型钢混凝土施工工艺.docx
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型钢混凝土施工工艺
五、劲钢（管）混凝土结构工程
1总 则
1.0.1本工艺规程适用于非地震区和抗震设防烈度为6度至9度的多、高层建筑和一般构筑物的劲钢（管）混凝土结构的施工与验收。
1.0.2本工艺规程依据国家现行标准《钢结构设计规范》GB50017、《混凝土结构设计规范》GB50010和《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205、《混凝土结构施工质量验收规范》GB50204，《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ138，以及《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300,及其他有关标准编制。
1.0.3劲钢（管）混凝土结构的施工，除应符合本工艺规程要求外，尚应符合国家现行有关标准及强制性条文的规定。
2 术语、符号
2.1 术语
2.1.1 劲钢（管）混凝土结构
是在钢筋混凝土结构内配置型钢构成的组合结构。
它具有钢结构和混凝土结构的双重优点，与钢结构相比，它节省钢材，增加构件及建筑物的刚度，与混凝土结构相比，它减小截面，减轻重量增大构件的延性，并具有更高的强度，充分发挥了钢（受拉）和混凝土（受压）两种不同材料的特点。
2.1.2 零件
组成部件或构件的最小单元，如节点板、翼缘板等。
2.1.3 部件
由若干零件组成的单元，如焊接H型钢、牛腿等。
2.1.4 构件
由零件或由零件和部件组成的钢结构基本单元，如梁、柱、支撑等。
2.1.5 高强度螺栓连接副
高强螺栓和与之配套的螺母、垫圈的总称。
2.1.6 抗滑移系数
高强度螺栓连接中，使连接件摩擦面产生滑动时的外力与垂直于摩擦面的高强度螺栓预拉力之和的比值。
2.1.7 焊钉（栓钉）焊接
将焊钉（栓钉）一端与板件（或管件）表面接触通电引弧，待接触面熔化后，给焊钉（栓钉）一定压力完成焊接的方法。
2.2 符号
2.2.1 材料性能
E——弹性模量；
G——剪切模量；
A——线膨胀系数；
ρ——质量密度。
2.2.2 作用和作用效应
P——高强度螺栓设计预拉力；
ΔP——高强度螺栓预拉力的损失值；
T——高强度螺栓检查扭矩；
Tc——高强度螺栓终拧扭矩；
T0——高强度螺栓初拧扭矩。
2.2.3 几何参数
a——间距；
b——宽度；
d——直径；
e——偏心距；
f——挠度、弯曲矢高；
H——高度；
h——截面高度；
he——角焊缝计算厚度；
l——长度、跨度；
Ra——轮廓算术平均偏差（表面粗糙度系数）；
R、r——半径；
t——板、壁的厚度；
Δ——增量；
bf——型钢翼缘宽度；
tf——型钢翼缘厚度；
hw——型钢腹板高度；
tw——型钢腹板厚度。
2.2.4 其他
K——系数。
3 基本规定
3.0.1劲钢（管）混凝土结构分为全部和部分结构构件采用劲钢（管）混凝土的结构。
此两类结构宜用于框架结构、框架——剪力墙结构、底部大空间剪力墙结构、框架——核心筒结构、筒中筒结构等结构体系。
但对各类结构体系的框架柱，当房屋的设防烈度为9度，且抗震等级为一级时，框架柱的全部结构构件应采用劲钢（管）混凝土结构。
3.0.2劲钢（管）混凝土结构施工单位应具有相应的资质，施工现场质量管理应有相应的施工技术标准、质量管理体系、质量控制及检验制度，施工现场应有经项目技术负责人审批的施工组织设计、施工方案等技术文件。
3.0.3劲钢（管）混凝土框架柱宜采用实腹式劲钢（管）柱，常见的形式如图3.0.3所示。
型钢多用钢板焊接而成，亦有轧制型钢。
十字形截面用于中柱，T字形截面用于边柱，L形截面适用于角柱。
应用较多的是实腹式宽翼缘H型钢。
图3.03 劲钢（管）柱截面形式
3.0.4劲钢（管）混凝土框架梁的截面宽度不宜小于300mm，截面高度和宽度的比值不宜大于4。
常见的截面形式如图3.0.4所示.
图3.0.4 劲钢梁截面形式 图3.0.5 剪力墙截面形式
3.0.5劲钢（管）混凝土剪力墙，宜在剪力墙的边缘构件中配置实腹型钢，如图3.0.5所示；当受力需要增强剪力墙抗侧力时，也可在剪力墙腹板内加设斜向钢支撑。
3.0.6劲钢（管）混凝土结构中劲钢（管）构件的切割、焊接、运输、吊装、探伤检验应符合现行国家标准《钢结构工程施工及验收规范》GB50205-2001、现行国家标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81－2002的规定。
3.0.7劲钢（管）混凝土结构工程施工质量的验收，必须采用经计量检定、校准合格的计量器具。
劲钢（管）构件制作、安装、验收及土建施工使用的钢尺应按统一标准进行鉴定，并应具有相同的精度等级。
3.0.8劲钢（管）混凝土结构工程应按下列规定进行施工质量控制:
1.采用的原材料及成品应进行进场验收。
凡涉及安全、功能的原材料及成品应按本工艺及相关现行国家标准的规定进行复验，并应经监理工程师（建设单位技术负责人）见证取样、送样。
2.各工序应按施工技术标准进行质量控制，每道工序完成后，应进行检查。
3.相关各专业工种之间，应进行交接检验，并经监理工程师（建设单位技术负责人）检查认可。
3.0.9劲钢（管）混凝土结构分部（子分部）工程中分项工程可划分为劲钢（管）制作、劲钢（管）焊接、螺栓连接、劲钢（管）安装、劲钢（管）与钢筋的连接、劲钢（管）混凝土施工等分项工程。
每个分项工程应由一个或若干检验批组成，各分项工程可根据与施工方式相一致且便于控制施工质量的原则，按工作班、楼层、施工缝或施工段划分为若干检验批。
4 劲钢（管）制作
4.1 一般规定
4.1.1 本工艺规程适用于劲钢（管）混凝土结构中劲钢（管）构件的加工制作及质量验收。
4.1.2 劲钢（管）混凝土结构中劲钢（管）构件的制作必须采用机械加工；并宜由钢结构制作厂承担。
制作者应根据设计和施工详图,编制制作工艺书。
4.1.3 劲钢（管）混凝土结构中使用的型钢材料宜采用牌号Q235-B.C.D级的碳素结构钢，以及牌号Q345-B.C.D.E级的低合金高强度结构钢，且必须符合设计要求，其质量标准应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700《低合金高强度结构钢》GB/T1951的规定。
4.1.4 劲钢（管）混凝土结构中使用的型钢可采用焊接型钢和轧制型钢。
型钢钢材应根据结构特点选择其牌号和材质,并应保证抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯试验、冲击韧性合格和硫、磷、碳含量符合使用要求。
型钢材料的物理性能指标，应按表4.1.4的规定采用。
表4.1.4 型钢材料的物理性能指标
弹性模量E（N/mm2）
剪切模量G（N/mm2）
线膨胀系数a（/oC）
质量密度ρ（kg/m3）
2.06×105
79×103
12×10-6
7850
4.1.5劲钢（管）混凝土结构构件中，型钢钢板厚度不宜小于6mm，其钢板宽厚比应符合表4.1.5的规定。
表4.1.5 型钢钢板宽厚比
钢号
梁
柱
baf/tf
hw/tw
baf/tf
hw/tw
Q235
<23
<107
<23
<96
Q345
<19
<91
<19
<81
图4.1.5型钢钢板宽厚比
4.1.6型钢焊缝和坡口尺寸应符合现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81的有关规定。
4.1.7钢材需要代用时必须经得设计同意。
4.2施工准备
4.2.1材料准备
1．钢材的品种、牌号、规格、数量及其机械性能等必须符合设计要求，其质量应符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700、《低合金高强度结构钢》GB/T1951的规定。
并应具有质量证明书或质量复验合格报告。
1）钢板应符合现行国家标准《热轧钢板和钢带》GB/T709、《碳素结构钢和低合金高强度结构钢热轧厚钢板和钢带》GB/T3274的规定。
2）工字钢应符合现行国家标准《热轧工字钢》GB/T706的规定。
3）角钢应符合现行国家标准《热轧等边角钢》GB/T9787和《热轧不等边角钢》GB/T9788的规定。
4）槽钢应符合现行国家标准《热轧槽钢》GB/T707的规定。
5）冷弯型钢应符合现行国家标准《冷弯型钢技术条件》GB6725的规定。
6）钢管应符合现行国家标准《结构用无缝钢管》GB/T8162和《直缝电缝钢管》GB/T13793的规定。
7）H型钢应符合现行国家标准《热轧H型钢和剖分T型钢》GB11263的规定。
2．钢材进场后应及时按规定对钢材的品种、规格、外观质量等进行检查验收。
其规格、型号及允许偏差应符合产品标准的要求；其表面应光洁，不得有结疤、气孔、裂纹、夹层、折痕、重皮等缺陷；表面锈蚀、麻点或划痕的深度不得大于该材料厚度负偏差值的1/2，且不大于0.5mm。
3．对《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001规定需要进行复试的钢材，应按同一品种、规格、牌号、同一生产厂家、同一进场批次为一检验批，进行见证取样复试，其复试结果应符合现行国家产品标准和设计要求。
对复试不合格的材料严禁使用。
4．对于混批钢材，如用于主要承重结构时，必须根据现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205-2001对其化学成分和机械性能分别进行试验，如检验不符合要求时，可根据实际情况用于非承重结构构件或清退出场禁止使用。
5．钢材应按品种、规格、牌号、材质等分类平整堆放，并做好标记，计入台帐，妥善保管。
6．钢材堆放要减少钢材的变形和锈蚀，节约用地，也要使之提取方便。
露天堆放时，堆放场地要平整，并高于周围地面，四周有排水沟，雪后易于清扫。
堆放时尽量使钢材截面的背面朝上或朝外，以免积雪、积水。
7．钢材入库及发放应由专人负责，并及时记录验收、发放及余料回收情况。
4.2.2机具准备
1．放样号料用的工具及设备有划针、冲子、手锤、粉线、弯尺、直尺、钢卷尺、剪子、小型剪板机、折弯机。
2．钢材下料用工具及设备有手坳割枪或自动、半自动割机、带锯机、砂轮锯、无齿锯、剪冲机等。
3．钢材矫正用的工具及设备有辊式型钢矫正机、机械顶直矫正机、辊式平板机、火焰矫正用烤枪（气焊把）等。
4．边缘加工用的工具设备有刨边机、端面铣床、碳弧气刨、半扑克动、扑克动气割机等。
5．制孔用的工具及设备有钻床、手提式三相电钻等。
6．其他还有滚圆机、弯管机、型钢弯曲机、千斤顶等。
4.2.3作业条件
1．已根据设计单位提供的设计文件绘制完成施工详图，并已经原设计人员签字认可。
2．已编制完成施工组织设计、施工方案、制作工艺书等技术文件。
3．各种主要材料已进场，并按规定检（试）验合格，可以投入使用。
4．各种机械设备已调试验收合格，可以正常使用。
5．作业人员已进行了岗前培训，并经考试取得了上岗证。
6．各项工艺评定试验及工艺性能试验已完成。
4.2.4技术准备
1．认真审学图纸及设计文件，充分了解设计意图，并根据设计文件绘制施工详图，图纸修改时应与设计单位办理洽商手续。
2．根据设计图纸（或材料表）编制各种材质、规格的材料用量表，提出材料预算计划，按计划数量采购材料。
工程预算一般可按实际用量加10%进行提料和备料。
各种钢材的损耗率参见表4.2.4.2的规定。
表4.2.4.２ 钢板、角钢、工字钢、槽钢损耗率
编号
材料名称
规格mm
损耗率%
编号
材料名称
规格mm
损耗率%
1
钢板
1～5
2.00
9
工字钢
14a以下
3.20
2
6～12
4.50
10
24a以下
4.50
3
13～25
6.50
11
36a以下
5.30
4
26～60
11.00
12
60a以下
6.00
平均6.00
平均4.75
5
角钢
75×75以下
2.20
13
槽钢
14a以下
3.00
6
80×80～100×100
3.50
14
24a以下
4.20
7
120×120～150×150
4.30
15
36a以下
4.80
8
180×180～200×200
4.80
16
60a以下
5.20
平均3.70
平均4.30
注:
不等边角钢按长边计,其损耗率与等边角钢同。
3．编制施工组织设计、施工方案、制作工艺书等技术文件。
4．按照设计文件和施工详图的要求编制工艺流程表，根据工艺要求准备必要的工艺装备。
并按进度要求安排作业计划、劳动力和机具平衡计划。
5．制作、安装、检查、验收所用钢尺，其精度应一致，并经法定计量检测部门检定取得证明。
6．组织必要的工艺试验，如焊接工艺评定等试验，尤其是对新工艺、新材料，要做好工艺试验，作为指导生产的依据。
4.3 施工工艺
4.3.1工艺流程
4.3.2放样
1．放样下料必须在熟悉图纸和有关技术要求的基础上进行。
2．放样应设置专门的平台，放样平台应平整，基准线准确、清晰。
3．放样时应根据构件的具体情况按实际尺寸划线，对于质量要求高的构件，放样线的宽度不应大于0.5mm。
4．放样时，必须考虑切割余量、加工余量或焊接收缩量。
切割余量、加工余量和焊接收缩量在图样或相应标准没有明确规定时，应按下列要求执行:
（1）气割和等离子切割时的切割余量为自动或半自动切割留3.0～4.0mm；手工切割留4.0～5.0mm。
（2）切断后需要铣端面或刨边加工时其加工余量为剪切或凿切留3.0～4.0mm；气割或等离子切割留4.0～5.0mm；
（3）焊缝收缩量:
焊缝纵向收缩值按每米焊缝长度收缩多少毫米计算，对于对接焊缝取0.15～0.3mm，对于连续角焊缝取0.2～0.4mm，对于间断角焊缝取0.05～0.1mm。
5．放样完毕后，应与图纸进行核对，检查无误后方准复制样板或样杆。
4.3.3样板或样杆制作
1．样板或样杆的材料应尽量采薄钢板或扁钢，如在室内制作且数量又少的构件，也可以用样板纸或油毡纸等制作样板。
2．样板或样杆如需要拼接，必须结合牢固。
3．样板或样杆上的各种标记要用锋利的划针、洋冲或凿子刻制并做到细、小，且清晰。
4．样板或样杆上应用油漆注明工程编号、零件编号、规格、数量等。
5．样板和样杆的几何尺寸必须符合图样规定，并经检查合格后方准使用。
其允许偏差如下表4.3.3.5的规定。
表4.3.3.5 放样和样板（样杆）允许偏差表
项目
允许偏差（mm）
平行线距离和分段尺寸
±0.5
对角线
1.0
长度、宽度
长度0～+0.5，宽度0～－0.5
孔距
±0.5
组孔中心距离
±0.5
加工样板的角度
±0.5
6．样板或样杆必须妥善保管，不得有损坏、弯曲或其他变形，以免影响构件质量。
4.3.4号料
1．号料前，号料人员必须认真核实材料规格、牌号及外观质量，材料表面的油污、氧化皮等应清除干净。
2．号料前，材料变形值超过表4.3.4.2的规定时，应进行矫正。
表4.3.4.2 材料变形允许偏差
项次
偏差名称
允许偏差值mm
1
钢板、扁钢的局部平面度
在1m范围内,板厚>14时,允许偏差≤1.0;
板厚≤14时,允许偏差≤1.5
2
型钢的挠曲矢高f
长度的1/1000,但不大于5.0
3
角钢肢的垂直度
≤b/100,但双肢栓接连接时角钢的角度不得大于90o
4
翼缘对腹板的垂直度
槽钢
≤b/80
工字钢/H型钢
≤b/100,且不大于2.0
3．画线号料时应根据工艺图的要求进行统筹安排，做到长短搭配，先大后小或套材号料，使材料得到充分的利用，损耗率降到最低数量。
对焊缝较多、加工量大的构件应先号料。
4．画线号料时，还要根据材料厚度和切割方法，适当增加切割余量。
切割余量应符合表4.3.4.4的规定。
表4.3.4.4 切割余量
切割方式
材料厚度（mm）
割缝宽度留量（mm）
剪、冲下料
不留
气割下料
≤10
1～2
10～20
2.5
20～40
3.0
40以上
4.0
5．采用样板或样杆号料时，号料人员在每次号料前，必须认真检查样或样杆，确认精度无误后，方准正式号料。
号料时必须认真操作，不可偏斜，以免影响构件质量。
6．对于数量较少的构件，可以直接在钢材上号料。
7．主要受力构件和需要弯曲的构件，在号料时应按工艺规定的方向取料，弯曲件的外侧不应有洋冲点和伤痕缺陷。
8．在焊接结构件上号孔时，应在焊接完毕并经整形以后进行，孔眼应距焊缝边缘50mm以上。
9．号料后允许偏差应符合表4.3.4.9的规定。
表4.3.4.9 画线号料允许偏差表<
项目
允许偏差（mm）
长度、宽度
±1.0
两端孔心距
±1.0
对角线
±1.0
相邻孔心距
±0.5
组孔中心距离
±0.5
冲点与孔心距
±0.5
4.3.5下料切割
1．钢材下料前先对材料进行校正，矫正，矫正后的偏差值不应超过规范及设计规定的允许偏差值，以保证下料的质量。
2．利用样板计算出下料尺寸，直接在板料或型钢表面上画出零构件形状的加工界线。
然后进行切割下料。
常用的切割方法有:
（1）机械切割:
使用剪切机、锯割机、砂轮切割机等机械设备进行切割（主要用于型材及薄钢板的切割）。
（2）气割:
采用氧气-乙炔、液化石油气、丙烷等进行切割（主要用于中厚钢板及较大断面型钢的切割）。
3．采用剪切方法切割时，应符合下列要求:
（1）剪刀口必须锋利，剪刀材料应为碳素工具钢和合金工具钢，发现损坏或者迟钝需及时检修、磨砺或调换。
（2）上下刀刃的间隙必须根据板厚调节适当。
（3）当一张钢板上排列许多零件并有几条相交的剪切线时，应预先安排好合理的剪切程序后再进行剪切。
（4）剪切时，将剪切线对准下刃口，剪切的长度不能超过下刀刃长度。
（5）材料剪切后的弯扭变形，必须进行矫正；剪切面粗糙或带有毛刺，必须修磨光洁。
（6）剪切过程中，切口附近的金属，因受剪力而发生挤压和弯曲，从而引起硬度提取高，材料变脆的冷作硬化现象，重要的结构件和焊缝的接口位置，必须采用铣、刨或砂轮磨削等方法将硬化表面加工清除。
4．采用锯切方法切割时，应符合下列要求:
（1）型钢应经过校直后方可进行锯切。
（2）所选用的设备和锯条规格，必须满足构件所要求的加工精度。
（3）单件锯切的构件，先划出号料线，然后对线锯切，号料时，需留出锯槽宽度（锯槽条厚度加0.5～1.0mm）。
成批加工的构件，可预先安装定位挡板进行加工。
（4）加工精度要求较高的重要构件，应考虑预留适当的加工余量，以供锯切后进行端面精铣。
（5）锯切时，应注意切割断面垂直度的控制。
5．采用气割方法切割时，应符合下列要求:
（1）气割前必须检查确认整个气割系统的设备和工具全部运转正常，并确保安全。
在气割过程中应注意:
1）气压稳定，不漏气。
2）压力表、速度计等正常无损。
3）机体行走平稳，使用轨道时要保持平直和无振动。
4）割嘴气流畅通，无污损。
割炬的角度和位置准确。
（2）气割时应选择正确的工艺参数（如割嘴型号、气体压力、气割速度和预热火焰能率等），工艺参数的选择主要是根据气割机械的类型和可切割的钢板厚度进行确定。
（3）切割时应调节好氧气射流（风线）的形状，使其达到并保持轮廓清晰、风线长和射力高。
（4）气割前，应去除钢材表面的污垢、油污及浮锈和其他杂物，并在下面留出一定的空间，以利于熔渣的吹出。
气割时，割炬的移动应保持匀速，割件表面距离焰心尖端以2～5mm为宜。
（5）气割时，必须防止回火。
（6）为了防止气割变形，操作中应遵循下列程序:
1）大型工件的切割，应先从短边开始。
2）在钢板上切割不同尺寸的工件时，应靠边靠角，合理布置，先割大件，后割小件。
3）在钢板上切割不同形状的工件时，应先割较复杂的，后割较简单的。
4）窄长条形板的切割，采用两长边同时切割的方法，以防止产生旁弯（俗称马刀弯）。
6．在放样和下料时应根据工艺要求预留制作和安装时的焊接收缩余量及切割、刨边和铣平等加工余量。
下料和样板（样杆）允许偏差应符合表4.3.5.6的规定。
表4.3.5.6 下料和样板（样杆）允许偏差表
项目
允许偏差（mm）
零件外形尺寸
±1.0
孔距
±0.5
基准线（装配或加工）
±0.5
对角线差
1.0
加工样板的角度
±20'
7．零件的割线与下料的允许偏差应符合表4.3.5.7规定:
表4.3.5.7 零件的割线与下料的允许偏表
手工切割
±20mm
自动、半自动切割
±1.5mm
精密切割
±1.0mm
8．切割前应将钢材表面切割区内的铁锈、油污等清除干净。
切割后清除断口边缘熔渣、飞溅物等毛刺，断口上不得有裂纹和大于1mm的缺棱；其尺寸偏差不应超过±3.0mm；切割截面与钢材表面垂直度不大于钢板厚度的10%，且不得大于2mm；表面粗糙度对于一般切割不得大于1.0mm，对于精密切割不得大于0.03mm；机械剪切的型钢，其端部剪切斜度不大于2mm。
4.3.6变形矫正
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