第一章 概述 钢结构

钢结构施工技术指导手册第一章概述1.1 本手册目的本手册旨在系统介绍钢结构施工技术，包括材料选择、施工工艺、质量控制等方面的知识，为施工人员提供理论指导和实践经验，确保钢结构工程施工的安全、质量和效率。

1.2 钢结构施工概述钢结构具有高强度、轻量化、施工周期短等特点，广泛应用于工业厂房、桥梁、体育馆等建筑领域。

其施工过程相对复杂，需要特殊的施工工艺和技术支持。

第二章钢结构材料及构件2.1 钢材选用钢结构主要采用碳素结构钢、合金结构钢和不锈钢等材料。

对于不同的工程要求，需根据材料的力学性能、耐腐蚀性能等特点进行合理选择。

2.2 钢结构构件钢结构构件包括梁、柱、桁架等，其制作需要满足强度、刚度和稳定性的要求。

施工人员需了解构件的制作工艺、质量控制及安装要求。

第三章钢结构施工工艺3.1 拼装施工钢结构构件通常在工厂预制，然后在现场进行拼装。

施工人员需掌握合理的拼装顺序、连接方法和施工工艺，以确保结构的安全和稳定。

3.2 起吊安装起吊是钢结构施工的关键环节，需严格按照起吊方案操作，并配备专业起重设备和人员，确保起吊安全和顺利进行。

3.3 焊接工艺钢结构连接一般采用焊接方式，施工人员需熟悉不同材料的焊接工艺、焊缝形式和质量检测要求，确保焊接连接的牢固和密封。

3.4 防腐处理钢结构对外部环境要求较高，施工完毕后需进行防腐处理。

施工人员需了解不同防腐涂料的选用和施工方法，确保钢结构的长期使用性能。

3.5 安全施工钢结构施工涉及高空作业、大型设备操作等危险环节，施工人员需严格遵守安全操作规程，做好现场防护工作。

第四章施工质量控制4.1 材料检验在材料进场前，需对钢材、焊材等进行检验，严格控制材料质量，确保施工材料符合设计要求。

4.2 焊接质量控制焊缝质量对钢结构安全性影响较大，对焊接工艺参数、焊接工艺进行严格控制，同时进行焊缝的无损检测，确保焊接质量。

4.3 结构安装质量结构安装过程中，需对吊装、连接、固定等工序进行质量监控，确保结构连接牢固、稳定。

绪论教学目的了解钢结构的发展，掌握钢结构的特点及设计方法重点设计方法难点设计方法参考书目《钢结构原理与设计》王国固——清华《钢结构基本原理》王肇尼——同济《钢结构》张耀春——哈工大㈠纪律要求㈡考核方法1．作业要求2．出勤要求㈢学习方法介绍第一章概述一节钢结构的特点和应用㈠．特点㈡．应用范围二节钢结构的建造过程和内在缺陷→㈠建造过程：钢才验收→放样（划线，下料）→加工→ 装配→除锈，涂漆工地安装：现场拼装→吊装就位→相互连接临时固定→调整精度最后固定㈡初始缺陷1．尺寸偏差2．初弯曲→拉杆压杆三节钢结构设计方法㈠ 极限状态1 ．承载能力极限 ⑴强度破坏⑵过大变形不是于继续承载⑶形成塑性铰⑷失稳⑸疲劳2 ． 正常使用极限状态 ⑴变形⑵振动0 s R㈡设计表达式（按荷载规范采用）设计表达式1sRRE㈢荷载组合1． 承载力极限可变荷载控制nSGSGK Q1SQ1KQiciSQiKi 22． 永久荷载控制SGSGK Qi ciSQiK3． 简化组合可变SGSGK Q1SQiKSGSGK0.9 *QiSQiK注意： 分项系数的取值㈣ 正常使用极限一般只用标准组合SSGKSQ1 K ciSQik㈤ 结构的荷载效应分析1 ．一阶分析：变形与构件尺寸相比微不足道，忽略变形影响。

2 ．二阶分析：考虑变形影响，非线性分析。

四节钢结构的发展㈠采用高性能钢材㈡开发新的结构形式㈢提高制造工业技术水平第一章钢结构的材料教学目的掌握钢材性能及其影响因素，掌握建筑用钢要求重点钢材的性能及其影响因素难点塑性韧性性能教学后记由于学生无弹性力学，塑性力学基础，应先使学生产生感性认识，逐渐接受其塑性性能教学过程㈠强调建筑结构对钢材性能的要求，再后面内容中关注以上要求的变化㈡重点讲述疲劳性能，强调桥梁钢结构特点第二章钢结构的材料一节．对钢结构用材的要求㈠较高的强度㈡足够的变形能力㈢良好的加工性能二节钢才的主要性能及其鉴定㈠单向拉伸时的工作性能1．比例极限p -----视为弹性极限，弹性阶段OA2．屈服点y⑴作为结构计算中材料强度标准⑵形成理想弹塑性体模型，为计算理论提供基础名义屈服点3．抗拉强度：作为安全储备，强屈比u 1.2y4．伸长率代表断裂前具有的塑性变形的能力㈡．冷弯性能⑴塑性变形能力符合要求⑵冶金质量符合要求表示钢材在复杂应力状态下的塑性变形能力㈢．冲击韧性⑴吸收能量的量度⑵衡量钢材抗脆断的性能⑶受温度的影响㈣．可焊性㈤．钢材性能的鉴定三节影响钢材性能的因素㈠化学成分1．碳：含量提高，钢材强度提高，塑性韧性，冷弯性能，可焊性，抗锈性降低含碳量0.25%低碳钢0.6% 高碳钢钢结构含碳量0.22% 焊接结构0.2%2．锰：提高强度，塑性，韧性降低不多，消除硫的热脆影响，过多降低可焊性3．硅：强度提高，塑性，韧性，冷弯性，可焊性不显著影响，过多恶化可焊性，锈蚀性4．钒，铌，钛：强度提高，塑性韧性良好5．铝，铬，：铝补充脱氧，细化晶粒，铬用于Q390，Q4206．硫：热脆，降低韧性，影响疲劳性能，抗锈蚀能力0.045% ~ 0.05% Q345E，0.025% Z向板 0.01%7．磷：冷脆，但强度提高，抗锈蚀提高8．氧，氮：化学成分含量见附表9㈡．成材过程的影响1．冶炼；2．浇铸：形成沸腾钢，镇静钢，冶金缺陷（ 1 偏析 2 非金属夹杂 3 气孔 4 裂纹）、3．扎制：薄，厚钢板→强度不同，缺陷撕裂4．热处理㈢．影响钢材性能的其他因素1．冷加工硬化：提高屈服点，降低塑韧性——应变硬化时效硬化2．温度影响：正温： 200o C 以内无变化， 250 o C 兰脆， 260o C ~ 320o C 徐变， 430 o C ~ 540 o C 强度急剧下降600 o C 强度很低，不能承载负温： f y， f u提高，塑性降低，变脆，韧性降低3．应力集中：在缺陷或截面变化处附近应力线曲折密集出现高峰应力的现象产生应力集中的情况：相成双向应力场→阻碍塑性发展→脆性破坏四节钢材延性破坏，非延性破坏，循环加载，快速加载的效应㈠延性破坏，非延性破坏1．塑性材料，脆性材料2．钢材的塑性破坏，脆性破坏㈡：循环荷载的效应1．疲劳断裂的概念⑴疲劳断裂的过程，缺陷（类裂纹）→扩展→应力集中→形成宏观裂纹→断裂⑵应力幅maxmin1．n 曲线2．疲劳验算及容许应力幅⑴ n 5 * 10 4时，应进行疲劳验算（容许应力法）⑵按可变荷载标准值进行，荷再不乘吊车动力⑶㈢快速加荷的效应1． 能量吸收曲线——吸收同等量能量 2． 韧性影响曲线五节 钢材的类别及选用㈠建筑钢材的类别A f y , f u ,21%B f y , f u , 20% A K 27% 冷弯合格，含量c, s, p1． 碳素结构钢—— Q235 f y , f u , 0 27% 冷弯合格， 含量Cc, s, p D f y , f u , 20 冷弯合格，含量27% c, s,p 2． 低合金结构钢 Q345 ， Q390 ， Q420AB - 20o CC - 0o C A J 34JD - 20 o CE 40o C3． 高强钢丝和钢索材料 ㈡钢材的选择考虑因素 P43沸腾钢使用范围：不采用： 1. 焊接结构⑴直接承受动荷载或震动荷载且需验算疲劳结构。

能保证塑性变形和焊接性能的钢材。使用在抗震结 构构件和部位中；SN400C及SN490C具有非常好的
抗层状撕裂性能，主要使用在如箱型柱的外部板材 等需要板厚方向性能（Z向性能）的构件和部位中。 SN B、C类钢材均对屈服点的上限值做出了规定，
以防构件需塑性变形耗能的部位不能进入塑性屈服； 并对碳当量及磷、硫的上限予以严格限制。
③不能精确地考虑结构体系与它的构件之间 的相互影响，无法在给定荷载下预测结构体 系的破坏模式；④需要花费大量时间进行各 构件的承载力验算，包括计算长度的计算； ⑤不便于基于计算机的分析和设计。
要克服上述问题，必须开展以整个框架结构 体系为对象的二阶非弹性分析，即所谓高等 分析和设计。此时，可求得在特定荷载作用 下框架体系的极限承载力和失效模态，而无 需对各个构件进行验算。
目前大多数国家(当然包括我国)采用计算长度法计 算钢结构的稳定问题。该方法的步骤是：采用一阶 分析求解结构内力，按各种荷载组合求出各杆件的 最不利内力，按第一类弹性稳定问题建立结构达临 界状态时的特征方程，确定各压杆的计算长度；将 各杆件隔离出来，按单独的压弯构件进行稳定承载 力验算，验算中考虑了弹塑性、残余应力和几何缺 陷等的影响。该方法的最大特点是采用计算长度系 数来考虑结构体系对被隔离出来的构件的影响，计 算比较简单，对比较规则的结构也可给出较好的结 果。
上述“各种作用”是指凡使结构产生内力或变形的各种原
因，如施加在结构上的集中荷载或分布荷载，以及引起结构外 加变形或约束变形的原因，例如地震、地基沉降、温度变化等。
二. 结构的可靠度 结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预
定功能的能力，称为结构的可靠性(reliability)。结构 可靠度是对结构可靠性的定量描述，即结构在规定的 时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。对 结构可靠度的要求与结构的设计基准期长短有关，设 计基准期长，可靠度要求就高，反之则低。一般建筑 物的设计基准期为50年

钢结构制造手册钢结构制造手册第一章：钢结构制造概述1.1 钢结构制造的定义钢结构制造是利用钢材进行构建建筑及其他工程结构的过程。

它包括设计、制造、加工和安装等环节。

1.2 钢结构制造的优势钢结构制造具有以下优势：强度高、耐久性强、施工速度快、可重复利用、环保等。

这些优点使得钢结构制造在许多工程中得到广泛应用。

1.3 钢结构制造的工艺流程钢结构制造的工艺流程包括：图纸设计、材料采购、加工制造、质量控制和安装等一系列环节。

每个环节都具有其特定的要求和流程。

第二章：钢结构材料2.1 钢结构常用材料钢结构常用的材料包括钢管、钢板、钢梁、钢柱等。

每种材料具有不同的特性和适用范围，需要根据具体工程的要求进行选择。

2.2 钢结构材料的标准和规范钢结构材料的标准和规范是保证钢结构质量的重要依据。

常见的标准有国家标准、行业标准和企业标准等。

在材料采购过程中，需要按照相关标准进行选材和验收。

第三章：钢结构制造工艺3.1 钢结构制造设备钢结构制造需要使用一系列专业设备，包括钢材切割机、焊接机、钢筋连接机等。

这些设备可以提高制造效率和质量。

3.2 钢结构制造工艺步骤钢结构制造的工艺步骤包括：材料准备、切割加工、焊接装配、表面处理和质量检查等。

每个步骤都需要严格操作，以确保制造质量。

第四章：钢结构安装4.1 钢结构安装前的准备工作钢结构安装前需要进行场地勘察、基础施工、预制构件的运输等准备工作。

这些工作的精细程度直接影响到后续安装的顺利进行。

4.2 钢结构安装步骤钢结构安装的步骤包括：主体安装、次要构件安装、节点连接和焊接加固等。

每个步骤都需要按照相关标准和规范进行操作。

第五章：钢结构质量控制5.1 钢结构制造质量控制钢结构制造质量控制包含原材料质量控制、制造过程质量控制和最终产品质量控制。

每个环节都需要严格控制，以确保最终产品质量稳定。

5.2 钢结构安装质量控制钢结构安装质量控制包括安装过程的控制和验收两部分。

安装过程中需要检查安装工艺和连接方式，验收则需要检查安装质量是否符合设计要求。

钢结构基本知识第一章概述一、钢结构的特点1、强度高，塑性和韧性好2、材质均匀，符合力学假定3、钢结构制造简便，施工周期短4、钢结构的质量轻强度与密度之比远大于混凝土5、耐腐蚀性差6、耐热不耐火≦250℃，500～600 ℃强度为零防火处理：蛭石板、蛭石喷涂、石膏板等7、钢结构的密封性好容器等8、低温冷脆二、钢结构的应用范围1、重型厂房结构2、大跨结构3、高层建筑4、塔桅结构5、板壳结构容器、储液库、煤气库、管道等6、可移动式结构活动房屋、水工闸门、起重运输机等7、桥梁结构8、轻型钢结构9、承受振动荷载和地震作用的结构三、钢结构设计的基本要求1、安全可靠。

在运输、安装和使用中，具有足够的强度、刚度和稳定性2、合理选用材料、结构方案和构造措施，满足使用要求3、节约钢材，减轻自重4、钢结构要便于运输和维护5、尽量注意美观四、现代钢结构的发展1、高强度钢材的应用Q235、Q345、Q420、45 号钢等2、钢结构设计计算理论的研究与改进3、新型结构形式的应用4、钢—混凝土组合结构的应用5、钢结构优化原理及其应用6、生产制造工业化、产业化第二章钢结构的材料一、钢的种类碳素钢和合金钢1、碳素钢●分结构钢（低碳钢）和工具钢（高碳钢）；●碳素结构钢—《GB700－88》质量等级：A、B、C、D四级；●A—只保证抗拉强度、屈服点和伸长率；B、C、D—保证抗拉强度、屈服点和伸长率、冷弯性能和冲击韧性（分别为＋20℃、0℃和－20℃），同时严格控制C、S、P的极限含量；●钢号：Q235-A、Q235-B、Q235-C、Q235-D等2、合金钢●分为结构钢、工具钢和特殊钢●结构钢（低合金钢）—《GB/1591－94》质量等级：A、B、C、D、E五级；●A、B、C、D的规定同碳素结构钢，E级要求－40℃的冲击韧性；●钢号：Q345-A、Q390-B、Q420-C、Q235-D等二、炼钢的种类●转炉钢——质量较差，杂质含量较多。

5、冷弯性要求
6、耐久性要求
第二章 钢结构的材料
2.1 建筑钢材在单轴应力作用下的工作性能 一、 六大性能要求 1、强度要求 （1）屈服强度和抗拉强 度必须得到保证
σ fy fp
上屈服点
fu
下屈服点 比例极限
图2-1 单轴应力 ① 屈服强度fy是钢结构强 度设计时，钢材的极限强度，其重要性可想而知。采 用高的屈服强度可减轻自重，节约钢材，降低造价。
第一章 钢结构的基本概念
1.1 钢结构特点及其应用 三、钢结构的发展 1、高效钢材 低合金钢材
利用添加少量合金元素提高钢材的强度，改善其他一些 性能，代替普通碳素钢，从而达到降低钢材用量和延长钢材 使用寿命等目的。结构上常用锰、钒低合金钢材。 以提高耐候性为主要目的发展起来的低合金钢为耐候钢 （耐大气腐蚀钢）
1 k 1.35 1.0 1.7 0.8
345 [ ] 200 MPa 1. 7
（2）钢材标准强度与设计强度
见教材附表4-1。
此外，钢材设计强度指标或允许应力指标的取值还
与如下因素有关：
钢材种类：
受力特点：受拉、剪切、弯曲等 钢材尺寸：同一种类钢材，厚度不同，屈服强度也 会不同。因此，对各类钢材给出了设计强度（或允 许应力）。对同一类钢材，又按照其厚度分组，给
第一章 钢结构的基本概念
1.1 钢结构特点及其应用 一、 特点 1、轻质高强
6、耐腐蚀性差
7、防火性差
2、塑性、韧性好
3、材质均匀
4、具有可焊性
5、制造简便
第一章 钢结构的基本概念
1.1 钢结构特点及其应用
二、钢结构的应用前景
1、钢结构发展的历史机遇 钢结构发展的基础 钢结构发展的技术政策 钢结构发展的市场需求 2、钢结构是一项绿色环保建筑产业 钢结树材料可再生利用，大气污染物少 工厂化生产，现场施工周期短，最大限度地减少了施工工地 对环境的影响 钢结构体系可以带动其他"节能环保"型建筑材料的推广应用Biblioteka f fy fpfu

1.2 钢结构的特点及应用
钢结构的特点：
强度高，结构重量轻 材质均匀，且塑性和韧性好（最符合一般工程力学假定） 良好的加工性能和焊接性能 密封性好 钢材的可重复使用性 耐热不耐火 >200℃兰脆，500～600 ℃强度几乎为零，防 火处理：防火涂料、蛭石板、蛭石喷涂、石膏板等 耐腐蚀性差 低温冷脆 钢结构制造简便，施工周期短
产生的变形值（该值使计算结果为最大）；
1.4 钢结构的新发展
1.4.1 结构用钢的新发展
（1）高性能钢材（高强度、塑性和韧性），低屈服点钢，耐 火和耐候等） （2）更合理的型钢截面有H型钢和T型钢，可直接用作梁、柱 或屋架杆件，使制造简便，工期缩短，已列入我国钢结构 构件设计规范。 压型钢板也是一种新材料，在组合楼板中可兼作施工模板 使用，大大缩短施工周期。
Z
Pf
μz
Z=R-S
Z 的概率密度曲线
1.3 钢结构的设计方法 因为R和S都是随机变量，且假定都服从正态分布，由 概率论原理知功能函数 Z=R-S 也服从正态分布,则:
Pf P ( Z 0)
0

f ( Z ) dZ
f(z)
Z
令：Z、R、S的平均值分别为
μz、μR、μs，标准差分
n
S

G
S
Gk

Q1
S
Q 1k

i2
S
Qi ci
Qik
2.由永久荷载效应控制的组合：
S

G
S
Gk

i 1
n
S
Qi ci
Qik
1.3 钢结构的设计方法 3.荷载分项系数取值如下： （1）永久荷载分项系数 当其效应对结构不利时 --对可变荷载效应控制的组合，应取1.2; --对永久荷载效应控制的组合，应取1.35; 当其效应对结构有利时 --一般情况下应取1.0； --对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取0.9。 （2）可变荷载的分项系数 --一般情况下应取1.4； --对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构的 活荷载标准值应取1.3。

钢结构基本原理第一章概述1、钢结构设计是怎样确保结构安全、可靠、经济的？钢结构设计的主要目的是要保证所建造的结构安全适用，能够在设计使用年限内满足各项功能要求并且经济合理。

我国《建筑结构设计统一标准》规定，建筑结构必须满足安全性、适用性和耐久性的要求。

为使建筑物设计符合技术先进、经济合理、安全适用，确保质量的要求，建筑结构方案设计，包括结构选型设计占有重要的地位。

建筑结构方案设计和选型的构思是一项很细致的工作，其有充分考虑各种影响因素并进行全面综合分析，才能做出优化的方案选择。

结构选型应综合考虑建筑对使用空间的要求、结构的合理几何体型、建筑结构材料的种类、结构设计理论的差异、经挤因素等多种影响因素。

4、钢材脆性破坏和塑性破坏的原因、现象及后果是什么?原因：塑性破坏是由于变形过大，超过了材料或构件可能的应变能力而产生的，而且仅在构件的应力达到钢材的抗拉强度后才发生，破坏前构件产生较大的塑性变形；脆性破坏前塑性变形很小，甚至没有塑性变形，计算应力可能小于钢材的屈服点，断裂从应力集中处开始。

现象：塑性破坏加载后有较大变形，因此破坏前有预兆，断裂时断口呈纤维状，色泽发暗。

脆性破坏加载后，无明显变形，因此破坏前无预兆，断裂时断口平齐，呈有光泽的晶粒状。

后果：脆性破坏危险性大。

塑性破坏可以及时采取措施予以补救，危险性相对于脆性破坏稍小。

7、钢材为什么会发生疲劳破坏？如何验算疲劳强度？钢材的疲劳断裂是微观裂纹在连续重复荷载循环下不断扩展至断裂的脆性破坏。

第二章钢结构的连接1、钢结构有哪些连接方法？各有什么特点？答：钢结构常用的连接方法有：焊缝连接、螺栓连接、铆接；焊缝连接：属刚接（可以承受弯矩），除了直接承受动力荷载的结构中、超低温状态下，均可采用焊缝连接。

螺栓连接：属铰接（弯矩为零）一般情况下均可使用；特点是现场作业快，容易拆除，维修方便；铆接：当结构受力较小的情况下使用；2、焊缝的连接形式有哪些？简述各种连接形式的适用范围。

钢结构工程施工手册第一章绪论1.1 概述钢结构是一种应用广泛的建筑结构形式，具有优越的抗震性能、耐久性和可靠性。

钢结构主要由钢材构成，具有较强的承载能力和良好的可塑性，被广泛应用于各种建筑和工程领域。

本手册旨在介绍钢结构工程的施工过程和注意事项，以便工程师和施工人员更好地理解和掌握钢结构工程施工技术。

1.2 施工原则钢结构工程施工应遵循以下原则：(1) 安全第一：确保施工现场安全，严格遵守相关法律法规和安全操作规程。

(2) 质量为重：保证施工质量，确保结构安全可靠。

(3) 环保节能：注重环境保护和资源合理利用，促进可持续发展。

(4) 高效经济：合理规划施工流程，提高工作效率，降低成本。

(5) 协作配合：各施工单位之间应密切合作，做到互相支持、共同进步。

1.3 施工步骤钢结构工程施工步骤一般包括如下几个阶段：(1) 立项和设计阶段：确定工程需求、编制施工方案和施工图纸。

(2) 材料采购和加工阶段：采购符合标准和要求的钢材和配件，进行加工和制造。

(3) 预制和运输阶段：将预制好的构件运输到施工现场。

(4) 安装和焊接阶段：进行构件的安装和焊接工作。

(5) 整体调试和验收阶段：对整个结构进行调试和验收，确保安全可靠。

第二章施工准备2.1 施工准备工作(1) 施工前的准备工作包括：选择施工现场、建立临时办公室、确定施工队伍、编制施工计划等。

(2) 施工现场的选择应考虑交通便利、通风情况、供水供电等基础设施条件。

(3) 建立临时办公室用于办公和存放资料，保持施工现场的秩序和清洁。

(4) 施工队伍应包括施工人员、监理人员、安全员、质量员等，具备相关证书和资质。

(5) 编制施工计划包括：施工进度计划、安全计划、质量计划等，提前做好施工准备工作。

2.2 材料采购和加工(1) 材料采购应选择有信誉的供应商，保证材料质量符合标准要求。

(2) 钢结构材料包括钢板、型钢、角钢、焊条等，需根据设计图纸和规范要求进行采购。

钢结构工程施工焊接规范第一章概述1.1 整体概况为了保障钢结构工程的质量和安全，根据国家有关标准和规范，制定本规范。

本规范适用于钢结构工程的焊接工艺和质量控制，包括焊接工程的准备工作、操作规程、验收标准等内容。

钢结构工程包括钢结构框架、钢板、钢梁、钢柱等构件的焊接工作。

1.2 规范适用范围本规范适用于钢结构工程的焊接工艺和质量控制，包括焊工的培训、证书要求等。

不适用于特殊焊接工程，如高压焊接、危险品焊接等。

第二章焊接工艺2.1 焊接工艺选择在选择焊接工艺时，应根据钢结构的具体情况和要求，选择合适的焊接方法和设备。

一般情况下，常用的焊接方法有手工电弧焊、气体保护焊、埋弧焊等。

2.2 焊接设备要求焊接设备应符合国家标准和规范的要求，保证焊接质量和安全。

操作人员应定期对焊接设备进行检查和维护，确保设备良好的工作状态。

2.3 焊接材料要求焊接材料应符合国家标准和规范的要求，保证焊接接头的强度和密封性。

焊接材料应存放在干燥的环境中，防止潮湿造成焊接质量问题。

第三章焊接操作规程3.1 焊接前准备焊接前应对构件进行清洁处理，去除油污和杂物。

留有焊缝时，应进行模板定位和预热工作。

检查焊接设备和焊接材料，确保良好的工作状态。

3.2 焊缝焊接按照工艺要求进行焊接操作，控制焊接电流、电压、焊接速度等参数，确保焊接接头质量。

焊接过程中应注意控制热量，防止焊接变形和裂纹的产生。

3.3 焊接收尾焊接完成后，应对焊接接头进行除渣、打磨等处理，保证焊接接头的平整度和美观度。

检查焊缝是否完整、密实，符合设计要求。

第四章质量控制4.1 焊接质量检测焊接接头应进行焊缝探伤、拉伸试验、硬度检测等质量检测，确保焊接质量符合要求。

未达标的接头应及时修补或重新焊接。

4.2 焊接质量验收焊接工程验收应依据国家标准和规范的要求进行，验收标准应明确、标准化。

验收人员应具备相关的资质和经验，确保验收结果的可靠性。

第五章安全措施5.1 焊接作业安全焊接作业应符合国家有关的安全规范和标准，保证焊接人员的人身安全。

pdf钢结构设计手册目录
一、绪论
1.钢结构发展概况
2.钢结构分类及特点
二、材料及基本性能
1.钢材类型及选用
2.钢材的基本性能
三、结构构件设计
1.轴心受力构件
2.受弯构件
3.拉弯和压弯构件
四、连接与节点设计
1.焊接连接
2.螺栓连接
3.铆钉连接
五、稳定性设计
1.稳定性概念及分类
2.失稳类型及特点
六、防腐与防火设计
1.防腐设计
2.防火设计
七、参考文献
第一章绪论
钢结构，作为一种重要的建筑结构形式，在现代建筑中得到了广泛应用。

钢结构以其强度高、重量轻、结构稳定等优点，被广泛应用于大型工业厂房、高层建筑、大跨度桥梁等领域。

钢结构的出现和发展，极大地推动了建筑工业化和现代化进程。

本章将简要介绍钢结构的发展概况、分类及特点。

1.1钢结构发展概况
钢结构的发展历史可以追溯到19世纪中叶。

随着工业革命的兴起，钢铁工业得到了迅速发展，钢结构也逐渐应用于建筑领域。

20世纪以来，随着现代建筑和工程技术的不断发展，钢结构的应用范围越来越广泛。

目前，钢结构已经成为现代建筑中不可或缺的一种结构形式。

1.2钢结构分类及特点
钢结构的分类和特点可以根据不同的标准和需求进行分类。

一般来说，可以根据构件的类型、材料的特点、用途等方面进行分类。

钢结构的优点包括强度高、重量轻、结构稳定、施工速度快等。

同时，钢结构也存在一些缺点，如耐火性差、耐腐蚀性差等。

在选择和应用钢结构时，需要综合考虑各种因素，以便选择最合适的结构形式。

钢结构基础课程教案第一章：钢结构的概述1.1 钢结构的基本概念钢结构的定义钢结构的特点钢结构的分类1.2 钢结构的材料钢材的组成和分类钢材的性能钢材的选择和使用1.3 钢结构的应用范围钢结构的常见应用领域钢结构的优势和限制钢结构的未来发展趋势第二章：钢结构的连接2.1 钢结构连接的基本要求连接的目的和重要性连接的类型和特点连接的设计和计算2.2 焊接连接焊接连接的原理和工艺焊接连接的优缺点焊接连接的应用和实例2.3 螺栓连接螺栓连接的原理和类型螺栓连接的设计和计算螺栓连接的应用和实例第三章：钢结构的受力分析3.1 钢结构的基本受力元件杆件的受力特性梁的受力特性柱的受力特性3.2 钢结构的受力分析方法静力平衡法动力平衡法受力图的绘制和分析3.3 钢结构的受力极限状态弹性极限状态塑性极限状态疲劳极限状态第四章：钢结构的设计计算4.1 钢结构设计的基本原则安全性的要求可靠性的要求经济性的要求4.2 钢结构的设计计算方法弹性设计计算方法塑性设计计算方法极限状态设计计算方法4.3 钢结构的设计计算实例杆件的设计计算实例梁的设计计算实例柱的设计计算实例第五章：钢结构施工与验收5.1 钢结构施工的基本要求施工准备和施工方案钢材的加工和制作钢结构的组装和焊接5.2 钢结构施工的注意事项施工安全和管理施工质量控制和验收施工过程中的问题处理5.3 钢结构验收的标准和程序验收标准和规范验收程序和机构验收结果的判定和处理第六章：钢结构的稳定性与变形6.1 钢结构稳定性的概念稳定性的定义和重要性失稳的现象和原因稳定性的分类6.2 钢结构稳定性的计算临界力的计算临界应力的计算稳定性校核的方法6.3 钢结构变形的控制变形的定义和原因变形限值的要求控制变形的方法和措施第七章：钢结构的抗震设计7.1 抗震设计的基本原则抗震安全性的要求抗震可靠性的要求抗震经济性的要求7.2 钢结构抗震设计的计算方法弹性抗震设计计算方法塑性抗震设计计算方法极限状态抗震设计计算方法7.3 钢结构抗震设计的实例杆件的抗震设计实例梁的抗震设计实例柱的抗震设计实例第八章：钢结构的保护与防腐8.1 钢结构腐蚀的原因和类型腐蚀的定义和现象腐蚀的原因和类型腐蚀的影响和危害8.2 钢结构防腐的方法防腐材料的选用防腐涂层的施工防腐措施的维护和管理8.3 钢结构保护的实例防腐涂层的实例防腐涂料的实例防腐措施的实施和检查第九章：钢结构的安全评估与检测9.1 钢结构安全评估的概念和重要性安全评估的定义和目的钢结构安全评估的必要性安全评估的方法和程序9.2 钢结构检测的方法和设备检测方法的分类和原理检测设备的选用和使用检测数据的分析和处理9.3 钢结构安全评估的实例结构检测的实例安全评估报告的编制安全评估结果的处理和改进第十章：钢结构案例分析与实践10.1 钢结构案例分析的目的和方法案例分析的定义和意义案例分析的目的和原则案例分析的方法和步骤10.2 钢结构案例分析的实例案例选取和背景介绍结构分析和设计计算施工和验收过程的解析10.3 钢结构实践活动的建议实践活动的类型和内容实践活动的组织和实施实践活动成果的总结和评价重点和难点解析重点环节1：钢结构的定义和特点钢结构是由钢材构成的结构体系，具有高强度、重载、施工速度快等特点。

第一章钢结构施工概述第一节钢结构工程概况本工程的主体钢结构包括：混凝土核芯筒内的劲性柱、外筒结构、楼层结构（包括塔顶转换层和空中漫步道）和天线桅杆等。

劲性柱共设置14根，沿混凝土核芯筒周边布置，为工字型截面型式。

钢结构外筒是电视塔主要的垂直承重及抗侧力结构，包括三种类型的杆件：立柱，环和斜撑。

外筒共有24根立柱，由地下二层柱定位点沿直线至塔体顶部相应的柱定位点，全部采用钢管混凝土组合柱。

柱截面尺寸由底部的钢管直径2.0米逐渐减小到顶部的1.2米，柱内填充混凝土的强度等级为C60。

斜撑的材料为钢管，其直径大小为Φ850～Φ700。

斜撑与钢管混凝土柱的连接采用相贯节点刚接形式。

外筒的环梁共有46组，环梁材料亦为钢管，环梁直径均为Φ800。

环梁与钢管混凝土柱通过外伸的圆柱节点相贯连接。

所有现场节点均为焊接连接。

内外筒之间共设置37层楼层。

楼层钢结构为主次梁结构，主梁一端与混凝土核芯筒连接，另一端与钢外筒连接。

考虑内外筒存在垂直位移差，连接节点采用铰接。

部分楼层采用重型桁架和悬挂结构。

在+178.400～+272.000米和+287.600～+318.800米，围绕核芯筒外侧旋转而上设有空中漫步道，对应核芯筒楼层处设置休息平台。

漫步道悬挑横梁长度约1.4米，采用H型钢。

连接桅杆天线和外筒钢管混凝土柱的转换层从+438.40米至+448.80米，高10.4米。

共设置八榀转换桁架，中间与椭圆钢环连接，外端与钢外筒连接。

混凝土核芯筒顶标高居于转换层之下约200mm，待结构稳定后中间填充柔性垫层。

转换桁架上下弦杆采用600x1200的箱形截面，斜杆采用600x1000的箱形截面，竖杆为Φ600的钢管。

桅杆天线高度达156米，位于塔体顶部，下部采用格构式钢结构，上部采用全钢板焊接成箱形截面。

桅杆天线平面形状为正八边形和方形两种形式，底部正八边形平面轮廓为10.0m x 10.0m，顶部平面轮廓为0.75m x 0.75m。

钢筋混凝土屋架中钢筋的重量。
质量轻有利于抗震。 质量轻对荷载敏感（拉、压反号）
3、材质均匀和力学计算的假定比较符合
连续、匀质、各向同性，为理想弹塑性体，在一般情 况下处于弹性阶段工作，采用力学方法计算，其结果符合 实际受力情况。 现代化冶炼、扎制技术使钢材质量稳定，材质波动小。
4、钢结构制作简单，施工工期短
建筑用钢”。
我国建筑业中发展最快的就是钢结构，钢结 构设计施工人才短缺，发展钢结构以带动其它相 关产业的发展，已成为建筑业发展的重要任务。

一、钢结构的应用
应用范围不仅取决于钢结构本身的特点， 还取决于国民经济发展的情况。
1、重型工业厂房 冶金厂房 重型机械厂房
随网架结构的大量应用，一般厂房也采用钢网架
上海中心大厦
上海中心建 成后将与金 茂大厦、上 海环球金融 中心形成 “品”字型 超高层建筑 群
上海中心大厦模型
（3）埃菲尔铁塔
是1887年1月26日动工， 1889年5月15日开放的，距今 近120年。 埃菲尔铁塔占地一公顷。 除了四个脚是用钢筋水泥之外， 全身都用钢铁构成，塔身总重 量7000吨。塔分三层，第一层 高57米，第二层115米，第三 层274米。除了第三层平台没 有缝隙外，其他部分全是透空 的。从塔座到塔顶共有1711级 阶梯。
1.2.2 概率极限状态设计法
极限状态: 当结构或其组成部分超过某一特定状态就不能 满足设计规定的某一功能要求, 此特定状态就称为该 功能的极限状态. （1）承载能力极限状态 （2）正常使用极限状态
（1）承载能力极限状态
对应于结构或结构构件达到最大承载能力或是出现不适
于继续承载的变形，包括倾覆、强度破坏、疲劳破坏、丧失 稳定、结构变为机动体系或出现过度的塑性变形。

二、钢结构的应用
1、重型结构及大跨度建筑结构。
二、钢结构的应用
2、多层、高层及超高层建筑结构。
二、钢结构的应用
3、塔桅等高耸结构。
二、钢结构的应用
4、钢－混凝土组合结构。
第二节 钢结构的设计方法
经济、安全、适用、耐久
颠覆 强度破坏
承载能力极 限状态 疲劳破坏
丧失稳定
极限状态设计法
变为可变体系
n
5、普通螺栓群偏心受剪承载力计算
Ni
N iF
F n
(NiTx )2
(NiF
NiTy )2
Nb v,min
NiT
T ri ri2
NiTx
T yi xi2 yi2
NiTy
T xi xi2 yi2
例题3、一厚度为12mm的钢板与H型钢柱的翼缘板（厚14mm） 通过8个C级普通螺栓连接，钢板均为Q345，螺栓直径为20mm， 孔径为21.5mm，F=200KN，e=100mm，螺栓水平间距为 120mm，竖向间距为80mm，验算螺栓强度。
3、按受力特点分：对接焊缝、角焊缝
三、高强度螺栓连接（摩擦型、承压型）
四、对接焊缝的计算
1、轴向受力的对接焊缝
N lwt
f
t
w或f
w c
2、对接焊缝承受弯矩和剪力共同作用
1、 max
Mymax Ix
ft
w或f
w c
2、
max
VSx I xt
f
w v
3、 2 3 2 1.1 ftw
第三节 角焊缝连接设计
一、角焊缝形式
侧面角焊缝 斜角焊缝
正面角焊缝
直角角焊缝
二、角焊缝截面形状

图2.2 钢材的冷弯试验
第2章 钢结构的材料
2.2.3 冲击韧性
与抵抗冲击作用有关的钢材的性能是韧性。韧性是钢 材断裂时吸收机械能能力的量度。吸收较多能量才断裂的 钢材，是韧性好的钢材。钢材在一次拉伸静载作用下断裂 时所吸收的能量，用单位体积吸收的能量来表示，其值等 于应力-应变曲线下的面积。塑性好的钢材，其应力-应变 曲线下的面积大，所以韧性值大。然而，实际工作中，不 用上述方法来衡量钢材的韧性，而用冲击韧性衡量钢材抗 脆断的性能，因为实际结构中脆性断裂并不发生在单向受 拉的地方，而总是发生在有缺口高峰应力的地方，在缺口 高峰应力的地方常呈三向受拉的应力状态。
高层钢结构建筑
杂交结构 第一章 概述
1.2 钢结构的建造过程和内在缺陷
1.2.1 钢结构的建造过程
¾ 工厂制造：验收、放样、加工、装配、矫正、除锈和涂 漆
¾ 工地安装：扩大拼装、吊装就位、临时固定、最后固定
1.2.2 钢结构的初始缺陷
¾ 几何缺陷：初弯曲 初倾斜 杆件长度误差 ¾ 材料缺陷：钢材并非理想的匀质体和各向同性体
第2章 钢结构的材料
¾ 铝(Al)、铬(Cr)、镍(Ni) 铝是强脱氧剂，用铝进行补充脱氧，不仅进一步减
少钢中的有害氧化物，而且能细化晶粒。铬和镍是提高 钢材强度的合金元素，用于Q390钢和Q420钢。
¾ 硫（S） 硫是一种有害元素，降低钢材的塑性、韧性、可焊
不得超过0.05%，在焊接结构中不超 过0.045%。
第2章 钢结构的材料
2.2.2 冷弯性能
根据试样厚度，按规定的弯心 直径将试样弯曲180度，其表面及 侧无裂纹或分层则为“冷弯试验合格 ”。 “冷弯试验合格”一方面同伸 长率符合规定一样，表示材料塑性 变形能力符合要求，另一方面表示 钢材的冶金质量(颗粒结晶及非金属 夹杂分布，甚至在一定程度上包括 可焊性)符合要求，因此，冷弯性能 是判别钢材塑性变形能力及冶金质 量的综合指标。重要结构中需要有 良好的冷热加工的工艺性能时，应 有冷弯试验合格保证。