钢结构技术知识培训.docx

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钢结构技术知识培训

第一节、钢结构概念及特点

第二节、建筑常用名词

第三节、钢结构设计知识

第四节、钢结构工程常用材料

第五节、材料清单、报价单及成本分析

第六节、业务过程中需注意的一些技术问题

第一节、钢结构概念及特点

一、钢结构的概念

钢结构是由钢板和型钢经过加工，制成各种基本构件，如梁、柱、板、压杆、拉杆及桁架等，然后将这些基本构件按一定方式通过焊接和螺栓连接等组成结构。

例如钢结构厂房、高层钢结构建筑、大跨度网架建筑、悬索结构、各种钢桥等。

按结构形式钢结构建筑有以下分类：

1、轻型门式钢架：

承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架、具有轻型屋盖和轻型外墙、可以设置起重量不大于20t的中、轻级工作制桥式吊车或3t悬挂式起重机的单层厂房钢结构。

2、框架：

由梁和柱组成的能承受垂直和水平荷载的结构，梁和柱是刚性连结的。

3、桁架：

由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构。

在荷载作用下，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度，故适用于较大跨度的承重结构和高耸结构。

4、网架：

由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构。

5、悬索结构：

在两个悬挂点之间承受载荷的缆索。

6、膜结构：

7、其它异型空间结构

二、钢结构的特点

1、钢材的抗拉、抗压、抗剪强度相对来说较高，故钢结构构件结构断面小、自重轻。

在同样受力的情况下，钢结构构件较小。

质量较轻。

2、钢结构有较好的延性，抗震性能好，尤其在高烈度震区，使用钢结构就更为有利。

钢结构在一般条件下不会因超载而突然断裂，只增大变形，故易于被发现。

韧性好，适宜在动力荷载下工作，因此地震区采用钢结构较为有利。

3、钢结构制作简便，施工工期短。

钢结构构件一般是在金属结构厂制作，施工机械化，准确度和精密度皆较高。

钢结构较轻，连接简单，安装方便，施工周期短。

钢结构由于连接的特性，易于加固、改建和拆迁。

4、钢结构可以做成大跨度、大空间的建筑。

5、钢结构可循环利用，有可改造性，是绿色环保产品。

6、钢结构耐火性差，温度达到430-540OC之间时，钢材各项力学性能就急剧下降，超过600OC即丧失全部的强度和刚度，因此在有防火要求时采取防火措施。

7、钢结构耐腐蚀性差，在空气或潮湿的环境中很容易锈蚀，因此必须采取有效的防腐措施，保证钢结构的使用年限。

第二节、建筑常用名词

一、建筑几何数据：

1、长度、宽度、高度

2、跨度、柱距、柱网

3、层高、净空、檐口

4、建筑面积：

指建筑物长度、宽度的外包尺寸的乘积再乘以层数。

5、吊车（行车）、牛腿标高、轨顶标高、起吊高度

二、钢结构建筑物基本组成：

1、基础：

独立基础、桩基、地梁

2、主结构：

钢柱、钢梁（屋面梁、吊车梁、夹层梁）

3、次结构：

系杆、柱间支撑、水平支撑、隅撑、套管、拉杆

4、檩条：

屋面檩条、墙面檩条

5、围护结构：

屋面板、墙面板、保温棉、门、窗、楼承板

6、其它结构：

天沟、落水管、收边、地脚螺栓（也叫预埋件、预埋锚栓）、预埋板、螺栓（高强螺栓、普通螺栓、镀锌螺栓）、楼梯、女儿墙

第三节、钢结构设计知识

一、钢结构方案设计流程

业务部方案申请单—>选择结构类型、确定尺寸—>采用设计软件建模计算

—>确定最优用钢量—>依据设计绘制方案图—>编制材料清单

—>询价、编制报价单和成本分析—>公司老总确定利润点调整报价单

—>将报价单和方案图交业务部

二、专业名词：

1、杆件、柱、梁、节点、平面内（外）

2、轴力、剪力、弯矩、挠度、位移、应力、强度、柱脚反力

3、强度、刚度、稳定性

强度是抵抗断裂破坏的能力；

刚度是抵抗弯曲变形的能力

4、荷载：

按力的作用范围分为：

面荷载、线荷载、集中力，在一定条件下可相互转化。

按力的施加对象不同分为：

恒载（永久荷载）、活载、风荷载、雪荷载、吊车荷载、地震荷载以及偶然荷载（爆炸等）。

1KN≈0.1T=100kg

常见荷载：

屋面恒载：

0.15KN/m2（单层彩板）0.20KNm2（双层彩板）

楼面恒载：

楼板厚度*25+0.5KNm2（楼承板）

如100mm厚混凝土楼板为3KN/m2

屋面活载：

0.5KN／m2，对受荷水平投影面积大于60m2刚架构件，屋面坚向均布活荷载的标准值可取不小于0.3KN／m2。

2008年雪灾后湖南省建设厅发文要求活载改为0.7KN／m2。

楼面活载：

住宅办公楼2.0KN／m2。

雪荷载：

长沙0.45KN／m2。

风荷载：

长沙0.35KN／m2。

5、简图、计算书：

结构计算，在保证结构强度和稳定性的前提下，求出最经济的用钢量。

荷载简图：

恒、活、吊车、风、结构框架图

计算简图：

计算书：

通常用计算软件生成，包含设计计算分析的全部过程和数据。

三、设计软件

1、制图：

AUTOCAD、天正建筑

2、结构计算：

PKPM系列STS：

中国建筑科学研院建筑工程软件研究所，2010版

3D3S：

同济大学独立开发的CAD软件系列，10.1版

3、详图分解：

TeklaStructures：

芬兰Tekla公司开发的钢结构详图设计软件，14.1版，16.0版。

实现2D（施工图）->3D（实体模型）->2D（加工图、安装图）。

四、钢结构相关主要规范及标准：

1、材料标准：

对材质、钢板、型材、焊材等材料的种类、性能及使用条件均作了要求。

碳素结构钢  GB/T700-2006

低合金高强度结构钢  GB/T1591-2008

2、设计标准

建筑结构荷载规范GB50009-2001（2006年版）

钢结构设计规范GB50017-2003，新版在征求意见

门式刚架轻型房屋钢结构技术规程  CECS102:

2002 

冷弯薄壁型钢结构技术规范  GB50018-2008

建筑抗震设计规范GB50011-2010

高层民用建筑钢结构技术规程  JCJ99-1998

钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001

建筑钢结构焊接与验收规程  JGJ81-2002

钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程  JGJ82-1991

钢结构防火涂料应用技术规程CECS24-90

五、钢结构图纸

1、建筑图：

目录、建筑设计说明、建筑平立剖、建筑节点大样图

2、结构图：

目录、钢结构设计说明、结构平立面、结构节点大样图

3、加工图：

构件清单、布置图、零件图、构件图、备料单

第四节、钢结构工程常用材料

★钢板：

-20*2000*8000、PL14*200、σ30

按厚度分为薄板（5-12mm）、中板（14-18mm）和厚板（20mm及以上）。

按材质分为普通碳素结构钢Q235（又叫普板）、低合金高强度结构钢Q345、Q420等。

按低温抗冲击性能又分A（不作要求）、B（常温）、C（0OC）、D（-20OC）、E（-40OC），同材质的强度等机械性能一致，仅P、S化学成分有区别。

现常用钢板为Q345B，同厚度的Q235B钢板因强度仅Q345B的68%，但价格仅便宜120元/吨左右。

Q235B钢板一般用于承受荷载较小的结构。

公司常用钢板一般为湘钢、涟钢产。

公司目前新上一条横切纵剪生产线，可直接对薄板和部分厚板钢卷进行定长定宽开平。

★型钢

按截面形式分为热轧H型钢、工字钢、角钢、槽钢、圆管、圆钢、方管、扁铁等。

◆热轧H型钢：

HN200*100*5.5*8、HM390*300*10*16、HW300*300*10*15

◆工字钢：

I32A、I32B、工14

◆槽钢：

[10、[20A、[20B、C18、槽14

◆角钢：

L100*10、L160*100*16

◆圆管：

D140*3.5、Φ114*3、PIP32*2.5

◆圆钢：

D20、Φ12

◆方管：

□100*5、方120*6、矩200*100*5

常用型钢材质一般为Q235（或20号钢，力学性能相近），Q345材质很少或需订做。

公司常用型材一般为天津、唐山等地产。

★冷弯薄壁型钢

指用钢板或带钢在冷状态下弯曲成的各种断面形状的成品钢材。

钢结构行业常指用作檩条的型材。

按截面形式分为C型钢、Z型钢。

厚度通常为1.8-3mm，截面高度通常为80-300mm。

◆C型钢：

C200*70*20*2.0、CC250*75*20*2.5

◆Z型钢：

Z200*70*20*2.0、ZZ250*75*20*2.5

按表面处理情况分为油漆檩条（黑皮檩条）和镀锌檩条。

材质大多为Q235，Q345材料难以采购。

一般由钢结构生产厂家买原材料压制。

公司常用檩条原材料一般为天津产，委外加工。

★压型钢板

薄钢板经冷压或冷轧成型的钢材。

按用途分为屋面彩板（厚0.3-0.8mm，波峰较高）、墙面彩板（厚0.3-0.8mm，波峰较低）、楼承板（厚0.8-2mm）。

按彩板搭接方式分为打钉板、180度咬边板和360度咬边板，后两种又叫暗扣板、隐扣板。

按常用板型分为900型、820型、840型、760型、460型等。

按原材料（彩卷）生产厂家分为华冠、黄石宝钢、上海宝钢以及博思格板。

前两种质量一般，价格差不多，较为便宜。

上海宝钢质量好，价格较贵，用在有较高要求的项目。

公司一般直接买彩卷，在工厂或现场用彩板成型机进行压板。

★夹芯板

夹芯板是由两层成型金属面板（或其他材料面板）和直接在面板中间发泡、熟化成型的高分子隔热内芯组成。

按芯材分为聚苯夹芯板即EPS夹芯板（目前市场上，应用最为广泛的品种）、硬质聚氨酯夹芯板、岩棉夹芯板、泡沫金属夹芯板等。

★采光板

采光板由塑料、树脂等材料制成的可透光的屋面或墙面板。

板型一般按墙面或屋面板型来定。

常用的厚度为：

0.8mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm、2.0mm、2mm。

采光板一般直接从专业厂家定长定型制作。

★门窗

门：

推拉门、卷帘门、平开门

窗：

推拉窗、固定窗

★焊接

焊缝等级：

一级、二级、三级

焊接材料：

Q235材质采用E43系类，Q345材质

★螺栓

普通螺栓：

C级（4.6级）

高强螺栓：

大六角头、扭剪型，10.9级

其它：

膨胀螺栓、镀锌螺栓

★涂料

1、油漆：

醇酸漆（红丹底漆、铁红底漆）、富锌底漆（环氧富锌、无机富锌）、磁漆、聚氨酯面漆、氯化橡胶面漆

一般吉人或湘江牌，巴特勒用卡伯

2、防火涂料

防火等级一、二（柱2.5、梁1.5，其余依次相差0.5小时）、三、四

薄涂型、厚涂型

★天沟

油漆钢板天沟、镀锌钢板天沟、彩板天沟、不锈钢天沟

★保温棉

第五节、材料清单、报价单及成本分析

一、材料清单

依据设计图纸，将我方负责制作或安装的工作量用表格的形式逐项列出，以便于计算和汇总。

二、报价单

为便于比较同类型建筑的经济指标和设计指标，通常用平方造价和用钢量来衡量。

平方造价=工程造价/建筑面积

用钢量=（主构件+次构件+檩条）/建筑面积

三、成本分析

第六节、业务过程中需注意的一些技术问题

一、方案设计需业主提供的设计信息：

★工程地点：

关系荷载、运输、人工

★厂房外形：

长、宽、高，跨度、柱距

★厂房功能：

用途、吊车、夹层

★厂房配置：

通风、采光、保温、门窗、彩板

二、看图报价需业主提供的信息：

★图纸：

完整的建筑、结构及其它专业需我方报价的图纸

★业主其它要求：

材料类型、品牌等要求

★设计变更、图纸答疑

三、影响工程造价的一些设计因素：

在保证厂房达到预期功能的前提下：

★跨度：

18-24米为经济跨度。

超过24米则用钢量增加。

小于18米则梁柱钢材强度不能充分利用。

★柱距：

柱距通常按厂房功能工艺来确定，较为经济的柱距为6-8米，超过9米檩条用钢量明显增加。

★高度：

高度通常按厂房功能来确定，一般厂房无吊车时檐口高6-7米较经济，有吊车时檐口高度8-10米较经济。

是否有女儿墙。

★吊车：

同跨吊车台数、吊车类型和等级、起吊高度均对用钢量有影响。

较为经济和常用的是采用A4-A5级3-20T电动单梁吊。

★彩板：

层数（单层）、厚度（墙面0.3-0.5mm，屋面0.5-0.6mm）、品牌

★配置：

保温、通风、采光材料的要求。

是否需防火。

★优化：

在保证结构安全和使用功能的前提下，若用钢量有余量，是否允许进行优化设计。

★现场施工条件：

场地、吊装、运输、水电

★制作：

见本节第四点

四、加工报价需考虑的一些因素：

（了解）

1、加工报价一般按单价结算，总价=Σ加工重量*加工单价

★加工重量：

分图纸理论（理计）重量和过磅重量两种，过磅重量较理论重量轻3%左右。

★加工单价：

含原材料、制作费、工厂检测、厂内吊运、利润、管理费、税金（增值税）。

若甲方有要求，加工单价可包含运输、现场检测等其它费用。

制作费包含下料、组立、拼装、焊接、抛丸除锈、油漆等工序费用。

制作费包含主材、辅材、人工、设备折旧、水电消耗等费用。

2、加工报价需考虑的一些因素：

★供料方式：

通常为我方供料，若甲方供料，则必须要求供料含至少4%的损耗。

★结算方式：

理计重量结算加工单价含材料损耗，过磅重量结算加工单价需考虑材料损耗（来料加工除外）。

款清货清。

★构件类型：

通常加工为H型钢，若为十字型、箱型、弧形、桁架等形式，因制作工艺不同，单价也不一样，需公司相关部门协商定价。

★材料种类：

原材料通常为Q345B或Q235B5-30mm厚钢板，若为其它材质、钢板或型材，需采购部询价后定价。

★焊缝等级：

通常材料对接焊缝、牛腿端板等主要受力部位焊缝为二级，角焊缝为三级，顶多外观二级。

若有更高要求，则需协商定价。

★表面涂装：

通常为抛丸除锈达Sa2.5级后，表面喷涂一底一面醇酸油漆，其它油漆需询价。

3、常见焊接型钢构件：

◆H型柱：

◆十字构件：

◆箱型构件：

◆弧形构件：