土木工程施工讲义第16讲(钢结构工程).ppt

土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 1 构件制作构件制作 2 拼装与连接拼装与连接 3 钢结构安装钢结构安装第第16讲讲 钢结构工程钢结构工程邵阳学院邵阳学院 杨宗耀杨宗耀（教授级高工）（教授级高工）第第6 6章章 钢结构工程钢结构工程第一页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业第第1616讲讲 钢结构工程钢结构工程 【教学要求教学要求】了解钢结构构件工厂制作的工艺过程了解钢结构构件工厂制作的工艺过程;了解了解钢钢结构常用焊接方法、特点及适用范围，熟悉手工电弧焊施工要结构常用焊接方法、特点及适用范围，熟悉手工电弧焊施工要点；点；了解钢结构紧固件连接方法、特点及适用范围，了解钢结构紧固件连接方法、特点及适用范围，熟悉熟悉高强螺栓施工要点；了解单层钢结构安装的一般方法。高强螺栓施工要点；了解单层钢结构安装的一般方法。【教学重点教学重点】构件工厂制作的工艺过程；钢结构常用连构件工厂制作的工艺过程；钢结构常用连接方法、种类及施工要点接方法、种类及施工要点。【教学难点教学难点】手工电弧焊施工要点、高强螺栓施工要手工电弧焊施工要点、高强螺栓施工要点点。【时间安排时间安排】本章共本章共1讲、讲、2学时。学时。第二页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业概概 述述 钢结构是指以钢铁为基材，经机械加工组装而成的结构。建筑钢结构仅钢结构是指以钢铁为基材，经机械加工组装而成的结构。建筑钢结构仅限于限于工业厂房、高层建筑、塔桅结构、桥梁工业厂房、高层建筑、塔桅结构、桥梁等。等。钢结构具有钢结构具有强度高、结构轻、施工周期短强度高、结构轻、施工周期短和和精度高精度高等特点，在建等特点，在建筑、桥梁等土木工程中被广泛采用。筑、桥梁等土木工程中被广泛采用。单层厂房钢结构体系单层厂房钢结构体系 “鸟巢鸟巢”的钢结构造型的钢结构造型第第1616讲讲 钢结构工程钢结构工程共共6363页页 第第1 1页页第三页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 用作钢结构用作钢结构的钢材有钢板、的钢材有钢板、钢带、型钢钢带、型钢(工字工字钢、槽钢、角钢钢、槽钢、角钢)、钢管和钢铸件等。钢管和钢铸件等。钢钢 带带 工字钢工字钢钢钢 板板 槽钢及角钢槽钢及角钢 钢钢 管管概述概述共共6363页页 第第2 2页页第四页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业钢材的进场验收钢材的进场验收 质量证明文件：质量证明文件：钢材钢材进场应有随货同行的进场应有随货同行的质量合格证明文件质量合格证明文件，进口钢材应有进口钢材应有国家商检部门的复验报告国家商检部门的复验报告；外观检查：外观检查：钢材端边或断口处不应有钢材端边或断口处不应有分层、夹渣分层、夹渣等缺陷等缺陷;钢材钢材表面有表面有锈蚀、麻点锈蚀、麻点或或划痕划痕等缺陷时，其深度不得大于等缺陷时，其深度不得大于该钢材厚度允许偏差该钢材厚度允许偏差值值的的1/2，且，且锈蚀等级应在锈蚀等级应在C级及级及C级以上级以上。允许偏差抽查：允许偏差抽查：钢板抽查钢板抽查厚度厚度，型钢抽查，型钢抽查规格尺寸规格尺寸，每一品，每一品种、规格各抽查种、规格各抽查5处。处。抽样复验：抽样复验：国外进口钢材、钢材混批、板厚国外进口钢材、钢材混批、板厚40mm且有且有Z向向性能要求的厚板、结构安全等级为一级大跨度结构中主要受力构件采用性能要求的厚板、结构安全等级为一级大跨度结构中主要受力构件采用的钢材、设计有复验要求的钢材、对质量有疑义的钢材应进行抽样复验。的钢材、设计有复验要求的钢材、对质量有疑义的钢材应进行抽样复验。概述概述共共6363页页 第第3 3页页第五页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业1 构件制作构件制作 钢结构构件制作一般在工厂进行，包括钢结构构件制作一般在工厂进行，包括放样、号料、放样、号料、切割下料、边缘加工、弯卷成型、折边、矫正切割下料、边缘加工、弯卷成型、折边、矫正和和防腐与涂防腐与涂饰饰等工艺过程。等工艺过程。第第1616讲讲 钢结构工程钢结构工程箱型柱箱型柱 吊车梁吊车梁钢管柱钢管柱 钢钢桁桁架架 格格构构式式管管柱柱 共共6363页页 第第4 4页页第六页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业H型钢型钢C型钢型钢Z型钢型钢蜂窝梁蜂窝梁钢楼承板钢楼承板彩色压型钢板彩色压型钢板自然通风器自然通风器预预埋埋锚锚栓栓1 1 构件制作构件制作轻钢结构的构件轻钢结构的构件共共6363页页 第第5 5页页第七页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业1.1 放样与号料放样与号料 根据产品施工详图或零、部件图样要求的形状和尺寸，根据产品施工详图或零、部件图样要求的形状和尺寸，按按1:1的比例的比例把产品或零、部件的实体把产品或零、部件的实体画在放样台或平板上，画在放样台或平板上，求取实长并制成样板求取实长并制成样板的过程。的过程。1.1.1 放样放样 对复杂的壳体零、部件，还需作图展开。有条件时应采用计对复杂的壳体零、部件，还需作图展开。有条件时应采用计算机辅助设计。算机辅助设计。1 1 构件制作构件制作1.1.2 号料号料 根据样板在根据样板在钢材上画出构件的钢材上画出构件的实样，实样，并并打上各种加工记号打上各种加工记号，为钢，为钢材的切割下料作准备材的切割下料作准备。工人在号料工人在号料共共6363页页 第第6 6页页第八页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业1.2 切割下料切割下料 切割是将放样和号料的零件形状从原材料上进行切割是将放样和号料的零件形状从原材料上进行下料分离下料分离。常用的切割方法有：常用的切割方法有：气割、机械剪切气割、机械剪切和和等离子切割等离子切割三种方法。三种方法。1.2.1 气割下料气割下料 利用氧气与可燃气体混合产生的预热火焰利用氧气与可燃气体混合产生的预热火焰加热金属表面加热金属表面达达到燃烧温度并使金属发生剧烈的氧化，放出大量到燃烧温度并使金属发生剧烈的氧化，放出大量的热促使下的热促使下层金属也自行燃烧，同时通以层金属也自行燃烧，同时通以高压氧气射流高压氧气射流，将氧化物吹将氧化物吹除而形成一条狭小而整齐的割缝除而形成一条狭小而整齐的割缝。气割法有气割法有手动气割手动气割、半自动气割半自动气割和和自动气割自动气割。手动气割。手动气割割缝宽度为割缝宽度为4mm，自动气割割缝宽度为，自动气割割缝宽度为3mm。1 1 构件制作构件制作共共6363页页 第第7 7页页第九页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 气割法设备灵活、费用低廉、精度高，能切气割法设备灵活、费用低廉、精度高，能切割割各种厚度各种厚度的钢材，尤其是的钢材，尤其是带曲线带曲线的零件或的零件或厚钢板，是目前使用厚钢板，是目前使用最广泛最广泛的切割方法。的切割方法。气割下料气割下料 CNC电脑切割生产线电脑切割生产线直直线线气气割割机机1.21.2 切割下料切割下料共共6363页页 第第8 8页页第十页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业1.2.2 机械剪切下料机械剪切下料 通过冲剪、切削、磨擦等机械通过冲剪、切削、磨擦等机械来实现。来实现。冲剪切割：冲剪切割：当钢板厚度当钢板厚度 12cm时，采用剪板机、联合冲剪机切时，采用剪板机、联合冲剪机切割钢材，速度快、效率高，但切口略粗割钢材，速度快、效率高，但切口略粗糙。糙。切削切削切割：切割：采用弓锯床、采用弓锯床、带锯机等切削钢材，精度较好。带锯机等切削钢材，精度较好。磨擦磨擦切割：切割：采用磨擦锯床、采用磨擦锯床、砂轮切割机等切割钢材，速度快、但砂轮切割机等切割钢材，速度快、但切口不够光洁、噪声大。切口不够光洁、噪声大。液液压压联联合合冲冲剪剪机机 锯锯 床床1.21.2 切割下料切割下料共共6363页页 第第9 9页页第十一页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 利用高温高速的利用高温高速的等离子焰流等离子焰流将切口处金属及其氧化物将切口处金属及其氧化物熔熔化并吹掉来完成切割化并吹掉来完成切割，能切割任何金属，特别是熔点较高的，能切割任何金属，特别是熔点较高的不锈钢及有色金属铝、铜等。不锈钢及有色金属铝、铜等。1.2.3 等离子切割下料等离子切割下料等离子切割机等离子切割机 数控等离子切割机数控等离子切割机 1.21.2 切割下料切割下料共共6363页页 第第1010页页第十二页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业1.3 构件加工构件加工 对于尺寸精度要求高的腹板、翼缘板、加劲板、支座支撑对于尺寸精度要求高的腹板、翼缘板、加劲板、支座支撑面和有技术要求的焊接坡口，需要对剪切或气割过的钢板边面和有技术要求的焊接坡口，需要对剪切或气割过的钢板边缘进行加工。缘进行加工。1.3.1 边缘加工边缘加工 边缘加工方法有：边缘加工方法有：铲边、刨边、铣边铲边、刨边、铣边和和碳弧气刨边碳弧气刨边。钢板铣边机钢板铣边机 端面铣端面铣 滚剪倒角滚剪倒角(坡口坡口)机机1 1 构件制作构件制作共共6363页页 第第1111页页第十三页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业1.3.2 弯卷成型弯卷成型 钢板卷曲是通过钢板卷曲是通过旋转辊轴旋转辊轴对板料进行连续三点弯曲所形成的。钢板卷曲对板料进行连续三点弯曲所形成的。钢板卷曲包括包括预弯、对中预弯、对中和和卷曲卷曲三个过程。三个过程。钢板卷曲钢板卷曲 预弯：预弯：钢板在卷板机上卷曲时，两端边缘总有卷不到的部份，钢板在卷板机上卷曲时，两端边缘总有卷不到的部份，即剩余直边。通过预弯即剩余直边。通过预弯消除剩余直边消除剩余直边。对中：对中：为防止钢板在卷板机上卷曲时发生歪扭，应将钢板对中，使为防止钢板在卷板机上卷曲时发生歪扭，应将钢板对中，使钢板的纵向中心线与滚筒轴线保持严格的平行。钢板的纵向中心线与滚筒轴线保持严格的平行。卷曲：卷曲：对中后，利用对中后，利用调节辊筒的位置使钢板发生初调节辊筒的位置使钢板发生初步的弯曲，然后来回滚动而卷步的弯曲，然后来回滚动而卷曲。曲。钢钢板板卷卷曲曲1.31.3 构件加工构件加工共共6363页页 第第1212页页第十四页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 型钢弯曲：型钢弯曲：型钢弯曲时断面会发生畸变，型钢弯曲时断面会发生畸变，弯曲半径越小，则畸变越大。应控制型钢的最小弯曲弯曲半径越小，则畸变越大。应控制型钢的最小弯曲半径。半径。构件的曲率半径较大，宜采用构件的曲率半径较大，宜采用冷弯冷弯；构件的曲率半径较小，宜采用构件的曲率半径较小，宜采用热弯热弯。型材弯曲型材弯曲 钢管弯曲：钢管弯曲：在自由状态下弯曲时截面会变形，外侧管壁会减在自由状态下弯曲时截面会变形，外侧管壁会减薄，内侧管壁会增厚。薄，内侧管壁会增厚。弯制方法：弯制方法：管中加入填充物管中加入填充物(砂砂)或穿入芯棒进行弯曲；或用滚轮和或穿入芯棒进行弯曲；或用滚轮和滑槽在管外进行弯曲。滑槽在管外进行弯曲。弯曲半径：弯曲半径：管径的管径的 3.5倍倍(热弯热弯)到到4倍倍(冷弯冷弯)。型材弯曲机型材弯曲机全自动弯管机全自动弯管机1.31.3 构件加工构件加工共共6363页页 第第1313页页第十五页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 把构件的边缘压弯成倾角或一定形状把构件的边缘压弯成倾角或一定形状的操作过程称为折边。的操作过程称为折边。折边可提高构件的折边可提高构件的强度和刚度。强度和刚度。弯曲折边利用弯曲折边利用折边机折边机进行。进行。折边折边 包括铆钉孔、螺栓孔，可钻可冲。包括铆钉孔、螺栓孔，可钻可冲。钻孔钻孔用钻孔机进行，能用于钢板、型钢的孔用钻孔机进行，能用于钢板、型钢的孔加工；加工；冲孔冲孔用冲孔机用冲孔机进行，一般只能在进行，一般只能在较薄的较薄的钢板、型钢上冲孔，且孔径一般钢板、型钢上冲孔，且孔径一般 钢材的厚度。施工现场的制孔可用电钻、钢材的厚度。施工现场的制孔可用电钻、风钻等加工。风钻等加工。制孔制孔液压板料折弯机液压板料折弯机数控三维钻孔机数控三维钻孔机1.31.3 构件加工构件加工共共6363页页 第第1414页页第十六页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业1.3.3 构件矫正构件矫正 钢材在存放、运输、吊运和加工成型过程中会变形钢材在存放、运输、吊运和加工成型过程中会变形,必须对不符合技必须对不符合技术标准的钢材、构件进行矫正。术标准的钢材、构件进行矫正。钢结构的矫正，是钢结构的矫正，是通过外力或加热作用通过外力或加热作用迫使钢材反变形，迫使钢材反变形，使钢材或构件达到技术标准要求的使钢材或构件达到技术标准要求的平直或几何形平直或几何形状状。矫正的方法：矫正的方法：火焰矫正火焰矫正(亦称热矫正亦称热矫正)、机械矫正机械矫正和和手工手工矫正矫正(亦称冷矫正亦称冷矫正)。1.31.3 构件加工构件加工板材矫正机板材矫正机 H型钢翼缘矫正机型钢翼缘矫正机 钢管矫直机钢管矫直机共共6363页页 第第1515页页第十七页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 利用火焰对钢材进行利用火焰对钢材进行局部加热局部加热，被加热处理的金属由于，被加热处理的金属由于膨胀受阻而产生压缩塑性变形，使较长的金属纤维冷却后缩短而膨胀受阻而产生压缩塑性变形，使较长的金属纤维冷却后缩短而完成的。完成的。火焰矫正火焰矫正 影响矫正效果的因素：影响矫正效果的因素：火火焰加热位置、加热的形式焰加热位置、加热的形式、加热加热的温度的温度。火焰火焰矫正矫正加热的温度加热的温度：对：对于低碳钢和普通低合金钢为于低碳钢和普通低合金钢为6008000C。火火焰焰矫矫正正1.31.3 构件加工构件加工共共6363页页 第第1616页页第十八页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 是通过是通过专用专用矫正机矫正机使用权弯曲的钢材在外力作用下产生过量的塑性变使用权弯曲的钢材在外力作用下产生过量的塑性变形，以达到平直的目的。形，以达到平直的目的。机械矫正机械矫正 拉伸机拉伸机矫正：矫正：用于薄板扭曲、型钢扭曲、钢管、带钢、线材等的用于薄板扭曲、型钢扭曲、钢管、带钢、线材等的矫正。矫正。压力机压力机矫正：矫正：用于板材、钢管和型钢的矫正。用于板材、钢管和型钢的矫正。多辊多辊矫正矫正机机：用于型材、板材等的矫正。用于型材、板材等的矫正。液压矫正机液压矫正机 多辊矫正机矫正板材多辊矫正机矫正板材1.31.3 构件加工构件加工共共6363页页 第第1717页页第十九页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 采用采用锤击锤击的方法的方法进行，操作简单灵进行，操作简单灵活。由于活。由于矫正力小、矫正力小、劳动强度大、效率低劳动强度大、效率低而用于矫正尺寸较小而用于矫正尺寸较小的钢材，或矫正设备的钢材，或矫正设备不便于使用时采用。不便于使用时采用。手工矫正手工矫正锤击法锤击法-钢板焊接应力变形校正钢板焊接应力变形校正1.31.3 构件加工构件加工共共6363页页 第第1818页页第二十页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业1.4.1 钢材的除锈钢材的除锈 钢结构的防腐与涂饰包括钢结构的防腐与涂饰包括普通涂料涂装普通涂料涂装和和防火涂料涂装防火涂料涂装。涂装前，。涂装前，钢材表面应钢材表面应除锈除锈。1.4 除锈、除锈、防腐与涂饰防腐与涂饰 钢材除锈方法有：钢材除锈方法有：喷砂、抛丸喷砂、抛丸、酸洗以及钢丝刷人工除锈酸洗以及钢丝刷人工除锈、现场砂轮打磨现场砂轮打磨等等。抛丸除锈抛丸除锈是最理想的除锈方式是最理想的除锈方式。喷喷砂砂除除锈锈抛抛丸丸机机除除锈锈1 1 构件制作构件制作共共6363页页 第第1919页页第二十一页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业1.4.2 防腐与涂饰防腐与涂饰 施涂的方法有施涂的方法有刷涂法刷涂法(油性基料的涂料油性基料的涂料)和和喷涂法喷涂法(快干快干性和挥发性强的涂料性和挥发性强的涂料)普通涂料的涂装遍数、涂层厚度应符合设计要求，钢材表面不普通涂料的涂装遍数、涂层厚度应符合设计要求，钢材表面不应误涂、漏涂，涂层应均匀，无明显皱皮、流坠、针眼、气泡及脱应误涂、漏涂，涂层应均匀，无明显皱皮、流坠、针眼、气泡及脱皮和返锈等。防火涂料的涂层厚度应符合皮和返锈等。防火涂料的涂层厚度应符合耐火极限的设计要求耐火极限的设计要求。喷喷涂涂法法进进行行涂涂装装1.41.4 除锈、防腐与涂饰除锈、防腐与涂饰共共6363页页 第第2020页页第二十二页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业2 连接与拼装连接与拼装 钢构件的连接钢构件的连接方法有方法有焊接焊接、紧固件紧固件连接连接(螺栓连接、射螺栓连接、射钉、自攻钉、拉铆钉钉、自攻钉、拉铆钉)及及铆接铆接三种。三种。第第1616讲讲 钢结构工程钢结构工程广州电视塔外筒广州电视塔外筒 南京大胜关长江大桥南京大胜关长江大桥钢结构焊接施工钢结构焊接施工 高强螺栓连接施工高强螺栓连接施工 铆接连接铆接连接共共6363页页 第第2121页页第二十三页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业2.1 钢结构构件焊接钢结构构件焊接焊接方法焊接方法特特 点点适用范围适用范围手手工工焊焊交流焊机交流焊机设备简易设备简易,操作灵活操作灵活,可进行各种位可进行各种位置的焊接置的焊接普通钢结构普通钢结构直流焊机直流焊机 焊接电流稳定焊接电流稳定,适用于各种焊条适用于各种焊条要求较高的钢结构要求较高的钢结构埋弧自动焊埋弧自动焊生产效率高生产效率高,焊接质量好焊接质量好,表面成型表面成型光滑美观光滑美观,操作容易操作容易,焊接时无弧光焊接时无弧光,有害气体少有害气体少长度较长的对接长度较长的对接或贴角焊缝或贴角焊缝埋弧埋弧半自动焊半自动焊与埋弧自动焊基本相同与埋弧自动焊基本相同,但操作较但操作较灵活灵活长度较短、长度较短、弯曲焊缝弯曲焊缝CO2气体气体保护焊保护焊生产效率高生产效率高,焊接质量好焊接质量好,成本低成本低,易于自动化易于自动化,可进行全位置焊接可进行全位置焊接用于薄钢板用于薄钢板钢结构常用钢结构常用焊接方法、特点及适用范围焊接方法、特点及适用范围2 2 连接与拼装连接与拼装共共6363页页 第第2222页页第二十四页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业2.1.1 手工电弧焊手工电弧焊 焊条：焊条：焊条供手工电弧焊用，焊条供手工电弧焊用，由焊芯和药皮组成。焊条的表示方法由焊芯和药皮组成。焊条的表示方法(如如E4303、E5015)：“E”代表焊条，前两代表焊条，前两位位“43”、“50”表示焊缝金属的抗拉强度等表示焊缝金属的抗拉强度等级级(430、500N/mm2)，第三位数字代表焊，第三位数字代表焊接的位置，最后一位数表示适用电源种类接的位置，最后一位数表示适用电源种类及药皮类型。及药皮类型。又称焊条电弧焊又称焊条电弧焊：是最普遍的是最普遍的熔化焊熔化焊焊接方法，它是利用电弧产焊接方法，它是利用电弧产生的高温、高热量进行焊接的。生的高温、高热量进行焊接的。电焊机：电焊机：主要有主要有交流弧焊机、直交流弧焊机、直流弧焊机流弧焊机。交交流流弧弧焊焊机机直流弧焊机直流弧焊机 焊焊 条条2.12.1 钢结构构件焊接钢结构构件焊接共共6363页页 第第2323页页第二十五页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 焊接接头与坡口焊接接头与坡口 为确保焊件为确保焊件能焊透，必须开能焊透，必须开一定形状的坡口。一定形状的坡口。焊接前根据焊接部位的形状、尺寸、焊接前根据焊接部位的形状、尺寸、受力的不同，选择受力的不同，选择 合适的接头类型。合适的接头类型。常见的接头型式有常见的接头型式有 对接、搭接、丁字对接、搭接、丁字 接接和和角接角接等。等。常见的接头型式常见的接头型式对接接头的坡口型式对接接头的坡口型式2.12.1 钢结构构件焊接钢结构构件焊接共共6363页页 第第2424页页第二十六页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 焊接工艺参数的选择焊接工艺参数的选择 手工电弧焊的焊接工艺参数有：手工电弧焊的焊接工艺参数有：焊条直径、焊接电流、焊条直径、焊接电流、电弧电压、焊接层数、电源种类及极性电弧电压、焊接层数、电源种类及极性等。等。焊条直径焊条直径根据根据焊件厚度、接头形式、焊缝位置焊件厚度、接头形式、焊缝位置和和焊接层次焊接层次来选择。来选择。焊接电流焊接电流根据焊条的类型、直径、焊件的厚度、根据焊条的类型、直径、焊件的厚度、接头形式、焊缝空间位置等因素来考虑。其中接头形式、焊缝空间位置等因素来考虑。其中焊条直径和焊焊条直径和焊缝空间位置最为关键缝空间位置最为关键。电弧电压电弧电压根据电源特性，由根据电源特性，由焊接电流决定相应的电弧焊接电流决定相应的电弧电压电压。此外电弧电压还与电弧长有关。此外电弧电压还与电弧长有关。2.12.1 钢结构构件焊接钢结构构件焊接共共6363页页 第第2525页页第二十七页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 焊接层数焊接层数视焊件的厚度而定。除薄板外，一般都采用视焊件的厚度而定。除薄板外，一般都采用多多层焊层焊。每层焊缝的厚度过大，对焊缝。每层焊缝的厚度过大，对焊缝 金属的塑性有不利影响，施工中每层金属的塑性有不利影响，施工中每层 焊缝的厚度不应大于焊缝的厚度不应大于45mm。多层焊的焊缝和焊接顺序多层焊的焊缝和焊接顺序 有有平焊、立焊、横焊平焊、立焊、横焊和和仰焊仰焊四种。平焊易操作，劳动条件好，生产率四种。平焊易操作，劳动条件好，生产率高，焊缝高，焊缝 质量易保证。立质量易保证。立 焊、横焊和仰焊焊、横焊和仰焊 时施焊困难，应时施焊困难，应 尽量避免。尽量避免。焊缝的空间位置焊缝的空间位置焊缝的空间位置焊缝的空间位置2.12.1 钢结构构件焊接钢结构构件焊接共共6363页页 第第2626页页第二十八页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 焊接准备焊接准备 碰击法碰击法将焊条垂直于焊件进将焊条垂直于焊件进行碰击，然后迅速保持一定距离；行碰击，然后迅速保持一定距离；划擦法划擦法将焊条端头轻轻划过将焊条端头轻轻划过焊件，然后迅速保持一定距离。焊件，然后迅速保持一定距离。严禁在焊缝区以外的母材上打火引严禁在焊缝区以外的母材上打火引弧。弧。包括包括坡口制备、焊口清理、焊条坡口制备、焊口清理、焊条烘干、预热、预变形烘干、预热、预变形及及高强度钢切高强度钢切割表面探伤割表面探伤等。等。引引 弧弧引弧方法引弧方法钢管打坡口钢管打坡口2.12.1 钢结构构件焊接钢结构构件焊接共共6363页页 第第2727页页第二十九页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 运条方法运条方法 沿其中心线向下送进沿其中心线向下送进焊条被电弧熔化变短，为保焊条被电弧熔化变短，为保持弧长，须使焊条沿其中心线向下送进，以防止断弧；持弧长，须使焊条沿其中心线向下送进，以防止断弧；焊条运条有三个运条方向，三个方向的动作应密切配焊条运条有三个运条方向，三个方向的动作应密切配合。合。沿焊缝方向移动沿焊缝方向移动为形成为形成线形焊缝，焊条要沿焊缝方向移动，线形焊缝，焊条要沿焊缝方向移动，移动速度应适当；移动速度应适当；横向摆动横向摆动为获得一定宽度为获得一定宽度的焊缝，焊条必须横向摆动。的焊缝，焊条必须横向摆动。平焊焊条角度平焊焊条角度和运条基本动作和运条基本动作2.12.1 钢结构构件焊接钢结构构件焊接共共6363页页 第第2828页页第三十页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业2.1.2 埋弧自动焊埋弧自动焊 埋弧自动焊的优点埋弧自动焊的优点是：生产效率高、是：生产效率高、焊缝质量好、节约钢材和电能、改善了焊缝质量好、节约钢材和电能、改善了劳动条件。劳动条件。埋弧自动焊的缺点埋弧自动焊的缺点是：适应能力差，是：适应能力差，只能在水平位置焊接长直焊缝或大直径只能在水平位置焊接长直焊缝或大直径的环焊缝。的环焊缝。埋弧焊时焊缝的形成埋弧焊时焊缝的形成 埋弧自动焊的焊接过程埋弧自动焊的焊接过程 埋弧自动焊机埋弧自动焊机电脑自动埋弧焊生产线电脑自动埋弧焊生产线2.12.1 钢结构构件焊接钢结构构件焊接共共6363页页 第第2929页页第三十一页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业2.1.3 CO2气体保护焊气体保护焊 二氧化碳二氧化碳气体保护焊施焊时焊缝被保护，故焊缝金属纯度高、气体保护焊施焊时焊缝被保护，故焊缝金属纯度高、性能好；焊接加热集中，焊件变形小；电弧稳定性好，在小电流时性能好；焊接加热集中，焊件变形小；电弧稳定性好，在小电流时电弧也能稳定燃烧，是一种电弧也能稳定燃烧，是一种高效率，低成本高效率，低成本的焊接方法。的焊接方法。缺点缺点是：焊是：焊缝熔深浅，只适合于焊接缝熔深浅，只适合于焊接 6mm薄板。薄板。逆变逆变CO2气体保护焊机气体保护焊机 CO2气体保护焊气体保护焊 CO2气体保护焊丝气体保护焊丝2.12.1 钢结构构件焊接钢结构构件焊接共共6363页页 第第3030页页第三十二页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业2.2 紧固件连接紧固件连接 包括包括普通螺栓、高强度螺栓、普通螺栓、高强度螺栓、射钉、自攻钉、拉铆钉的射钉、自攻钉、拉铆钉的紧固连接紧固连接。连接连接螺栓分为螺栓分为8级，即级，即3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、10.9S(如如5.6S表示抗拉强度为表示抗拉强度为500MPa,屈强比为屈强比为60%)，其中后两级为，其中后两级为高强度螺栓高强度螺栓，其余为，其余为普通螺栓普通螺栓。钢钢柱柱与与基基础础的的地地脚脚螺螺栓栓连连接接梁梁柱柱节节点点的的螺螺栓栓连连接接共共6363页页 第第3131页页第三十三页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业2.2.1 普通螺栓连接普通螺栓连接普通螺栓按外形有：普通螺栓按外形有：六角螺栓、双头螺栓和地脚螺栓。六角螺栓、双头螺栓和地脚螺栓。六角螺栓：六角螺栓：按质量和产品等级分为按质量和产品等级分为A、B、C三种。三种。A级螺栓级螺栓精制螺栓；精制螺栓；B级螺栓级螺栓半精制螺栓；半精制螺栓；C级螺栓级螺栓粗制螺栓。粗制螺栓。普通螺栓的种类和用途普通螺栓的种类和用途A、B级螺栓级螺栓适用于连接部位需传递较适用于连接部位需传递较大剪力的大剪力的重要结构的安装重要结构的安装，C级螺栓级螺栓适用适用于钢结构安装中的于钢结构安装中的临时固定临时固定。六角螺栓六角螺栓2.22.2 紧固件连接紧固件连接共共6363页页 第第3232页页第三十四页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 双头螺栓：双头螺栓：又称又称螺柱螺柱，多，多用于连接厚板或不方便使用六角螺栓用于连接厚板或不方便使用六角螺栓连接的地方，如砼屋架、屋面梁悬挂连接的地方，如砼屋架、屋面梁悬挂单轨梁吊挂件等。单轨梁吊挂件等。地脚螺栓：地脚螺栓：分为分为一般地脚螺栓、直角地脚螺栓、锤头螺栓一般地脚螺栓、直角地脚螺栓、锤头螺栓和和锚固地脚螺栓锚固地脚螺栓，一般地脚螺栓、直角地脚螺栓和锤头螺栓是一般地脚螺栓、直角地脚螺栓和锤头螺栓是在砼浇在砼浇筑前预埋在基础之中，用以固定钢柱筑前预埋在基础之中，用以固定钢柱；锚固地脚螺栓是锚固地脚螺栓是在已成型砼基础在已成型砼基础上经钻机成孔后，再安装、灌浆固定上经钻机成孔后，再安装、灌浆固定的一种的一种地脚螺栓。地脚螺栓。双头螺栓双头螺栓一一般般地地脚脚螺螺栓栓异异型型地地脚脚螺螺栓栓地地脚脚螺螺栓栓预预埋埋2.22.2 紧固件连接紧固件连接共共6363页页 第第3333页页第三十五页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 普通螺栓的施工普通螺栓的施工 连接要求：连接要求：螺栓头和螺母的下面应放置螺栓头和螺母的下面应放置平垫圈平垫圈。螺母下面的。螺母下面的垫垫圈圈不应多于不应多于2个，螺栓头部下面的垫圈不应多于个，螺栓头部下面的垫圈不应多于1个。个。螺栓头和螺母应与结构构件的表面及垫圈密贴。螺栓头和螺母应与结构构件的表面及垫圈密贴。倾斜面倾斜面的螺栓连接，放置的螺栓连接，放置斜垫片斜垫片垫平垫平。动荷载或重要部位的螺栓，应放置动荷载或重要部位的螺栓，应放置弹簧垫圈弹簧垫圈。螺栓螺栓伸出螺母的长度伸出螺母的长度应不小于两个完整螺纹的应不小于两个完整螺纹的长度。长度。2.22.2 紧固件连接紧固件连接共共6363页页 第第3434页页第三十六页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 紧固轴力紧固轴力 螺栓紧固必须螺栓紧固必须从中心开从中心开始，对称施拧始，对称施拧；大型接头采用；大型接头采用复拧复拧，即，即“两次紧固法两次紧固法”。2.22.2 紧固件连接紧固件连接 施拧时的紧固轴力应不超过施拧时的紧固轴力应不超过相应的规定。永久螺栓拧紧质量相应的规定。永久螺栓拧紧质量检验采用检验采用锤敲锤敲或用或用力矩扳手力矩扳手检检验，要求螺栓不颤动和偏移，验，要求螺栓不颤动和偏移，拧紧的真实性用塞尺检查，对拧紧的真实性用塞尺检查，对接表面高差接表面高差(不平度不平度)不应超不应超0.5mm。南南京京大大胜胜关关长长江江大大桥桥高高强强螺螺栓栓终终拧拧共共6363页页 第第3535页页第三十七页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业2.2.2 高强螺栓连接高强螺栓连接 高强螺栓就是高强度的螺栓，是一种标准件。是继铆高强螺栓就是高强度的螺栓，是一种标准件。是继铆接连接后的新型钢结构连接形式，是目前钢结构连接的主接连接后的新型钢结构连接形式，是目前钢结构连接的主要手段。要手段。高强螺栓从外形上可分为高强螺栓从外形上可分为扭剪型高强螺栓扭剪型高强螺栓和和大六角头高强大六角头高强螺栓螺栓。高强螺栓的种类和用途高强螺栓的种类和用途扭剪型高强螺栓扭剪型高强螺栓 大六角头高强螺栓大六角头高强螺栓一个连接副一个连接副为一个螺栓、为一个螺栓、一个螺母和一个螺母和一个垫圈一个垫圈一个连接副一个连接副为一个螺栓、为一个螺栓、一个螺母和一个螺母和二个垫圈二个垫圈2.22.2 紧固件连接紧固件连接共共6363页页 第第3636页页第三十八页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 手动扭矩扳手：手动扭矩扳手：高强螺栓以手动紧固时，要使用有示高强螺栓以手动紧固时，要使用有示明扭矩值的扳手施拧，以达到高强螺栓连接副规定的扭矩和明扭矩值的扳手施拧，以达到高强螺栓连接副规定的扭矩和剪力值。常用的手动扭矩扳手有剪力值。常用的手动扭矩扳手有指针式指针式、音响式音响式和和扭剪型扭剪型三种。三种。高强螺栓施工的机具高强螺栓施工的机具响声式扭矩扳手响声式扭矩扳手德国德国WeraWera可调控扭力扳手可调控扭力扳手手动扭矩扳手手动扭矩扳手2.22.2 紧固件连接紧固件连接共共6363页页 第第3737页页第三十九页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 电动扳手电动扳手 定扭矩、定转角电动扳手定扭矩、定转角电动扳手适用于大适用于大六角头高强螺栓的紧固，可自动控制扭六角头高强螺栓的紧固，可自动控制扭矩和转角，适用于钢结构桥梁、厂房建矩和转角，适用于钢结构桥梁、厂房建设安装设安装大六角头高强螺栓大六角头高强螺栓施工的施工的初初拧、终拧拧、终拧和和扭剪型高强螺栓扭剪型高强螺栓的的初拧初拧。扭剪型电动扳手扭剪型电动扳手适用于适用于扭扭剪型高强度螺栓剪型高强度螺栓的的终拧终拧紧固，紧固，常用的扭剪型电动扳手有常用的扭剪型电动扳手有6922型和型和6924型两种。型两种。6924扭剪扳手扭剪扳手 电动扭剪扳手电动扭剪扳手定扭矩电动扳手定扭矩电动扳手2.22.2 紧固件连接紧固件连接共共6363页页 第第3838页页第四十页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 高强螺栓的保管及现场复验高强螺栓的保管及现场复验 高强螺栓的保管高强螺栓的保管 高强度螺栓的包装、运输、现场保管过程要保持它的出厂状态，直到高强度螺栓的包装、运输、现场保管过程要保持它的出厂状态，直到安装使用前才能开箱检查使用安装使用前才能开箱检查使用。以防止连接副的扭矩系数。以防止连接副的扭矩系数(K)发生变化，发生变化，这是高强度螺栓保管的一项重要内容。这是高强度螺栓保管的一项重要内容。高强度螺栓的现场取样复验高强度螺栓的现场取样复验 扭剪型高强螺栓和高强大六角头螺栓出厂时应随箱带有扭矩系扭剪型高强螺栓和高强大六角头螺栓出厂时应随箱带有扭矩系数和紧固轴力数和紧固轴力(预拉力预拉力)的检验报告。的检验报告。连接面抗滑移系数复验：连接面抗滑移系数复验：高强螺栓按每验收批抽取高强螺栓按每验收批抽取3组试件组试件；预拉力复验：预拉力复验：扭剪型高强螺栓每验收批抽取扭剪型高强螺栓每验收批抽取8套；套；扭矩系数复验：扭矩系数复验：高强大六角头螺栓每验收批抽取高强大六角头螺栓每验收批抽取8套。套。2.22.2 紧固件连接紧固件连接共共6363页页 第第3939页页第四十一页，编辑于星期一：十二点 四十八分。土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业 高强螺栓的施工要点高强螺栓的施工要点 紧固前检查紧固前检查 螺栓紧固前，应对螺孔、被连接件的移位，不平度、不垂直度、磨光螺栓紧固前，应对螺孔、被连接件的移位，不平度、不垂直度、磨光顶紧的贴合情况，以及板叠合处摩擦面的处理，连接间隙，孔眼的同心顶紧的贴合情况，以及板叠合处摩擦面的处理，连接间隙，孔眼的同心度，临时螺栓的布放等进行检查。度，临时螺栓的布放等进行检查。紧固施工紧固施工 紧固顺序应从紧固顺序应从节点中心向边缘依次进行节点中心向边缘依次进行。紧固时，要分。紧固时，要分初拧初拧和和终拧终拧两次紧固；对于大型节点，可分为两次紧固；对于大型节点，可分为初拧初拧、复拧复拧和和终拧终拧。初拧、。初拧、复拧复拧轴力轴力宜为宜为6080%标准轴力，终拧轴力为标准轴力。标准轴力，终拧轴力为标准轴力。当天安装的螺栓，要在当天终拧完毕，防止螺纹被沾污和生锈，当天安装的螺栓，要在当天终拧完毕，防止螺纹被沾污和生锈，引起扭矩系数值发生变化。引起扭矩系数值