念钢结构是由钢板和型钢经过加工,制成各种基本构件,如梁、柱、板、压杆、拉杆及桁架等,然后将这些基本构件按一定方式通过焊接和螺栓连接等组成结构。
例如钢结构厂房、高层钢结构建筑、大跨度网架建筑、悬索结构、各种钢桥等。
按结构形式钢结构建筑有以下分类:1、轻型门式钢架:承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖和轻型外墙、可以设置起重量不大于20t的中、轻级工作制桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层厂房钢结构。
2、框架:由梁和柱组成的能承受垂直和水平荷载的结构,梁和柱是刚性连结的。
3、桁架:由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构。
在荷载作用下,桁架杆件主要承受轴向拉力或压力,从而能充分利用材料的强度,在跨度较大时可比实腹梁节省材料,减轻自重和增大刚度,故适用于较大跨度的承重结构和高耸结构。
4、网架:由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构。
5、悬索结构:在两个悬挂点之间承受载荷的缆索。
6、膜结构:7、其它异型空间结构二、钢结构的特点1、钢材的抗拉、抗压、抗剪强度相对来说较高,故钢结构构件结构断面小、自重轻。
在同样受力的情况下,钢结构构件较小。
质量较轻。
2、钢结构有较好的延性,抗震性能好,尤其在高烈度震区,使用钢结构就更为有利。
钢结构在一般条件下不会因超载而突然断裂,只增大变形,故易于被发现。
韧性好,适宜在动力荷载下工作,因此地震区采用钢结构较为有利。
3、钢结构制作简便,施工工期短。
钢结构构件一般是在金属结构厂制作,施工机械化,准确度和精密度皆较高。
钢结构较轻,连接简单,安装方便,施工周期短。
钢结构由于连接的特性,易于加固、改建和拆迁。
4、钢结构可以做成大跨度、大空间的建筑。
5、钢结构可循环利用,有可改造性,是绿色环保产品。
钢结构培训讲义⼀.钢结构施⼯流程1.构件制作⼯序(预制阶段)2. 构件安装⼯序(安装阶段)⼆.施⼯⼯艺1.1.1.1施⼯准备1)施⼯⼈员准备:所有施⼯⼈员应持有相应岗位的上岗证书;2)施⼯机具准备:保证施⼯机具满⾜现场施⼯的需要;3)⼯程材料准备:保证运抵施⼯现场的⼯程材料全部合格,满⾜⼯程连续施⼯的要求;4)技术准备:针对⼯程的具体情况编制施⼯技术⽅案;5)施⼯现场准备:保证施⼯场地的四通⼀平。
1.1.1.2材料检验1)根据设计和业主规定的标准要求进⾏验收,对⽆明确要求的执⾏SH3507-2011。
各类材料必须有合格证和材质证明,根据合格证对所有材料的规格进⾏核对。
钢结构⽤的焊材在使⽤前都必须进⾏烘⼲处理。
2)原材料(半成品)验收A.对到货的原材料(半成品)使⽤前仔细核实质量证明书并应符合设计要求,不合格的及⽆合格证原材料(半成品)不准施⼯。
B.对原材料(半成品)的外观进⾏检查,其表⾯质量应符合现⾏有关标准。
C.钢材表⾯的锈蚀、⿇点或划痕,其深度不得⼤于该钢材厚度或偏差值的1/2。
D.钢材表⾯锈蚀等级应符合现⾏国家标准《涂装前钢材表⾯锈蚀等级和除锈等级》规定等级。
E.H型钢柱、梁不得有显著扭转。
F.现场发现不合格品应挂牌标识,并及时通知有关部门处理。
1.1.1.3构件预制⽅法及技术要点1)放样划线放样时确保样板的精密性和正确性。
放样所⽤的计量器具,必须具有计量站检验合格证。
⼤样放完后,放样⼈员和监样⼈员必须对所放⼤样进⾏⾃检,合格后,由技术质量科组织有关⼈员与⽣产车间放样、监样⼈员在放样现场复检,经复验合格后的⼤样才能作为下料、成型等⼯艺的尺⼨依据。
划线时,依据图纸计算尺⼨和所放⼤样实测尺⼨进⾏零件、部件、构件的下料⼯作。
根据不同的切割⽅式,预留切割余量。
放样、样板和号料的允许偏差2 )下料切割下料前应确认所⽤材料与图纸要求对应相符时才可切割。
钢板的剪切线、⽓割线必须弹直,当钢板有起伏呈波浪状时应特别注意。
一.钢结构施工流程1.构件制作工序(预制阶段)2. 构件安装工序(安装阶段)二.施工工艺1.1.1.1施工准备1)施工人员准备:所有施工人员应持有相应岗位的上岗证书;2)施工机具准备:保证施工机具满足现场施工的需要;3)工程材料准备:保证运抵施工现场的工程材料全部合格,满足工程连续施工的要求;4)技术准备:针对工程的具体情况编制施工技术方案;5)施工现场准备:保证施工场地的四通一平。
1.1.1.2材料检验1)根据设计和业主规定的标准要求进行验收,对无明确要求的执行SH3507-2011。
各类材料必须有合格证和材质证明,根据合格证对所有材料的规格进行核对。
钢结构用的焊材在使用前都必须进行烘干处理。
2)原材料(半成品)验收A.对到货的原材料(半成品)使用前仔细核实质量证明书并应符合设计要求,不合格的及无合格证原材料(半成品)不准施工。
B.对原材料(半成品)的外观进行检查,其表面质量应符合现行有关标准。
C.钢材表面的锈蚀、麻点或划痕,其深度不得大于该钢材厚度或偏差值的1/2。
D.钢材表面锈蚀等级应符合现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》规定等级。
E.H型钢柱、梁不得有显著扭转。
F.现场发现不合格品应挂牌标识,并及时通知有关部门处理。
1.1.1.3构件预制方法及技术要点1)放样划线放样时确保样板的精密性和正确性。
放样所用的计量器具,必须具有计量站检验合格证。
大样放完后,放样人员和监样人员必须对所放大样进行自检,合格后,由技术质量科组织有关人员与生产车间放样、监样人员在放样现场复检,经复验合格后的大样才能作为下料、成型等工艺的尺寸依据。
划线时,依据图纸计算尺寸和所放大样实测尺寸进行零件、部件、构件的下料工作。
根据不同的切割方式,预留切割余量。
放样、样板和号料的允许偏差2 )下料切割下料前应确认所用材料与图纸要求对应相符时才可切割。
钢板的剪切线、气割线必须弹直,当钢板有起伏呈波浪状时应特别注意。
梁、柱H型钢及工字钢等大型型材采用半自动切割机切割,零件和节点板采用大型剪板机切割,小型钢采用带锯切割。
下料前,必须将钢材切割区域表面的铁锈、杂物等清除干净,按图纸各部尺寸放线,检验合格后才可切割。
气体切割与机械剪切尺寸的允许偏差(mm)注t:切割面厚度a.下料方法:框架的主体型材和局部不规则的部位采用气焊切割,气割后打磨干净;梁柱节点板、加劲板等凡厚度不大于12mm的钢板均采用剪板机剪切,剪切面应平整。
大于12mm的钢板钢板采用半自动切割机切割,切割后用角向砂轮机打磨干净,表面无毛刺。
b.槽钢、工字钢、角钢需要拼接时,当构件长度≤12m时,拼接接头最多为2处,拼接的最小长度为800mm。
c.同一规格的H型钢柱子或梁的长度不够时,可进行拼接接长,拼接位置及形式必须经过设计同意才能施工。
设备梁不宜有接头,对接焊缝应开坡口全熔透。
d.对于允许拼接的构件,其接长长度不宜小于1m,接头不宜多于两处,且接头位置与节点边缘焊缝的距离不宜小于500mm。
构件接头应避开螺栓孔及加劲板,且距离不得小于200mm。
e.型钢对接焊缝的拼接与组对时,错边量应小于1mm。
f.型钢拼接的接头型式如下图所示,45º斜街头形式拼接是最常用的接头形式。
g.下料后检查:零件的长度;零件端面的平面度以及型材轴线的垂直度3)制孔制孔采用钻孔方法,制孔前应在构件上划出孔的中心线和直径。
钻孔的允许偏差超设计和规范时,不能采用钢块填塞,可采用与因材质相匹配的焊条熔焊后重新制孔。
4)构件拼装在拼装前,作业人员必须熟悉施工图、拼装工艺及有关文件的要求,并检查组装零部件的外观、材质、规格、数量,当合格无误后方可施工。
拼装定位采用断焊,其断焊长度30-50MM焊缝不大于设计焊缝的2/3,断焊分布均匀,保证有足够的强度和刚度。
使用工具、器具等必须合适可靠,拼装的垂直度、角度、平行度要严格控制,并满足规定要求,待检验后才准正式焊接。
5)焊接及矫正焊接人员必须持证上岗。
焊接时必须根据型材规格尺寸按工艺要求选用相应的焊丝、电流、电压和焊接速度。
对焊接材料选用要严格按照《钢材焊接焊条、焊丝焊剂选配规定》。
使用前应仔细检查,凡发现有药皮脱落、污损、变质、吸湿、结块和生锈的焊条、焊丝、焊剂等焊材,不得使用。
焊接后,因焊接对钢材进行局部不均匀的加热,而导致焊接应力的产生发生焊接变形应进行矫正。
6)拼装构件验收出厂前必须对钢构件进行验收,出厂的成品构件应具有出厂合格证及有关技术文件等,检查是否符合设计尺寸和整体质量情况等,待检验合格后方可出厂。
型钢立柱制作示意图7)附属结构预制a.栏杆预制用无齿锯进行切割,下料尺寸应预留切割裕量。
然后采用气焊对栏杆的立柱与水平护栏的接口进行修整;栏杆的弯制采用热煨煨制;栏杆的预制在钢制平台上进行,确保栏杆整体平面度。
b.斜梯预制●依据设计施工图纸的要求,对梯子的侧梁进行下料;侧梁的长度及两端的连接型式采用实际放样确定,并按照设计的要求放样确定斜梯的踏步安装基准线。
●当斜梯踏步采用螺栓连接固定时,采用机械钻孔对螺栓孔进行加工,然后依次安装踏步。
●当踏步采用焊接结构安装时,首先按照安装基准线对踏步进行点焊固定,然后按照跳焊法进行焊接作业。
●斜梯预制检查合格后,按照设计要求对斜梯进行防腐施工。
斜梯制作成型示意图c.直梯预制●所有直梯部件的下料切割全部采用无齿锯进行;●直梯在预制场按照施工图纸的要求,分段预制并防腐后,运抵施工现场进行安装。
8)预制技术要点a.构件拼接后应矫正调直,符合设计及规范的要求。
b.梁的翼板和腹板上应标明方位和标高,如上下有区别,应做明确标记;预制柱子、梁、单片,一定要标明方位和标高,H型钢的翼缘板和腹板上应标明安装方位,并标出中心线,做明确标记。
c.对斜支撑及连接板等在预制中要标明方位和标高,安装时对号入座。
1.1.1.4构件安装方法及主要施工要点1)基础验收及处理钢结构基础虽由土建专业队负责施工,但当基础垫层砼凝固后开始绑扎钢柱砼基础钢筋时,项目部随之立即派专业技术人员进行钢结构螺栓预埋指导工作。
为确保上部结构安装质量,也必须与土建施工单位密切配合,共同把关。
预埋时必须严格控制地脚螺栓的位置和伸出长度、基础支承面水平度和标高等。
a.钢结构基础的交接验收工作将按照有关的规范标准进行。
b.基础的外观检查●基础周围场地已平整且夯实;基础上表面清洁无油脂、泥土等杂物;●基础的外表面无蜂窝、露筋及裂纹等现象;●基础的标高基准线和纵横中心线清晰;●钢结构抗剪键的预留洞有临时保护措施,内部无任何杂质;●地脚螺栓有保护措施,螺母数量齐全,且无损坏现象;c. 基础中心线误差检查以基础施工图纸标定的钢结构基准中心线,抽查基础的纵、横轴线的位置误差。
(每根轴线均布测量2点,即图中X1,X2,Y1,Y2测量2个数值)d. 基础标高每个基础标高的检查分三步进行检查:● 首先,以基础施工图给定的基准标高点测量基础的基准标高点; ● 其次,以基础的标高基准点测量基础上表面的标高误差; ● 最后, 以基础的标高基准点测量预埋地脚螺栓顶部的标高误差。
e. 钢结构独立基础之间相互位置的检查检查轴线之间基础的间距和对角线之间的位置误差XB 1基础及地脚螺栓位置的允许偏差:f.基础验收交接对验收合格后的基础,办理工序交接手续。
g.进行座浆垫板采用无收缩水泥砂浆制作,顶部预埋一定厚度的钢板,座浆最小厚度不小于30mm,。
垫板应平直,通常采用100mm*100mm*10mm的方垫板,座浆垫板顶面标高允差:0mm~-3mm,水平度允差1.5mm,放置位置根据钢结构底座尺寸及基础地脚螺栓布置情况来确定。
2)垫铁摆放a.用垫铁安装时,基础表面应凿麻,垫铁设置处应铲平,并符合下列规定:垫铁组应设置在靠近地脚螺栓(锚栓)的柱脚底板加劲板或柱肢下;b.每根地脚螺栓(锚栓侧)应设置1组~2组垫铁,每组垫铁不宜超过4块;c.垫铁与基础面和柱底面的接触应平整、紧密;d.采用成对斜垫铁时,其叠合长度不应小于垫铁长度的3/4;e.混凝土二次浇灌前垫铁组垫铁间应定位焊固定。
3)钢结构安装准备工作钢结构吊装前按照构件明细表核对进场构件,查验质量证明单和设计更改文件,检查验收构件在运输过程中造成的变形情况,并记录在案,发现问题及时进行矫正至符合规定。
对于基础和预埋件,应先检查复核轴线位置,高低偏差,平整度,标高,然后弹出十字中心线和引测标高(见下图),并必须取得基础验收的合格资料。
由于涉及到钢结构制作与安装两方面,又涉及到土建与钢结构之间的关系,因此它们之间的测量工具必须统一。
4)框架和管廊钢结构的安装 a. 构件组装考虑吊装及成片运输因素,部分长构件需要在施工现场组装成片,组装要求如下:● 能够提供符合组装要求的场地,并要求组装处场地平整坚实,可使用钢管、道木、型钢等作为临时组装的支撑,其间距满足组装要求,并在组装前对其的水平度进行检查、测量、调整;● 地面组装的结构应进行其几何尺寸的测量,合格后方可进行安装; ● 组装完毕后的结构的强度必须符合设计要求方可进行吊装:对焊接结构,组装的构件之间的焊接施工必须总体尺寸检查合格后、吊装前施焊;b. 构件的吊装构件的吊装方式的选择根据图纸比较各种方式的利弊、现场的实际情况(如吊车资源、组对场地、高空及地面工作量的比对等)确定采用成片进行安装,如现场安装条件受限制时,采用单根吊装。
● 吊装前应检查两根柱子柱底板开孔之间的间距是否与相应基础地脚螺栓之间的间距相符,如有偏差,看是否在允许偏差范围内,如果尺寸超差应检查柱子是否直线度在焊接时变形,并对其进行矫正,并检查对角线偏差;● 钢结构成片吊装后,在没有安装横梁之前应用两根晃绳(配以倒链等)将其固定,以防止倾斜倒塌,找正时还可以通过调节晃绳的长度来进行。
并检查第一层横梁的标高是否满足图纸要求,如果偏差超出允许范围,可通过垫铁进行找正,用经纬仪进行检测,找正后立即将地脚螺栓拧紧。
● 施工程序如下:以立柱的一米标高基准线调整单片钢结构的标高误差;采用经纬仪测量单片钢结构的垂直度误差;测量单片钢结构与相临钢结构轴线的上下截面及垂直面的间距和对角线误差;合格后,安装成片之间的连接横梁和操作平台等。
晃绳晃绳晃绳c.横梁的安装●立柱找正完毕后进行横梁安装,对单根、成片安装的立柱结构应及时安装连接横梁以保证其稳定性;●对无牛腿连接的横梁,为加快安装进度,安装前在柱子上相应位置的下平面焊接一块扁铁或角钢,以便横梁的安装就位,并检查横梁所在跨距是否满足横梁安装,如果间距过小,应根据实际尺寸对横梁进行尺寸修改,就位后检查横梁的水平度及中心位置偏移量。
检查合格后,进行点焊,点焊要牢固;d.次梁的安装次梁的安装应在主梁焊接完成后进行,安装后应按照主梁找正找平的方法进行检查。