下载文档原格式
明拓集团铬业科技有限公司30万吨/年高碳铬铁工程焊接作业指导书编制：日期：审核：日期：批准：日期：编制单位：华冶科工内蒙古明拓集团工程项目部钢结构焊接作业指导书明拓集团铬业科技有限公司30万吨/年高碳铬铁工程钢结构主体工程共有钢结构制安工作量约8000余吨，钢材选用Q345B，Q345C，Q345D，Q235B 钢材厚度为4～50mm。
焊接过程中，严格遵守焊接工艺评定的要求，确保焊接质量。
1、焊接材料1.1电焊条、埋弧焊丝、二氧化碳气体保护焊丝、埋弧焊剂都应有出厂质量证明书。
钢结构常用钢材所对应的焊材见附表(一)。
一般焊接材料选用附表（一）1.2对各种焊材入库前都要进行严格的质量检查并应符合以下要求：1.2.1气割所用氧气纯度不低于99.5%；乙炔气纯度不低于96.5；二氧化碳气体保护焊所用二氧化碳气纯度不低于99.5%，且含水量应小于0.05%，焊接重要结构时，其含水量应小于0.005%。
1.2.2电焊条的偏心度、药皮强度、药皮耐潮度等应符合要求。
1.2.3二氧化碳气体保护焊丝表面应光滑平整、焊丝的镀铜层均匀牢固、焊丝的挺度应能使焊丝均匀连续送进。
1.2.4埋弧自动焊丝表面无锈蚀、无油垢。
1.2.5埋弧自动焊剂的颗粒度、含硫、磷量、含水量以及机械夹杂物均应符合要求。
1.3各种焊材应在干燥通风良好的焊材仓库中存放，并应按种类、牌号、批号、规格、入库时间分类堆放，每垛应有明确的标志，不得混放。
1.4发放、烘干焊条和焊剂要有专人负责，要有焊条、焊剂烘干记录、领取和发放记录，尤其不可将碳素钢埋弧焊丝、焊剂与低合金钢埋弧焊丝、焊剂搞混、发错。
1.5当天剩下的焊条、焊剂应分别放入保温箱内贮存，不得露天过夜存放。
1.6使用过的焊剂回收后，必须过筛并重新烘干方可再用。
2、焊工2.1必须由有钢结构焊接合格证的焊工施焊，并且合格证在有效期内。
停焊时间达6个月及以上，应重新考核。
2.2应有良好的工艺作风，严格按照给定的焊接工艺和焊接技术措施进行焊接，严格遵守规范和公司制定的工艺细则并认真实行质量自检。
钢结构焊接工艺钢结构焊接工艺本工艺标准适用于一般工业与民用建筑工程中钢结构制作与安装手工电弧焊焊接工程。
施工准备材料及主要机具：电焊条必须按设计要求选用，并且有质量证明书，施焊前必须经过烘焙。
严禁使用药皮脱落、焊芯生锈的焊条。
设计无规定时，焊接Q235钢时宜选用E43系列碳钢结构焊条；焊接16Mn钢时宜选用E50系列低合金结构钢焊条；焊接重要结构时宜采用低氢型焊条（碱性焊条）。
酸性焊条与碱性焊条不准混杂使用。
引弧板：用坡口连接时需用弧板，弧板材质和坡口型式应与焊件相同。
主要机具：电焊机（交、直流）、焊把线、焊钳、面罩、小锤、焊条烘箱、焊条保温桶、钢丝刷、石棉条、测温计等。
作业条件：熟悉图纸，做焊接工艺技术交底。
施焊前应检查焊工合格证有效期限，应证明焊工所能承担的焊接工作。
现场供电应符合焊接用电要求。
环境温度低于℃，对预热，后热温度应根据工艺试验确定。
操作工艺工艺流程：作业准备→电弧焊接（平焊、立焊、横焊、仰焊）→焊缝检查。
钢结构电弧焊接：平焊选择合格的焊接工艺，焊条直径，焊接电流，焊接速度，焊接电弧长度等，通过焊接工艺试验验证。
清理焊口：焊前检查坡口、组装间隙是否符合要求，定位焊是否牢固，焊缝周围不得有油污、锈物。
烘焙焊条应符合规定的温度与时间，从烘箱中取出的焊条，放在焊条保温桶内，随用随取。
焊接电流：根据焊件厚度、焊接层次、焊条型号、直径、焊工熟练程度等因素，选择适宜的焊接电流。
引弧：角焊缝起落弧点应在焊缝端部，宜大于10mm，不应随便打弧，打火引弧后应立即将焊条从焊缝区拉开，使焊条与构件间保持2～4mm间隙产生电弧。
对接焊缝及时接和角接组合焊缝，在焊缝两端设引弧板和引出板，必须在引弧板上引弧后再焊到焊缝区，中途接头则应在焊缝接头前方15～20mm处打火引弧，将焊件预热后再将焊条退回到焊缝起始处，把熔池填满到要求的厚度后，方可向前施焊。
焊接速度：要求等速焊接，保证焊缝厚度、宽度均匀一致，从面罩内看熔池中铁水与熔渣保持等距离（2～3mm）为宜。
钢结构各种焊接工艺大全（带图例）1.1焊接准备1.1.1焊材干燥及管理：1.1.1.1一般钛钙型焊条如为新品则不必干燥，未用完的回收品则必须经60~1000C的干燥再使用。
1.1.1.2低氢焊条须经3000C温度、1个小时以上的干燥后，再放入1000C的干燥箱内时常干燥。
1.1.1.3如焊条装在焊条袋内到现场使用4小时不必干燥，而装在干燥器内到现场使用10小时不必再干燥。
1.1.1.4从焊剂新箱打开使用时，必须完全干燥状态下施焊。
1.1.1.5焊剂如打开经12小时后，须经1200C、1小时的干燥。
1.1.1.6新购买的焊条必须交仓库保管，置于通风、干燥、不直接接触地面的场所，使用时须填具领料单向仓库领用。
1.1.1.7工作结束，剩余焊条必须收回置于干燥箱内，次日再取用。
1.1.2坡口加工1.1.2.1为达到设计要求，钢材接合部板厚9mm以上的全熔透焊接必须开坡口，坡口的形状、尺寸、加工方法应按照设计图（制造图）或放样图所规定的要求进行。
1.1.2.2坡口表面要清理干净并作防锈处理或立即焊接。
1.1.2.3火焰开坡口若有伤痕，须用电焊修补后再用砂轮机磨平，并清理干净割渣和焊渣。
1.1.3焊接预热1.1.3.1在低温或母材为厚板时可进行焊接前加热，从而避免焊接部位因急冷而发生裂纹。
1.1.3.2预热温度控制如下：1.1.4焊接前检查1.1.4.1是否选择正确的焊接方法和焊接材料。
1.1.4.2坡口加工、构件组立是否达到规定的精度。
1.1.4.3焊接施工顺序是否正确。
1.1.4.4焊接面是否清洁。
1.1.4.5预热方案是否可行。
1.2焊接方法1.2.1手工电弧焊1.2.1.1焊条型号选择如下表:1.2.1.2焊条直径选择如下表:1.2.1.3电流选择如下表:1.2.2埋弧自动焊1.2.2.1钢板对接焊接参数表:1.2.2.2填角焊焊接参数表:1.2.3 CO2焊接电流参数表:1.3 焊接施工1.3.1 钢板对接1.3.1.1 下料：根据施工图要求把所要拼接的钢板放长30~50mm ，以补充焊缝收缩和边线的不整齐。
目录1. 施工概况 (3)2. 依据的图纸、文件及标准 (3)3. 作业准备和条件要求 (3)4. 作业项目和上下道工序的接口要求，作业过程中的停工待检点和见证点 (5)5. 作业流程 (5)6. 验收的级别及质量标准 (6)7. 作业人员的职责、分工和权限 (7)8. 安全措施及施工要求 (7)9. 附录 (8)本版文件于2009年月日开始实施。
批准人：钢结构焊接1. 施工概况印尼棉兰工程2×200MW机组，三大设备由东方锅炉厂、北重汽轮发电机厂供货。
全厂有大量的钢结构焊接，包括各类承重钢结构、支架、平台、栏杆等，尤其是锅炉钢架。
锅炉钢架采用全钢结构，连接方式以焊接为主。
涉及到焊接的钢材主要包括：20#、Q235-A、Q345-A、Q345-B、SA-210C等。
2. 依据的图纸、文件及标准2.1. 锅炉钢结构图纸及有关技术要求。
2.2. DL/T869-2004《火力发电厂焊接技术规程》。
2.3. 《火电施工质量检验及评定标准》焊接篇(1996年版)。
3. 作业准备和条件要求3.1. 焊接设备：逆变焊机、交流焊机、CO2半自动焊机。
3.2. 焊接材料：根据钢材的级别选用同等级焊材进行焊接，包含但不仅限于以下焊材，E5015(AWS E7015)类，规格：Φ3.2、Φ4.0；焊条E4303(AWS E6019)类，规格：Φ3.2、Φ4.0；焊丝：ER50-6(AWS ER70S-6)类，规格：Φ1.2。
焊材成分及力学性能如下表：3.3. 焊接方法：手工电弧焊(SMAW)、熔化极气体保护焊(GMAW)。
3.4. 人员安排：焊接技术人员、质量检查员、焊工。
3.5. 焊工必须是经过基本知识和实际操作技能培训，取得焊工合格证书的人员担任，凡担任此工作的焊工，必须有相应项目考核合格证，并经现场考核合格后方可焊接相应合格项目。
3.6. 焊前由技术人员向焊工进行技术措施、安全措施交底，完成签证；焊工本人对施焊部位的焊接工艺要求要理解清楚。
FEE有限公司文件发放号：使用者：焊接工艺技术规程焊接工艺技术规程一、范围：本规定适用于钢管电杆、变电构支架、铁塔及一般钢结构产品的手工电弧焊和埋弧自动焊。
本公司产品图样或技术文件中无特殊要求时，均应符合本技术条件的规定。
二、本规程引用标准：DL/T646-2006 《输电线路钢管杆制造技术条件》GB/T 2694-2003 《输电线路铁塔制造技术条件》GB50205-2001 《钢结构工程施工质量验收规范》JB/T7949-99 《钢结构焊缝外形尺寸》JGJ81-2002 J218-2002 《建筑钢结构焊接技术规程》GB11345-89 《钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级》SDZ019-85 《焊接通用技术条件》三、一般技术要求3.1焊接工作应配备专职的焊接技术人员、焊接检查和检验人员。
3.2焊工应持证上岗，（取得第三方公证单位认可的焊工合格证）。
3.3焊接原材料和焊接材料的型号、规格和订货要求应符合图样和技术文件规定，材料的代用应执行代用制度。
对无牌号、规格、无质量保证书的原材料和焊接材料，只有经过检验和鉴定，确定其规格、型号、质量状态后，方可使用；否则严禁使用。
3.4焊接材料的选用，应根据母材的化学成份、机械性能、焊接接头的抗裂性、焊前预热、焊后热处理及使用条件等因素综合考虑。
3.4.1同种钢材之间的焊接，焊接材料的选用，一般应符合下列要求：A.焊接接头的机械性能应与母材相当；B.工艺性能良好；C.低碳钢及低合金钢焊接的焊条应符合GB981-76《低碳钢及低合金高强度钢焊条》的要求。
3.4.2异种钢之间的焊接，焊接材料的选用应符合下列要求：A.两侧均非奥氏体不锈钢时，焊缝金属宜与基本金属相适应，可根据合金元素含量较低(或强度等级较低)的一侧钢材选用。
B.其中一侧是奥氏体不锈钢时，可选用含镍、铬量比不锈钢更高的焊条(焊丝)。
艺、施焊时气温等综合因素来确定。
在正常情况下，焊件的厚度为：对低碳钢，不宜大于50mm；对低合金钢，不宜大于36mm。
目录1.前言 (3)2.焊接工艺流程 (4)3.焊接施工工艺及技术措施 (5)3.1焊前准备 (5)3.2焊接材料的选择 (5)3.3焊接预热 (6)3.4焊接环境 (7)3.5焊接工艺措施 (8)3.6 厚板焊接工艺要点 (13)3.7焊接应力控制 (17)3.8焊接质量检查 (18)4.焊接质量控制措施 (19)5.钢结构焊接注意事项 (23)5.1防风措施 (23)5.2防雨措施 (23)1.前言不同的焊接方法有不同的焊接工艺。
焊接工艺主要根据被焊构件的材质、牌号、化学成分，焊件结构类型，焊接性能要求来确定。
首先要确定焊接方法，如手弧焊、埋弧焊、熔化及气体保护焊等等，焊接方法的种类非常多，只能根据具体情况选择。
确定焊接方法后，再制定焊接工艺参数，焊接工艺参数的种类各不相同，如手弧焊主要包括：焊条型号（或牌号）、直径、电流、电压、焊接电源种类、极性接法、焊接层数、道数、检验方法等等。
为了更好的贯彻和落实本施工工艺手册，由郑建龙负责落实和解释，电话：2.焊接工艺流程3.焊接施工工艺及技术措施3.1焊前准备焊接区操作脚手平台搭设良好，平台高度及宽度应有利于焊工操作舒适、方便，并应有防风措施。
由于CO2气体保护焊焊枪线较短，考虑将焊机及送丝机置于操作平台上。
操作平台是针对节点焊接而专门设计，具体详见安全设施一节。
焊工配置一些必要的工具，比如：凿子、焊工专用榔头、刷子以及砂轮机等。
焊把线应绝缘良好，如有破损处要用绝缘布包裹好，以免拖拉焊把线时与母材打火。
焊接设备应接线正确、调试好，正式焊接前宜先进行试焊，将电压、电流调至合适的范围。
检查坡口装配质量。
应去除坡口区域的氧化皮、水份、油污等影响焊缝质量的杂质。
如坡口用氧－乙炔切割过，还应用砂轮机进行打磨至露出金属光泽。
3.2焊接材料的选择根据钢材化学成分、力学性能，对Q345C级钢的焊材选配，见下表1所示：表1：焊材选择3.3焊接预热预热是防止低合金高强钢焊接氢致裂纹的有效措施，可以控制焊接冷却速度，减少或避免热影响区（HAZ）中淬硬马氏体的产生，降低HAZ硬度，同时还可以降低焊接应力，并有助于氢的逸出。
钢结构焊接作业指导书1．适用范围适用于桁架或网架结构、多层或高层梁、柱、框架结构等工业与民用建筑和一般构筑物的钢结构工程。
2．执行规范与标准《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）《碳钢焊条》（GB5117）《低合金钢焊条》（GB5118）《气焊、手工电弧焊及气体保护焊焊缝坡口的基本形式与尺寸》（GB985-88）3．施工准备3.1技术准备(1) 在构件制作前，工厂应按施工图纸的要求以及《建筑钢结构焊接技术规程》的要求进行焊接工艺评定试验。
生产制造过程应严格按工艺评定的有关参数和要求进行，通过跟踪检测如发现按照工艺评定规范生产质量不稳定，应重做工艺评定，以达到质量稳定。
(2) 根据施工制造方案和钢结构技术规范以及施工图纸的有关要求编制各类施工工艺，工厂应组织有关部门进行工艺评审。
3.2材料要求(1) 建筑钢结构用钢材及焊接材料的选用应符合设计图的要求，并应具有钢厂和焊接材料厂出具的质量证明书或检验报告，其化学成分、力学性能和其他质量要求必须符合国家现行标准规定。
当采用其他钢材和焊接材料替代设计选用的材料时，必须经原设计单位同意。
(2) 钢材的成分、性能复验应符合国家现行有关工程质量验收标准的规定；大型、重型及特殊钢结构的主要焊缝采用的焊接填充材料应按生产批号进行复验。
复验应由国家技术质量监督部门认可的质量监督检测机构进行。
(3) 钢结构工程中选用的新材料必须经过新产品鉴定。
钢材应由生产厂提供焊接性资料、指导性焊接工艺、热加工和热处理工艺参数、相应钢材的焊接接头性能数据等资料；焊接材料应由生产厂提供贮存及焊前烘焙参数规定、熔敷金属成分、性能鉴定资料及指导性施焊参数，经专家论证、评审和焊接工艺评定合格后，方可在工程中采用。
(4) 焊条应符合现行国家标准《碳钢焊条》（GB/T 5117）、《低合金钢焊条》（GB/T5118）的规定。
钢结构焊接工艺规范一、前言钢结构焊接是现代建筑领域中最常见的一种连接方式，其质量直接关系到建筑的安全性能。
为了确保钢结构焊接的质量，必须遵守一定的工艺规范，本文将详细介绍钢结构焊接工艺规范。
二、材料准备1.焊接材料焊接材料应符合相关标准，包括焊丝、焊条和流量剂等。
焊丝和焊条的种类应与被焊接材料相同或相似，同时应注意选择正确的焊接极性。
2.被焊接材料被焊接材料应符合相关标准，其表面应清洁干净，无油脂、锈迹和其他杂质。
对于较厚的板材，应进行预热，以避免裂纹和变形。
三、焊接工艺1.焊接方法常见的焊接方法包括手工电弧焊、埋弧焊、气体保护焊和激光焊等。
具体选择哪种焊接方法应根据被焊接材料的厚度、材质和焊接位置等因素进行考虑。
2.焊接参数焊接参数包括焊接电流、电压、焊接速度、焊接角度和焊接间隙等，应根据被焊接材料的厚度和材质等因素进行选择和调整。
同时应注意控制焊接变形和裂纹的产生。
3.焊接顺序焊接顺序应从中心向两端进行，以避免产生较大的热应力。
对于大型结构，应按照相应的焊接顺序进行分步焊接，以确保焊接质量和结构的稳定性。
4.控制焊缝形状和尺寸焊缝的形状和尺寸应根据设计要求和相关标准进行控制，同时应注意焊缝的几何形状和间隙等因素的影响。
四、焊后处理1.去除焊缝残留物焊接完成后，应及时清理焊缝残留物，如焊渣、流量剂和氧化物等，以确保焊接质量。
2.表面处理焊接后的材料表面应进行清洁和防锈处理，以延长结构的使用寿命。
五、质量检测1.外观检查焊缝的外观应符合相关标准，包括焊缝的形状、尺寸和表面质量等。
2.尺寸检查焊缝的尺寸应符合设计要求和相关标准，包括焊缝宽度、高度和间隙等。
3.无损检测无损检测包括超声波检测、射线检测和磁粉检测等，应根据需要进行选择和实施，以确保焊缝的质量。
六、安全注意事项1.在焊接过程中应注意防火、防爆和防毒等安全措施。
2.应选择合适的防护设备，如手套、面罩、护目镜和耳塞等，以避免对人体的伤害。
3.在焊接现场应保持整洁，避免杂物和易燃物等物品的堆放和存放。
内容提要起重机金属结构件常用焊接工艺资料手册是一本焊接工具书，手册中编制了常用焊接工艺数据资料的表格，是从事起重机金属结构件焊接生产的工程技术人员和电焊工必不可缺少的参考资料。
在资料内容的选择上，本手册以实用为原则，涉及的内容比较全面，包括起重机金属结构件电弧焊接常用钢材的性能、常用焊接材料的性能、常用焊接材料的选用、焊接前的准备、常用电弧焊接工艺规范的选用、常见的焊接缺陷、常用的焊接检验等各方面有关焊接工艺的数据资料。
前言起重机金属结构件常用焊接工艺数据资料，是从事起重机金属结构件焊接生产的工程技术人员和电焊工必不可缺少的依据。
可是这些常用的焊接工艺数据资料往往分散在各种书籍、标准、工艺守则或工艺文件资料之中，为了查找它们，每次都要花去许多宝贵的时间。
这给了我们一个启示：如果将这些常用的焊接工艺数据资料编辑成册，使人一目了然，将是一件很有价值的工作。
这就是我们编写起重机金属结构件常用焊接工艺资料手册的目的。
手册是一本焊接工具书，是以实用为原则，避免了从概念原理到工艺方法这种教科书式的编写形式，也避免面面俱到的编写内容，在内容上只选择适应起重机金属结构件焊接生产实用数据资料的表格。
起重机金属结构件常用焊接工艺资料手册，涉及的内容比较全面，包括电弧焊接常用钢材的性能、常用焊接材料的性能、常用焊接材料的选用、焊接前的准备、常用电弧焊接工艺规范的选用、常见的焊接缺陷、常用的焊接检验等各方面有关焊接工艺的数据资料。
本手册由高级工程师胡永祺主编、高级工程师徐菁萍编辑。
本手册的对象为从事编制起重机金属结构件焊接工艺和焊接试验研究工作的工程技术人员，同时也是焊接技术工人学习的参考读物。
本手册在编写过程中得到了姜保国、倪介民、高福显、王常恒、麻万财、隋进、高新华等同志的支持和帮助，特此表示感谢。
由于编写水平有限，手册中欠妥之处在所难免，欢迎提出宝贵意见。
目录前言第一章起重机金属结构件焊接常用钢材的性能1 碳素钢按含碳量分类 (1)2 碳素结构钢Q235钢的性能 (1)3 常用优质碳素结构钢的性能 (2)4 低合金高强度结构钢Q345钢的性能 (3)5 船体用结构钢的性能 (4)6 常用合金结构钢的性能 (5)7 各种金属材料的焊接性 (6)第二章电弧焊接常用焊接材料的性能1 焊条电弧焊常用焊条的性能 (9)2 埋弧焊常用焊接材料的性能 (13)3气体保护电弧焊常用焊接材料的性能 (15)4 药芯焊丝电弧焊常用焊接材料的性能 (17)5国内外焊接材料质量认证机构代号 (18)第三章金属结构件电弧焊接常用焊接材料的选用1 起重机金属结构件常用电弧焊接方法 (19)2 起重机金属结构件常用钢材焊接材料选用的原则 (19)3 金属结构件常用钢材电弧焊接用焊接材料的选用 (20)4 金属结构件强度等级比Q345钢高的钢材，电弧焊接常用焊接材料的选用 (22)5 不锈钢结构电弧焊接常用焊接材料的选用 (24)6 钢轨焊接和堆焊常用焊接材料的选用 (24)7 常用焊接材料直径的选用 (24)第四章金属结构件焊接前的准备1电弧焊接常用焊接材料使用前的烘干 (25)2焊接前焊接接头的准备 (26)3电弧焊接钢材预热温度和层间温度的选用及焊后要求 (27)第五章金属结构件电弧焊接常用焊接工艺规范的选用1常用钢材焊接工艺规范选用的原则 (28)2常用钢材选用焊接工艺规范的主要因素 (28)3焊接位置的代号 (28)4电弧焊接常用焊接设备的性能 (29)5电弧焊接常用焊接工艺规范的选用 (30)6国外焊接方法的代号 (32)第六章金属结构件常见的焊接缺陷1常用电弧焊接方法的焊接缺陷 (33)2焊接缺陷的特征及产生原因 (33)3埋弧焊缺陷产生的原因及防止措施 (34)4半自动气体保护焊缺陷产生的原因及防止措施 (35)5焊接缺陷的危害 (36)第七章起重机金属结构件常用的焊接检验1金属结构件常用的焊接检验方法 (37)2 国外无损检测的代号 (37)3常用焊接检验方法的分类 (37)4焊缝外观质量合格的要求 (38)5重要焊缝非破坏性检验的要求 (39)6常用无损探伤方法的选择 (39)7 射线探伤焊缝质量评定等级 (40)8 射线探伤焊接缺陷影像特征 (40)附录附录A常用中国国家标准目录1常用中国钢材标准 (41)2常用中国焊接材料标准 (41)3常用中国其它焊接标准 (41)4常用中国起重机标准 (42)附录B常用工厂标准目录1常用工厂焊接标准 (43)2常用工厂金属结构件制造标准 (43)附录C 常用美国焊接标准目录1常用美国焊接材料标准 (44)2常用美国结构焊接规范标准 (45)3常用美国其它焊接标准 (45)附录D 常用日本焊接标准目录1 常用日本焊条标准 (46)2 常用日本焊丝标准 (46)附录E 常用焊接材料和焊接设备的生产单位1 常用焊接材料的生产单位 (47)2 常用焊接设备的生产单位 (47)附录F 常用焊接相关的中外标准和机构代号 (48)。
第2篇建筑钢结构单层、多高层、超高层结构焊接第5章多高层、超高层结构焊接技术5.1、 多、高层定义及特点5.1.1、 定义十层以下、总高度小于24m的民用建筑和6层以下、总高度小于40m的工业建筑定义为多层钢结构；超过上述高度的定义为高层钢结构。
其中民用建筑层数和高度的界限与我国建筑防火规范相协调，工业建筑一般层高较高，根据实际工程经验确定。
5.1.2、 多、高层结构的特点结构抗震性能好；自重轻，钢结构高楼的自重约为混凝土结构的60%，可大幅降低基础和结构的造价；建造工期短：钢结构由于工厂化程度高，施工速度比钢筋混凝土结构约快1.5倍；结构面积小，钢构构柱面积约为混凝土柱的1/3，可节约3%的建筑面积；降低层高，钢梁截面一般较混凝土矮，且管线可从钢梁腹板穿越，同样的高度可设计出更多的楼层增加建筑面积。
5.2、 典型结构体系5.2.1、框架结构由柱和梁组成框架，承受竖向力和侧向力；刚框架抗侧力性能较差，结构侧向变形大，一般适合20层以下结构；柱子一般采用箱型钢柱或钢管混凝土柱；钢管混凝土柱是在圆管柱或箱型柱中灌入混凝土，既具有钢结构的优点，又充分利用了混凝土抗压好的特性，见图5-1。
图5-1框架结构体系5.2. 2、框架支撑结构由柱和梁组成框架，在柱间设有支撑用于抵抗侧向力；刚框架抗侧力性能较好，结构侧向变形较大，一般适合40层以下结构，见图5-2；图5-2框架支撑结构体系5.2. 3、框架剪力墙结构与框架支撑结构类似，只是支撑换成剪力墙用于抵抗侧向力；剪力墙一般为混凝土板或钢板，或钢混组合结构，比支撑具有更好的抗侧刚度，布置更灵活，可适合更高的建筑结构，但是、框架钢板剪力墙在制作，安装和焊接均有一定难度；见图5-3。
图5-3 框架剪力墙结构体系5.2.4、框筒结构此种结构体系一般是由钢筋混凝土核心筒与外圈钢框架组合而成;核心筒主要是由四片以上的钢筋混凝土墙体围成的方形、矩形或多边形筒体，内部设置一定数量的纵、横向钢筋混凝土隔墙。
当建筑很高时，核心筒墙体内可能设置一定数量的型钢骨架；外圈钢框架是由钢柱与钢梁刚接而成；建筑的侧向变形主要由核心筒来抵抗，这是高层中最常用的一种结构体系，见图5-4。
图5-4框筒结构体系5.2.5、筒中筒结构此种结构体系一般是由钢筋混凝土核心筒与外圈钢框筒组合而成，适用于超高层建筑;核心筒主要是由四片以上的钢筋混凝土墙体围成的方形、矩形或多边形筒体，内部设置一定数量的纵、横向钢筋混凝土隔墙。
当建筑很高时，核心筒墙体内可能设置一定数量的型钢骨架；外圈钢框筒是由密柱、深梁刚接而成，钢柱的柱距一般在4m以下，钢梁的截面高度也较大，以尽量减小其剪力滞后效应，使外框筒形成一个有效的立体构件，充分发挥其整体抗弯作用，减小整个结构的侧移，见图5-5。
图5-5筒中筒结构体系5.2.6、高层钢结构的抗侧力措施----伸臂桁架伸臂桁架是减小高层建筑侧向变形的一项重要措施；伸臂桁架一般设在设备层或避难层，宽度贯通房屋全宽、高度为一层或两层楼高，一般在整个楼层高度上设置三到四道；伸臂桁架的作用原理是当建筑侧向变形时外围钢柱的拉压轴向力对伸臂桁架施加一个反向的力矩，从而达到减小侧向变形的目的，见图5-6。
图5-6高层钢结构的抗侧力措施5.2.7、高层钢结构的抗侧力措施----大型支撑框筒是用于高层的一种高效抗侧力构件，然而其框架所固有的剪力滞后效应，削弱了它的抗推刚度和抗倾覆能力；贯通房屋全宽的斜杆与柱组成大型支撑体系，使外框形成一个支撑筒体，具有很好的抗侧刚度，见图5-7。
图5-7大型支撑5.2.8、高层钢结构的抗侧力措施----巨柱就抵抗倾覆力矩和扭转力矩而言，柱越远离建筑中心效果会越好，因此，减弱高楼扭转并增强高楼抗倾覆能力的最有效措施之一：把高楼的抗侧力构件（框架柱、竖向支撑等），从中心位置和分散布置的状况，转向房屋周边并相对集中，形成巨柱，见图5-8；图5-8巨柱5.2.9、楼承板高层钢结构一般都使用楼承板以突出钢结构施工速度快的优势;使用楼承板不需要搭设脚手架支撑和模板，楼承板可作永久性模板，施工速度快，还可部分取代楼板配筋；楼承板通常有开口型、闭口型、桁架式几种，见图5-9、表5-1、表5-2、表5-3。
图5-9楼承板表5-1 开口型楼承板 承载能力 1、波型对称，正反弯矩受力接近，板加劲肋使得有效面积大，施工阶段承载能力强；2、使用阶段楼承板可部分取代底部配筋。
防火性能楼承板不能防火，板底部需配筋,楼承板不需刷防火涂料 施工楼承板铺设速度快，但钢筋绑扎较慢 使用 楼板底面有波型凹凸不平，外观不够平整经济性 楼承板板型利用率高，价格便宜，底部凹槽可减少楼板25%左右的混凝土用量，降低建筑的自重，还节省主体结构和基础费用。
（表5-1附图）表5-2 闭口型楼承板承载能力 1、板底部平整施工阶段板有效面积小，施工阶段承载能力差；2、使用阶段楼承板可部分取代底部配筋。
防火性能楼承板基本上不能防火，板底部需配筋,楼承板不需刷防火涂料 施工楼承板铺设速度快，但钢筋绑扎较慢 使用 楼板底面平整，底部槽口方便吊挂。
经济性楼承板板型利用率低，价格较高，能稍微降低楼板混凝土用量和自重（表5-2附图）表5-3 桁架式楼承板 承载能力1、主要依靠钢筋桁架受力，钢板只起模板作用，施工承载能力强；2、使用阶段全部依靠配筋。
防火性能钢板只作模板，不考虑钢板的防火性能，不需刷防火涂料 施工施工速度快，只需铺设上层横向钢筋 使用 楼板底面平整。
经济性楼承板生产工艺较复杂，价格较高，不能降低楼板混凝土用量和自重（表5-3附图）5.3 高层、超高层钢结构加工制作中的难点5.3.1 厚板、长焊缝高强钢的焊接难度大无论在理论和实践两方面都证明：建筑钢结构并不一定需要钢板愈厚愈好，然而由于实现设计师的理念，建筑钢结构焊接工程中厚钢板得到越来越大量的使用，国家体育场“鸟巢”钢结构焊接工程中Q460-Z35厚度110mm 和Q345GJD 厚度100mm；北京新保利工程使用轧制H 型钢翼板厚度达125mm （材质ASTMA913Gr60），基本代表了我国建筑钢结构焊接工程的用钢厚度。
建筑钢结构厚板焊接技术得到了很大发展，是一项方兴未艾的实用技术，见图5-10。
图5-10 Q345GJD厚度100mm的焊接接头5.3.2 复杂巨型结构体系焊接难度大巨柱、异型截面十字柱、大截面圆管柱构造复杂，焊接工艺要求高，加工制作难度大；构件超重，单根重量往往在50T以上，对工厂桁车起重量要求高;钢筋穿筋孔位置的确定、钢筋接驳器的焊接；复杂节点的制作及焊接残余应力应变的控制,必要时对复杂节点的试验研究，见图5-11；图5-11 广州C塔巨型结构5.3.3 异型构件焊接应力应变控制难度大伸臂桁架、环形桁架的加工、焊接应有效控制焊接应力应变；保证构件精准度，保证预拼装精度；超宽、超高构件的运输，运输过程中的防变形，见图5-12；图5-12 某工程异型构件运输5.4 高层、超高层钢结构现场安装中的难点高层钢结构因构件大、板厚，高强螺栓绝大多情况都不能满足要求，一般都是采用现场焊接，只有梁的腹板连接通常采用高强螺栓以便于施工。
1、焊接工作量大，工期短，存在冬季施工；2、节点形式复杂，焊接质量要求高；3、焊接变形控制尤为重要，影响结构整体安装质量；4、高空焊接多，见图5-13；图5-13 现场高空立柱SMAW横焊（H）5.5 多、高层钢结构的安装多高层钢结构因垂直高度高，平面面积小，因此适合用大型塔吊安装；塔吊的型式主要有三种：塔帽式、平头式、动臂式；塔帽式：塔臂带拉杆使得塔臂较小较经济，但塔帽较高使得群塔施工高度空间要求较高；平头式：与塔帽式相反，不经济，但高度空间要求小；动臂式：臂仰角15-85度，尾部回旋半径小，起重能力大，适合空间窄小场地，见图5-14。
图5-14立塔方式主要有附着式（内附式、外附式）和爬升式（内附式、外附式）两种；附着式安拆简单，价格较低，但如果高度过高，则塔吊标准节很多，自重大，需使用加强标准节，费用高，一般高度不超过230米；爬升式塔吊每施工几层高度需爬升一次，施工难度较大，需由专业塔吊公司施实，拆卸也较麻烦，需另采用吊装设备来拆，见图5-15。
图5-155.6 、 典型结构件的焊接技术5.6.1、 十字柱的制作1、考虑到十字柱外侧翼缘板之间夹角尺寸的影响，直接采用龙门埋弧焊使得气保焊打底，后翻身反面碳气刨清根部焊缝质量难以保证，对此可采取先用CO2根，见图5-16。
气刨后清理坡口内的切割渣、渗碳层打磨光洁，反面焊同样先气保焊打底，再采用埋弧填充与盖面焊。
为控制变形，应在先焊接面的反面对称设支撑加固，焊接过程中随时测量十字柱板与板之间的角度变化，频繁翻身对称焊接。
打底焊接图5-16 十字柱主焊缝CO22、埋弧填充盖面焊接，采用双丝埋弧焊，见图5-17（a）。
3、焊接完成待完全冷却后进行探伤检测见图5-17(b)a 十字柱埋弧焊接b 焊缝探伤检查图5-17 十字柱制作工序4、十字柱钢构件的矫正对于十字柱翼缘板的非对称性角变形（即喇叭状），主要是采用对称焊接预防，如果仍然变形可采用火焰烘烤加千斤顶加压的矫正方法，见图5-19所示。
对于十字柱型钢的弯曲变形可用火焰矫正，矫正顺序应先矫正非对称性角变形，再矫正对称性角变形和弯曲变形。
图5-18 十字柱型钢构件的变形矫正5、十字柱加劲板、柱底板的装配焊接（1）加劲板装配：根据图纸设计尺寸在十字柱上放出加劲板位置线并进行装配点焊，加劲板与十字柱翼缘板焊缝为全熔透坡口焊，与腹板焊缝为角焊缝，焊角高度以图纸设计为准。
加劲板焊接采用将十字柱水平放置于工架平胎上，应安排2名焊工对称由柱中间向两端的焊接方法，见图5-20。
图5-19 十字柱加劲板装配（2）十字柱柱底、柱顶端板的装配焊接，焊缝全熔透。
（3）十字柱柱底、柱顶与端板连接的翼缘板开坡口和过焊孔切割。
图5-20 过焊孔、坡口的切割6、十字柱上装配柱底板（1）先分别在钢柱、柱底板上放出中心线和位置线，为保证柱底板装配尺寸准确，可在柱底板上放出钢柱翼缘板边对应线，临时装焊两个装配用固定板，以方便柱底板的装配，确保位置尺寸准确，见图5-21（a）。
（2）借助于工具节装配底板，将十字柱与工具节分别放置于工架平台上，采用水准仪进行测评和用粉线拉校十字柱与工具节两侧的垂直度，将十字柱上装焊的顶、底端板，先用高强螺栓紧固在工具节端板上，之后与十字柱组对。
测量符合要求后沿十字柱四周均匀点固焊。
见图示6-21(b)。
气体保护焊，对称焊接。
（3）点固后直接进行焊接，采用CO2（4）焊接之后，为检验十字柱构件精度，需要在十字柱上放出中心线，中心线与底板面成90°放于两相对应面翼缘板的中心上，并在柱两端头上每侧打3个中心线洋冲眼。
