一建《机电工程》教材：金属结构制作安装技术_金属结构制作安装技术

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2018一建《机电工程》教材：金属结构制作安装技术

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1H413044 金属结构制作安装技术

金属结构是工业机电工程和建筑机电工程的重要的工程内容之一。钢结构是金属结构运用最为广泛的部分，本条综合介绍工业机电工程和建筑机电工程中的钢结构工程。本条的主要知识点是:钢结构组成与施工一般规定;钢结构构件制作;钢结构安装工艺技术与要求;钢结构竣工验收要求。

一、钢结构组成与施工一般规定

1.钢结构组成

钢结构是由钢构件制成的工程结构。构件通常由型钢、钢板、钢管等制成的梁、柱、析架、板等组成，构件之间用焊缝、螺栓或钢钉连接。钢结构在各种工业与民用建筑工程结构中运用广泛，主要的运用范围有:重型工业厂房的承重骨架与吊车梁;大跨度建筑的屋盖结构，平板网架;大跨度桥梁;多层或高层建筑的骨架，包括工业机电工程的多层框架、管架等;塔搅结构;轻型钢结构等。

2.钢结构施工的一般规定

(1)钢结构工程施工应有经批准的施工组织设计或施工方案等施工技术文件。(2)从事钢结构制作和安装施工的焊工和焊接机械操作工，均应按照现行国家标准《钢结构焊接规范))GB 50661-2011 进行理论知识考试和操作技能考试，经考试评定合格并取得资格证书。持证焊工必须在其考试合格项目范围内施焊。(3)无损检测人员应按《特种设备无损检测人员考试与监督管理规则》考试合格，学尔森教育—大建工领域专业的一站式职业教育机构

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并取得相应资格证书。(4)钢结构的制造、拼装、安装与质量检查检验，应采用经计量检定、校准合格的计量器具。

二、钢结构构件制作

(一)钢结构构件制作内容

1.钢零件与钢部件加工:例如各种杆件、节点板、筋板、支座、焊接球、螺栓球等。

2.钢构件制作:例如 型钢、钢柱、钢梁(吊车梁)、钢和架、墙架、模条、支撑、钢平台板、钢梯、金属压型板等。

(二)钢构件制作程序和要求

1.钢构件工厂化制作的一般程序

钢结构构件一般在预制厂(场)制作，采用工厂化的制造方式。钢构件制作的一般程序是:原材料(钢材、焊材、连接用紧固件等)检验→排料、拼接→放样与号料→切割、下料→制孔→矫正和成型→构件装配→焊接→除锈、涂装(油漆)→构件编号、验收、出厂。

2.钢构件制作工艺要求

(1)零件、部件采用样板、样杆号料时，号料样板、样杆制作后应进行校准，并经检验人员复验确认后使用。

(2)钢材切割面应无裂纹、夹渣、分层等缺陷和大于 1mm 的缺棱，并应全数检查。

(3)碳素结构钢在环境温度低于一 16、低合金结构钢在环境温度低于一 12 时，不应进行冷矫正和冷弯曲。碳素结构钢和低合金结构钢在加热矫正时，加热温度应为 700~800，最高温度严禁超过 900，最低温度不得低于 600。低合金结构钢在加热矫正!可应自然冷却。(4)矫正后的钢材表面，不应有明显的凹面或损伤，划痕深度不得大于O.5mm，且不应大于该钢材厚度允许负偏差的 1/2

三、钢结构安装工艺技术与要求

(一)钢结构安装一般程序

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1.钢结构安装的主要环节。钢结构种类繁多，安装的程序应根据钢结构的具体情况确定。钢结构安装一般有以下几个主要环节:(1)基础验收与处理;(2)钢构件复查;(3)钢结构安装;(的涂装(防腐涂装和/或防火涂装)。

2.钢结构安装的程序不尽相同。钢结构安装的环节中，由于钢结构种类繁多，安装的程序也不尽相同，一般程序为:钢柱安装→支撑安装→梁安装→平台板(层板、屋面板)、钢梯、防护栏安装→其他构件安装。

例如，某制造厂车间钢结构厂房安装程序为:构件检查→基础复查及底面处理→钢柱安装→柱间支撑安装→主梁安装→次梁安装→承台板安装→钢屋架安装→模条安装→水平、垂直支撑安装→屋面板安装→墙壁板安装。

(二)基础验收及处理

1.钢结构安装前，建设/监理单位组织基础施工单位和钢结构施工单位进行基础交接验收，验收合格后方可交付安装。若基础施工与钢结构安装是同-个施工单位，则应进行工序间的自检、互检、专检。

2.基础保护和处理:对基础表面进行麻面处理;对钢结构预埋螺栓进行保护。

(三)框架和管廊安装

框架指钢构件通过焊接或螺栓连接组成的用于支撑设备或作为操作平台的稳定空间钢结构体系。管廊指钢构件通过焊接或螺栓连接组成的支撑管道的稳定空间钢结构体系。二者是重要、典型的工业钢结构。

1.框架的安装可采用地面拼装和组合吊装的方法施工，已安装的结构应具有稳定性和空间刚度。管廊可在地面拼装成片，检查合格后成片吊装。2.镜平面应接触均匀，接触面积不应小于 75% 3.框架的节点采用焊缝连接时，宜设置安装定位螺栓。每个节点定位螺栓数量不得少个。

4.地面拼装的框架和管廊结构焊缝需进行无损检测或返修时，无损检测和返修应在地面完成，合格后方可吊装。

5.在安装的框架和管廊上施加临时载荷时，应经验算。

(四)高强度螺栓连接

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1.钢结构制作和安装单位应按规定分别进行高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数试验和复验，现场处理的构件摩擦面应单独进行抗滑移系数试验。合格后方可进行安装。

2.高强度大六角头螺栓连接副施拧可采用扭矩法或转角法。施工用的扭矩扳手使用前应进行校正，其扭矩相对误差不得大于士 5%

3.高强度螺栓安装时，穿入方向应一致。高强度螺栓现场安装应能自由穿人螺栓孔，不得强行穿人。螺栓不能自由穿人时可采用钱刀或挫刀修整螺栓孔，不得采用气割扩孔。扩孔数量应征得设计单位同意。

4.高强度螺栓连接副施拧分为初拧和终拧。大型节点在初拧和终拧间增加复拧。初拧扭矩值可取终拧扭矩的 50%，复拧扭矩应等于初拧扭矩。初拧(复拧)后应对螺母涂刷颜色标记。高强度螺栓的拧紧宜在 24h 内完成。

5.高强度螺栓应按照一定顺序施拧，宜由螺栓群中央顺序向外拧紧。

6.扭剪型高强度螺栓连接副应采用专业电动扳手施拧。初拧(复拧)后应对螺母涂刷颜色标记。终拧以拧断螺栓尾部梅花头为合格。

7.高强度大六角头螺栓连接副终拧后，应用 0.3kg 重小锤敲击螺母对高强度螺栓进行逐个检查，不得有漏拧。

(五)质量要求与检测

1.焊缝检测

(1)外观检查:焊缝表面不得有裂纹、焊瘤等缺陷。

一、二级焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷，且一级焊缝不得有咬边、未焊满、根部收缩等缺陷。

(2)无损检测:设计要求全焊透的一、二级焊缝应采用超声波检测进行内部缺陷的检查，超声波检测不能对缺陷做出判断时，应采用射线检测，其内部缺陷分级及探伤方法应符合现行国家标准的规定。

2.高强度螺栓连接检验

(1)高强度大六角头螺栓连接副终拧扭矩检查:宜在螺栓终拧 1h 后、24h 之前学尔森教育—大建工领域专业的一站式职业教育机构

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完成检查。检查方法采用扭矩法或转角法，但原则上应与施工方法相同。检查数量为节点数的10%，但不应少于 10 个节点，每个被抽查节点按螺栓数抽查 10%，且不应少于个。

(2)扭剪型高强度螺栓终拧后，除因构造原因无法使用专用扳手终拧掉梅花卡头者除外，未在终拧中扭断梅花卡头的蝶、纹数不应大于该节点螺栓数的 5%。对所有梅花卡头未拧掉的扭剪型高强度螺栓连接副用扭矩法或转角法进行终拧并作标记。检查数量为节点数10%，但不应少于 10 个节点。

(3)高强度螺栓连接副终拧后，螺栓丝扣外露应为 2~3 扣，其中允许有 10% 的螺栓丝扣外露 扣或 扣。

3.钢构件组装和钢结构安装的其他要求

(1)多节柱安装时，每节柱的定位轴线应从地面控制轴线直接引上，不得从下层柱的轴线引上，避免造成过大的累积误差。

(2)吊车梁和吊车椅架组装、焊接完成后不允许下挠。

(3)钢网架结构总拼完成后及屋面工程完成后应分别测量其挠度值，且所测的挠度值不应超过相应设计值的1.15 倍。

(4)涂料、涂装遍数、涂层厚度均应符合设计要求。当设计对涂层厚度元要求时，涂层干漆膜总厚度:室外应为 150μm，室内应为 125μm，其允许偏差为一 25μm。每遍涂层干漆膜厚度的允许偏差为一5μm

(5)薄涂型防火涂料的涂层厚度应符合有关耐火极限的设计要求。厚涂型防火涂料涂层的厚度，80%及以上面积应符合有关耐火极限的设计要求，且最薄处厚度不应低于设计要求的 85%

四、钢结构竣工验收要求

1.钢结构作为主体结构之一时应按子分部工程竣工验收。2.当主体结构均为钢结构时应按分部工程竣工验收。

3.大型钢结构工程可划分成若干个子分部工程进行竣工验收。

例如，要求中间元柱子的大型报告厅、展厅、影剧院仅屋顶部分采用钢结构的，以及一些钢结构平台、操作台、管廊、管架等可作为子分部工程竣工验收;大型学尔森教育—大建工领域专业的一站式职业教育机构

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多跨炼钢、连铸、连轧等工业钢结构厂房可按伸缩缝或跨划分为若干个子分部工程进行竣工验收。

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