第四章第一节建筑工程施工技术八.docx

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第四章第一节建筑工程施工技术八

（四）钢结构工程施工

1．钢结构选材

对厚钢板结构、焊接结构、低温结构和采用含碳量高的钢材制作的结构，应防止脆性破坏。

承重结构的钢材，应保证抗拉强度、伸长率、屈服点和硫、磷的极限含量。

焊接结构应保证碳的极限含量。

必要时还应有冷弯试验的合格证。

2．钢结构构件的制作加工（略）

3．钢结构构件的连接

钢结构的连接方法分为焊接、螺栓连接、铆接等。

（1）焊接。

焊接连接有气焊、接触焊和电弧焊等方法。

采用电弧焊时，常用的焊条型号是E43××型和E50××型。

（2）螺栓连接。

螺栓连接分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。

高强螺栓连接加工方便，对结构削弱少，可拆换，能承受动力荷载，耐疲劳，塑性、韧性好，安装工艺略为复杂，造价略高。

（3）铆接。

现在已基本不用。

4．钢构件组装与预拼装

（1）钢构件组装施工。

1）钢构件组装分类。

根据钢构件的特性以及组装程度，可分为部件组装、组装、预总装。

①部件组装是装配最小单元的组合。

②组装也称拼装、装配、组立，装配成为独立的成品构件。

③预总装：

这种装配方法已广泛应用在高强度螺栓连接的钢结构件制造中。

2）钢构件组装方法。

常采用的是地样组装法和胎膜组装法。

（2）钢构件预拼装。

钢构件拼装方法有平装法、立拼法和利用模具拼装法三种。

1）构件平装法

平装法适用于拼装跨度较小、构件相对刚度较大的钢结构，如长18m以内的钢柱、跨度6m以内的天窗架及跨度21m以内的钢屋架的拼装。

操作方便，不需要稳定加固措施，也不需要搭设脚手架。

焊缝焊接大多数为平焊缝；焊接操作简易，不需要技术很高的焊接工人，焊缝质量易于保证，校正及起拱方便、准确。

2）构件立拼法

构件立拼法主要适用于跨度较大、侧向刚度较差的钢结构，如18m以上钢柱、跨度9m及12m窗架、24m以上钢屋架以及屋架上的天窗架。

可一次拼装多榀，块体占地面积小，不用铺设或搭设专用拼装操作平台或枕木墩，节省材料和工时。

但需搭设一定数量的稳定支架，块体的校正、起拱较难，钢构件的连接节点及预制构件的连接件的焊接立缝较多，增加焊接操作的难度。

3）利用模具拼装法

模具是符合工件几何形状或轮廓的模型（内模或外模）

用模具来拼装组焊钢结构，具有产品质量好、生产效率高等许多优点。

【例题】钢构件的组装方法较多，钢构件预拼装（）适用于拼装跨度较小、构件相对刚度较大的钢结构，如长18m以内的钢柱、跨度6m以内的天窗架及跨度21m以内的钢屋架的拼装。

A.平装法

B.立装法

C.组装法

D.焊接拼装法

【答案】A

【解析】平装法适用于拼装跨度较小、构件相对刚度较大的钢结构，如长18m以内的钢柱、跨度6m以内的天窗架及跨度21m以内的钢屋架的拼装。

5．钢结构单层厂房安装

单跨结构宜从跨端一侧向另一侧、中间向两端或两端向中间的顺序进行吊装。

多跨结构，宜先吊主跨、后吊副跨；当有多台起重设备共同作业时，也可多跨同时吊装。

（1）钢柱安装。

一般钢柱的刚性较好，吊装时通常采用一点起吊。

常用的吊装方法有旋转法、滑行法和递送法。

对于重型钢柱也可采用双机抬吊。

（2）钢屋架安装。

钢屋架侧向刚度较差，安装前需进行吊装稳定性验算，稳定性不足时应进行吊装临时加固，通常可在钢屋架上下弦处绑扎杉木杆加固。

钢屋架吊点必须选择在上弦节点处，并符合设计要求。

如果吊装机械性能允许，屋面系统结构可采用扩大拼装后进行组合吊装，即在地面上将两榀屋架及其上的天窗架、檩条、支撑等拼装成整体后一次吊装。

（3）吊车梁安装。

在钢柱吊装完成经调整固定于基础上之后，即可吊装吊车梁。

（4）钢桁架安装。

6．多层及高层、高耸钢结构安装

多层及高层钢结构宜划分多个流水作业段进行安装，流水段宜以每节框架为单位。

流水段划分应符合下列规定：

一是流水段内的最重构件应在起重设备的起重能力范围内；二是起重设备的爬升高度应满足下节流水段内构件的起吊高度；三是每节流水段内的柱长度应根据工厂加工、运输堆放、现场吊装等因索确定，长度宜取2～3个楼层高度，分节位置宜在梁顶标高以上1.0—1.3m处；四是流水段的划分应与混凝土结构施工相适应；五是每节流水段可根据结构特点和现场条件在平面上划分流水区进行施工。

流水作业段内的构件吊装宜符合下列规定：

一是吊装可采用整个流水段内先柱后梁或局部先柱后梁的顺序，单柱不得长时间处于悬臂状态；二是钢楼板及压型金属板安装应与构件吊装进度同步；三是特殊流水作业段内的吊装顺序应按安装工艺确定，并应符合设计文件的要求。

多层及高层钢结构安装时，楼层标高可采用相对标高或设计标高进行控制，并应符合下列规定：

①当采用设计标高控制时，应以每节柱为单位进行柱标高调整，并应使每节柱的标高符合设计的要求；②建筑物总高度的允许偏差和同一层内各节柱的柱顶高度差应符合现行国家标准的有关规定。

同一流水作业段、同一安装高度的一节柱，当各柱的全部构件安装、校正、连接完毕并验收合格后，应再从地面引放上一节柱的定位轴线。

高耸钢结构可采用高空散件（单元）法、整体起扳法和整体提升（顶升）法等安装方法。

7．压型金属板施工

（1）压型金属板类型。

（2）压型金属板选用。

高波板，即波高大于50mm的压型钢板，多用于单坡长度较长的屋面。

中波板，即波高大于35～50mm的压型钢板，多用于屋面板。

低波板，即波高为12～35mm的压型钢板，多用于墙面板和现场复合的保温屋面，也可用于墙面的内板。

（3）压型金属板制作。

（4）压型金属板安装。

压型钢板系用0.7mm和0.9mm两种厚度镀锌钢板压制而成，宽640mm，板肋高51mm。

在施工期间同时起永久性模板作用。

可避免漏浆并减少支、拆模工作，加快施工速度，压型板在钢梁上搁置的情况见图。

栓钉是组合楼层结构的剪力连接件，用以传递水平荷载到梁柱框架上，它的规格、数量由楼面与钢梁连接处的剪力大小确定。

栓钉直径有13mm、16mm、19mm、22mm四种。

铺设至变截面梁处，一般从梁中向两端进行，至端部调整补缺；等截面梁处则可从一端开始，至另一端调整补缺。

压型板铺设后，将两端点焊于钢梁上翼缘上，并用指定的焊枪进行剪力栓焊接。

8．轻型钢结构施工

（1）轻型钢结构材料。

1）彩色涂层钢板。

2）H型钢。

H型钢的翼缘宽，侧向刚度大；抗弯能力强，比工字钢大5%～10%；翼缘两表面相互平行，构造简单。

结构强度高，自重轻；设计风格灵活、丰富；工程施工快，占地面积小，适合全天候施工；便于机械加工、结构连接和安装，易于拆除和再利用。

以热轧H型钢为主的钢结构，塑性和韧性良好，结构稳定性高，抗自然灾害能力强，特别适用于地震多发地带的建筑结构；与混凝土结构相比，可增加结构使用面积；与焊接H型钢相比，能明显地省工省料，残余应力低，外观和表面质量好。

3）冷弯薄壁型钢。

冷弯薄壁型钢是用薄钢板（厚度为0.3～lmm，最厚为1.6mm）在压型机上冷压而成的。

具有轻质高强、便于加工、施工简便、速度快等特点，在大型工业厂房、食品加工车间、大型库房、飞机维修库等建筑中普遍使用。

冷弯薄壁型钢一般有卷边C形和卷边Z形两种。

（2）轻钢结构制作。

轻型钢结构制作流程如图所示。

（3）轻钢结构安装。

构件的安装应符合下列规定：

1）宜采取综合安装方法，对容易变形的构件应作强度和稳定性计算，必要时应采取加固措施，以确保施工时结构的安全。

2）刚架安装宜先立柱，然后将在地面组装好的斜梁吊起就位，并与柱连接。

3）结构吊装时，应采取适当措施，防止产生过大的弯扭变形，同时应将绳扣与构件的接触部位加垫块垫好，以防损伤构件。

4）构件悬吊应选择好吊点。

构件的捆绑和悬吊部位，应采取防止构件局部变形和损坏的措施。

5）当山墙墙架宽度较小时，可先在地面装好，再进行整体起吊安装。

6）结构吊装就位后，应及时系牢支撑及其他连系构件，以保证结构的稳定性，且各种支撑的拧紧程度，以不将构件拉弯为原则。

7）所有上部结构的吊装，必须在下部结构就位、校正并系牢支撑构件以后再进行。

8）不得利用已安装就位的构件起吊其他重物；不得在主要受力部位焊接其他物件。

9）刚架在施工中以及人员离开现场的夜间，均应采用支撑和缆绳充分固定。

10）根据工地安装机械的起重能力，在地面上组装成较大的安装单元，以减少高空作业的工作量。

9．钢结构涂装施工

（1）表面处理。

（2）防腐涂装施工。

3）油漆防腐涂装。

油漆防腐涂装可采用涂刷法、手工滚涂法、空气喷涂法和高压无气喷涂法。

钢结构涂装时的环境温度和相对湿度，除应符合涂料产品说明书的要求外，还应符合下列规定：

①当产品说明书对涂装环境温度和相对湿度未作规定时，环境温度宜为5～38℃；相对湿度不应大于85%，钢材表面温度应高于露点温度3℃，且钢材表面温度不应超过40℃：

②被施工物体表面不得有凝露；

③遇雨、雾、雪、强风天气时应停止露天涂装。

应避免在强烈阳光照射下施工；

④涂装后4h内应采取保护措施，避免淋雨和沙尘侵袭；

⑤风力超过5级时，室外不宜喷涂作业。

表面除锈处理与涂装的间隔时间宜在4h之内，在车间内作业或湿度较低的晴天不应超过12h。

工地焊接部位的焊缝两侧宜留出暂不涂装的区域，应符合下列规定：

钢板厚度t<50mm，时，暂不涂装的区域宽度b为50mm;钢板厚度50mm≤t≤90mm时，暂不涂装的区域宽度b为70mm;钢板厚度t>90mm时，暂不涂装的区域宽度b为100mm。

4）金属热喷涂。

钢结构表面处理与热喷涂施工的间隔时间，晴天或湿度不大的气候条件下应在12h以内，雨天、潮湿、有盐雾的气候条件下不应超过2h。

（3）防火涂装施工。

构件连接处的缝隙应采用防火涂料或其他防火材料填平。

防火涂料涂装施工应分层施工，应在上层涂层干燥或固化后，再进行下道涂层施工。

（五）结构吊装工程施工

1．起重机具

结构吊装工程中常采用的起重机具包括索具设备与起重机械。

（1）索具设备。

横吊梁又称铁扁担，主要用于柱和屋架等的吊装。

常用的横吊梁包括以下几种：

滑轮横吊梁，用于8t以下的柱子吊装；钢板横吊梁，用于10t以下的柱子吊装；桁架横吊梁，用于双机抬吊安装柱子；钢管横吊梁，用于屋架吊装。

（2）起重机械。

1）自行杆式起重机。

①履带式起重机。

回转机构使机身可回转360。

其缺点是稳定性较差，未经验算不宜超负荷吊装。

履带式起重机的主要参数有三个：

起重量Q、起重高度H和起重半径R。

②汽车起重机。

③轮胎起重机。

轮胎起重机的优点是行驶速度较高，能迅速地转移工作地点或工地，对路面破坏小。

但这种起重机不适合在松软或泥泞的地面上工作。

2）塔式起重机。

①轨道式塔式起重机。

②爬升式塔式起重机。

又称内爬式塔式起重机，通常安装在建筑物的电梯井或特设的开间内，也可安装在筒形结构内，依靠爬升机构随着结构的升高而升高，一般是每建造3～8m，起重机就爬升一次，塔身自身高度只有20m左右。

爬升式起重机的优点是：

起重机以建筑物作支承，塔身短，起重高度大，而且不占建筑物外围空间。

缺点是：

司机作业往往不能看到起吊全过程，需靠信号指挥，施工结束后拆卸复杂，一般需设辅助起重机拆卸；

③附着式塔式起重机。

又称自升式塔式起重机为了塔身稳定，塔身每隔20m高度左右用系杆与结构锚固。

附着式塔式起重机多为小车变幅，因起重机械在结构近旁，司机能看到吊装的全过程，自身的安装与拆卸不妨碍施工过程。

3）桅杆式起重机。

桅杆式起重机也称牵缆式起重机，是在独脚拔杆下端安装一根可以回转和起伏的吊杆拼装而成。

桅杆式起重机的缆风至少6根，根据缆风最大的拉力选择钢丝绳和地锚。

起重量在5t以下的桅杆式起重机，大多用圆木做成，用于吊装小构件；起重量在10t左右的桅杆式起重机，大多用无缝钢管做成，桅杆高度可达25m;大型桅杆式起重机，起重量可达60t，桅杆高度可达80m。

桅杆式起重机的优点是：

构造简单、装