钢结构基础知识教程

巴夫洛投资管理咨询（上海）有限公司巴夫洛投资管理咨询（上海）有限公司上海上海宝德建筑工程有限公司宝德建筑工程有限公司钢结构基构基础知知识培培训 张张玉柱玉柱玉柱玉柱 2015 2015年年年年6 6月月月月1515日日日日.钢结构材料培训主要内容一、建筑钢结构概述二、钢材分类、规格及用途三、门式刚架轻型房屋钢结构系统构件介绍四、钢结构厂房附件五、钢结构材料检测项目六、钢结构管理2.一、概述：建筑钢结构1、主体钢结构材料；2、围护结构材料；3、附件（爬梯、检修走道、风机、门窗等）。3.二、钢结构材料分类1、按照钢材加工处理方式分类：1）、热轧钢板；2）、冷轧钢板2、按照钢材形状分类：1）、带钢板；2）、花纹钢板；3）型钢；4）、异型钢等。3、按照钢材表面处理方式不同分类：1）、钢板或卷板；2）、镀锌钢板；3）、彩涂钢板等。4、按照钢板厚度分类：1）、薄板；2）、中板；3）、厚板；4）、特厚板。薄板是指厚度在4mm以下的钢板，在实际工作中，常将厚度大于4mm小于等于20mm的钢板称为中板，厚度大于20mm至 60mm的钢板称为厚板，厚度60mm的钢板则属于特厚板（造船、军舰等）。4.钢材热轧与冷轧热轧,是以板坯（主要为连铸坯）为原料,经加热后由粗轧机组及精轧机组制成钢带.从精轧最后一架轧机出来的热钢带通过层流冷却至设定温度,由卷取机卷成钢带卷,冷却后的钢带卷,根据用户的不同需求,经过不同的精整作业线（平整、矫直、横切或纵切、检验、称重、包装及标志等）加工而成为钢板、平整卷及纵切钢带产品.简单点儿来说,一块钢坯在加热后（就是电视里那种烧的红红的发烫的钢块）精过几道轧制,再切边,矫正成为钢板,这种叫热轧.用热轧钢卷为原料,经酸洗去除氧化皮后进行冷连轧,其成品为轧硬卷,由于连续冷变形引起的冷作硬化使轧硬卷的强度、硬度上升、韧塑指标下降,因此冲压性能将恶化,只能用于简单变形的零件.轧硬卷可作为热镀锌厂的原料,因为热镀锌机组均设置有退火线.轧硬卷重一般在613.5吨,钢卷在常温下,对热轧酸洗卷进行连续轧制,内径为610mm.冷轧,是在热轧板卷的基础上加工轧制出来的,一般来讲是热轧-酸洗-冷轧这样的加工过程.冷轧是在常温状态下由热轧板加工而成,虽然在加工过程因为轧制也会使钢板升温,尽管如此还是叫冷轧.5.钢材热轧与冷轧6热轧钢板冷轧钢板.中厚板7钢板材质：主要有Q235 Q345两种。Q表示屈服强度，Q235就是屈服强度在235兆帕以上，Q235B中的B是冲击测试的等级，分为A B C D，其中A表示没有经过冲击测试的，B表示在20度常温下冲击测试的，C表示0度冲击测设的，D表示在-20度低温下冲击测试的。Q345属于低合金钢（C小于0.2%）。.中厚板钢板厚度一般为6-120mm,其中6 mm、8 mm、10 mm、12mm中厚板价格依次降低,6mm中厚板价格在其中属最贵档次；14-30mm为常用规格,价格处于同一水平；32-49mm属于厚板系列,价格处于同一水平,比常用规格板价格略贵；50-120mm属于超厚板系列,50-90mm板价格处于同一水平,90mm以上规格板价格随着厚度的增加将提高。中厚板代表规格为20mm。钢板宽度一般为700、750、800、850、900、950、1000、1100、1250、1400、1420、1500、1600、1700、1800、1900、2000、2100、2200.钢板长度一般为根据需求定制，常规12米。8.热轧板卷热轧板卷（以平板形式或者卷板形式存在）一般厚度在2.0-13.5mm之间,其中2.0-3.0mm热卷价格从薄到厚逐渐降低；大部分钢厂3.1mm-13.5mm价格基本相当,部分厂家、市场3.1-4.0mm以及9.5mm-13.5mm热板卷价格可能高于4.0mm-9.5mm板的价格,热板卷代表规格为5.5mm厚产品,正常情况下平板的价格略高于卷板的价格。9.冷轧板卷冷轧板卷（以平板形式或者卷板形式存在）一般厚度在0.2mm-3.0mm之间,其中0.2mm-1mm(不包括1.0mm)产品价格从薄到厚逐渐降低,1.0mm-2.0mm产品价格基本相当,大于2.0mm小于等于3.0mm冷板卷价格略高于1.0mm-2.0mm组距冷板卷价格,冷轧板卷的代表规格为1.0mm,正常情况下平板的价格略高于卷板的价格。10.冷轧卷与热轧卷11冷轧钢卷热轧钢卷.镀锌钢板与钢卷镀锌钢板是为防止钢板表面遭受腐蚀,延长其使用寿命,在钢板表面涂以一层金属锌,这种涂锌的薄钢板称为镀锌板。按生产及加工方法可分为以下几类：热浸镀锌钢板。将薄钢板浸入熔解的锌槽中,使其表面粘附一层锌的薄钢板.目前主要采用连续镀锌工艺生产,即把成卷的钢板连续浸在熔解有锌的镀槽中制成镀锌钢板；合金化镀锌钢板。这种钢板也是用热浸法制造,但在出槽后,立即把它加热到500左右,使其生成锌和铁的合金被膜.这种镀锌板具有良好的涂料的密着性和焊接性；电镀锌钢板。用电镀法制造这种镀锌钢板具有良好的加工性.但镀层较薄,耐腐蚀性不如热浸法镀锌板；单面镀和双面差镀锌钢板。单面镀锌钢板,即只在一面镀锌的产品。在焊接、涂装、防锈处理、加工等方面,具有比双面镀锌板更好的适应性。为克服单面未12.镀锌钢板与钢卷涂锌的缺点，又有一种在另一面涂以薄层锌的镀锌板,即双面差镀锌板；合金、复合镀锌钢板。它是用锌和其他金属如铅、锌制成合金乃至复合镀成的钢板。这种钢板既具有卓越的防锈性能,又有良好的涂装性能。除上述五种外,还有彩色镀锌钢板、印花涂装镀锌钢板、聚氯乙烯叠层镀锌钢板等。但目前最常用的仍为热浸镀锌板.镀锌钢板按用途又可分为一般用、屋顶用、建筑外侧板用、结构用、瓦垄板用、拉伸用和深冲用等镀锌钢板。镀锌板：一般规格在0.3mm-2.0mm,其价格从薄到厚逐渐降低,镀锌板卷代表规格为1.0mm。13.镀锌钢板与钢卷14镀锌钢板镀锌钢卷.彩涂板一般彩涂的基板有热镀锌和镀铝锌的.就是在热镀锌板和镀铝锌板上喷涂料,经过几次喷涂,烤漆后加工出来的就是彩涂板。彩涂板的基板可以分成冷轧基板、热镀锌基板、电镀锌基板。彩涂板的涂层种类可以分成：聚酯、硅改性聚酯、偏聚二氟乙烯、塑料溶胶。彩涂板的颜色可以按用户的要求分成很多种类如桔黄、奶黄、深天蓝、海蓝、绯红、砖红、象牙、瓷蓝等。彩涂板的表面状态可以分成涂层板、压花板、印花板。彩涂板市场用途主要分为建筑、家电和交通运输等三部分,其中建筑领域所占比例最大,家电业次之,交通运输业只占较少一部分。建筑用彩涂板一般以热镀锌钢板和热镀铝锌钢板为基板,主要加工成瓦楞板或与聚氨酯复合夹芯板后,用于建造钢结构厂房、机场、库房、冷冻库等工业和商业建筑的屋顶、墙面、门。家电彩板一般以电镀锌和冷板为基板,用于生产冰箱和大型空调系统,冰柜、面包机、家具等。交通运输业上一般以电镀锌和冷板为基板,主要用于油底壳,汽车内饰件等。彩涂板：一般规格在0.25 mm-0.7mm,其价格从薄到厚逐渐降低,彩涂板卷代表规格为0.47mm.。15.彩涂板16彩涂板结构层分析彩涂板.彩涂板17彩涂板彩涂板成型.三、门式刚架系统分类根据门式刚架轻型房屋钢结构厂房的不同部位划分如下：主体钢结构：地脚锚栓、钢柱、钢梁、夹层梁、屋面檩条、屋面水平支撑、屋面圆管支撑、隅撑、檩间支撑、斜拉杆、墙面垂直支撑、墙面檩条等。围护结构：屋面板、墙面板、三明治板、幕墙板、饰边等18.主体钢结构地脚锚栓19地脚锚栓一般采用Q235B圆钢材料，配套组件3个螺母1个垫片1个方垫板。3螺母分别起到不同作用：调平、紧固、防松。柱底剪力键一般采用10号槽钢，柱底板与基础之间预留50mm二次灌浆层，无收缩混凝土。150mm高度包柱脚。地脚锚栓安装时注意轴列线相对位置。.主体钢结构钢柱、钢梁20下料、制孔施工H型埋弧自动焊.主体钢结构钢柱、钢梁21构件截面尺寸检测焊缝探伤检测.主体钢结构钢柱、钢梁22组成钢柱、钢梁的钢板主要材质为Q235B或Q345B，是由工厂经过切割、打孔、组立、焊接、矫正、抛丸、油漆等程序制作加工而成。它们是轻钢结构主要受力构件，制作、安装质量直接影响厂房的工程质量及安全性。因此，需要严格控制如下内容：原材料、制作精度、安装精度等。.主体钢结构钢柱、钢梁23钢柱：边柱、中柱、抗风柱、边梁、中间梁、屋脊梁.主体钢结构钢柱、钢梁241、H型钢柱：H400*350*5*14腹板高度400mm厚度5mm,翼缘宽度350mm厚度14mm。H型钢梁：2、H(7501000750)*280*6*12腹板高度为变截面750-1000-750厚度6mm，翼缘宽度280mm厚度12mm。3、i=3.5%为屋面坡度。4、3/8 3代表节点编号，8代表节点所在图纸编号。.主体钢结构夹层梁25夹层梁一般属于框架结构体系，主梁与钢柱刚接（二级焊接），次梁与主梁铰接（高强螺栓连接）。.主体钢结构夹层梁26主梁与钢柱牛腿刚接主梁与钢柱翼缘板刚接焊接符号含义：单面（双面）角焊缝、等强焊缝、全熔透焊缝等，现场二级全熔透焊缝需要做第三方抽样检测。.主体钢结构夹层梁27次梁与主梁铰接节点高强螺栓施工注意扭矩值要满足实验数据要求，终拧不得遗漏。.主体钢结构支撑体系28柱顶系杆一般采用Q235B的无缝钢管或焊接钢管，连接方式高强螺栓连接。屋面水平支撑、墙面垂直支撑一般采用Q235B的圆钢，一般通过花篮螺栓张紧。.主体钢结构支撑体系29屋面水平支撑及系杆节点图双侧屋面系杆节点图注意：支撑是钢结构主要传力结构，必须严格按照图纸要求安装，张紧适度一般控制在1/700L。圆管截面尺寸、力学性能、垫片、螺母。.主体钢结构支撑体系30物流仓储项目一般在中间轴线位置严禁设置剪刀撑，通常设计成门式支撑形式。.主体钢结构屋面檩条、墙面檩条31镀锌檩条：一般采用Q345B钢材，热镀锌卷材、双面镀锌量不小于275g/m2，工厂加工并预制冲孔。油漆檩条：一般采用Q235B钢材，表面除锈、涂刷防锈漆厚度一般不小于60um,工厂加工并预制冲孔。.主体钢结构屋面檩条、墙面檩条32Z型屋面檩条一般采用连续梁设计，安装注意事项：相同长度不同厚度不得混用，材料到场要做好防雨措施，及时安装，长时间堆放容易生锈。.33主体钢结构隅撑分类：屋面隅撑、墙面隅撑。作用：确保屋面梁、钢柱平面外稳定性，减少平面外计算长度，对结构安全性起到关键作用。GLP项目一般采用Q235B，热镀锌卷材，双面镀锌量不小于275g/m2。.主体钢结构檩间支撑、斜拉杆、次檩条34屋面檩间支撑、直径12拉杆、次檩、C型支撑、檐口调节拉杆等均采用热镀锌卷材，双面镀锌量不小于275g/m2，工厂加工并预制冲孔。.主体钢结构檩间支撑、斜拉杆、次檩条35屋面次檩条Q235B热镀锌卷材，连接方式自钻钉固定。墙面次檩条Q235B热镀锌卷材，连接方式膨胀螺栓或自钻钉固定。.主体钢结构檩间支撑、斜拉杆、次檩条36屋面檩间支撑L30*1.5镀锌角钢，连接方式为端部折弯90。墙面次檩采用Q235B热镀锌卷材，横向板搭接位置设一道宽型次檩。.主体钢结构主要配件高强螺栓37大六角高强螺栓扭剪型高强螺栓一套高强螺栓标配：1螺杆，1螺母，2垫片。表面一般做发黑防锈处理。主要常用规格：M12、M16、M20、M22、M24、M27、M30注意：扭矩值、施工及检测方法.主体钢结构主要配件普通螺栓38普通螺栓表面一般做热镀锌处理，一套普通螺栓包括：1螺杆，1螺母，2垫片。轻钢结构一般采用M12的。注意：是否遗漏、紧固；安装位置是否正确。.主体钢结构焊接材料39焊条主要规格：直径3.2、4、5(mm)；建筑钢结构焊条分类：低氢型E50主要用于Q345钢板焊接；普通型E43主要用于Q345与Q235钢板之间焊接，以及Q235钢板焊接。焊丝主要规格：直径0.81.6mm；主要配二氧化碳保护气体。注意：出厂合格证、质保期、外观、干燥程度等。.主体钢结构焊接材料埋弧焊40埋弧焊机及焊剂注意：焊缝成型质量、咬边、余高、垫板尺寸。.主体钢结构焊接材料41氩弧焊机一般使用惰性气体做保护气体。不锈钢焊丝不锈钢焊条主要用于轻钢结构不锈钢内天沟的焊接；注意：内天沟挡板焊接位置、内天沟翼缘通长满焊、厚度小于2mm的不锈钢天沟一般采用焊丝焊接。.围护结构屋面板42屋面板形式多种多样，每家公司也都不尽相同，附图为巴特勒MR24屋面板、欧本464板屋面板一般分2大类：1、镀铝锌本色板；2、彩涂板.围护结构屋面板GLP对屋面板技术要求如下对屋面板技术要求如下：1、屋面板采用厚度不小于0.6mm的镀铝锌钢板，镀铝锌量不小于165g/m2，材料屈服强度不小于345Mpa；2、屋面坡度3.5%（宜保证库内最大净高不超过12米），采用360度直立缝锁缝形式、缝内预涂密封胶，横向搭接密封，结构可靠。注意事项：屋面板厚度要明确是基板厚度还是包含了油漆涂层的厚度？屋面板板缝是否预涂密封胶？屋面板搭接防水节点等等。43.围护结构保温棉44保温棉产品质量差异较大，目前市场上质量有保证的品牌主要是欧文斯科宁、依索维尔。.围护结构保温棉屋面保温棉技术要求：屋面保温棉技术要求：容重12kg/m3,进口聚丙烯贴面（WMP-VR）；根据所在区域气候条件确定其厚度。（华东区和南方及中西区做法：保温棉厚度75mm。北方区做法：保温棉厚度100mm。）保温棉施工注意事项：保温棉贴面（加筋）强度、保温棉安装平整度、保温棉横向纵向搭接处理方式、采光板风机洞口保温棉裁剪质量、内天沟檐口保温棉处理方式等等。45.围护结构屋面采光板461、屋面采光板的材料强度、耐久性应满足建筑功能要求，其厚度不小于1.5mm、防紫外线性能99%以上、耐老化、透光率宜为70%、具有隔热性能和易熔性能（大于80时能熔化且不产生滴物）。2、屋面采光板与金属屋面板的接缝必须采用构造措施确保密封、闭水，其表面不得使用防水卷材或防水涂层，同时应考虑避免膨胀系数的差异引发剪切应力。.围护结构屋面采光板3、屋面采光板采用点式布置形式，并应避免与消防喷淋头处于同一位置，屋面采光板比例符合建筑专业要求，一般情况为3%。4、屋面采光板分2大类：1、保温型采光板(双层）；2、非保温型采光板（单层）；根据项目所在地温度变化、设计要求、工艺要求等合理选择。5、采光板安装注意事项：布置均匀 合理、搭接处理方式、密封处理节点等等。47.围护结构屋面附件1、屋面板连接件；2、自钻钉；3、金属堵头；4、橡胶堵头；5、屋面风机开口；6、室外爬梯等。48.围护结构屋面附件49屋顶风机风帽屋顶风机底座做法.围护结构外墙面板50竖铺BR小波纹板横铺AC780大波纹板.围护结构外墙面板GLP规定1、钢结构墙面围护优先采用大波纹彩钢板横铺形式，灰尘大的地区可选用竖铺铝板/大波纹板。2、外墙面板采用厚度不小于0.5mm的镀铝锌彩钢板，镀铝锌量不小于150g/m2，材料屈服强度不小于345Mpa；表面采用高耐久涂层（HDP）,要求建筑完工后10年之内彩钢板外表面涂层不出现粉化现象，色调由现场确定，一般情况下横铺时采用银灰或相近颜色；各承包商的色号及板型需提供样板确定。3、外墙板横铺时，需设置主立缝，保温棉设于竖筋与水平墙筋之间；安装墙板时必须重视墙板的定位与对齐,使得平直服贴。51.围护结构外墙面板GLP规定4、墙面板及其泛水收边无褶痕、凹陷或破损；5、各类包边、泛水板的表面涂层与所在部位的墙板或屋面板一致；6、金属墙板底部应设泛水板；7、外墙面裸露螺钉的颜色与所在部位的外墙板一致；8、建筑外表面不得裸露次结构构件；9、外墙面收边、外天沟、雨落水管等位置采用外墙板颜色或黑色。52.围护结构外墙三明治板53铝塑板安装效果横铺三明治岩棉夹芯板.围护结构外墙三明治板54三明治岩棉夹芯板三明治板顶部女儿墙盖帽.围护结构外墙三明治板GLP规定1、铺设方式：通常采用横排布置；板宽800mm，长度不大于9m，横向搭接，缝隙1012mm,满足防水要求。2、外板采用厚度不小于0.5mm的镀铝锌彩钢板，镀铝锌量不小于150g/m2，材料屈服强度不小于345Mpa；内板采用厚度不小于0.4mm的镀铝锌彩钢板，外板正面涂层为氟碳涂层，内板正面涂层为聚酯涂层，岩棉导热系数0.043 W/(m.K)，岩棉容重120 Kg/m3，燃烧性能等级为A级不燃。55.围护结构外墙三明治板GLP规定3、外钢板的表面形式为橘皮压花，颜色为灰色和企业绿色，采购前送样板及排版图给HQ Design确认。4、夹芯板板厚为50100mm；厚度需满足当地气候条件下的热工计算。5、专门设计的夹芯板搭接及插口需设置密封条、防虹吸槽等防水构件，满足防水要求；夹芯板的连接固定为隐藏式，螺钉不外露；增加使用寿命。56.围护结构内墙板及GLP规定57采用厚度不小于0.4mm的镀铝锌彩钢板，镀铝锌量不小于70g/，材料屈服强度不小于345Mpa，表面采用聚酯涂层（PE）；色调为灰白色；自裙墙至屋面板底铺设内衬板或者4米标高以下。.四、附件防火涂料58薄型防火涂料屋面梁涂刷薄型防火涂料.附件防火涂料59耐火极限：库区钢柱2.0小时，库区钢梁1.5小时，库区屋面檩条1.0小时。调度室内钢柱2.5小时，夹层梁2.0小时。防火涂料分：油性防火涂料，水性防火涂料。项目具体采用薄型还是厚型，油性还是水性，需要根据设计图纸及当地消防部门要求确定。钢柱涂刷厚型防火涂料.附件不锈钢天沟601.5mm厚度不锈钢内天沟搭接处理3.0mm厚度虹吸不锈钢内天沟.五、钢结构工程检测项目1、地脚螺栓抽验检测；每种规格2根，复测：抗压、抗拉2、高强螺栓复测：每种规格8颗，复测：扭矩值3、高强螺栓组件复测：一组抗滑移组件，复测：抗滑移系数4、钢材复测：每种规格2根试件，复测：抗压、抗拉5、焊缝无损探伤检测：工厂构件100%检测，现场二级熔透焊缝抽检20%6、房屋整体性检测（部分地区要求）7、防火涂料检测8、岩棉及玻璃棉节能检测、防火检测61.六、钢结构管理物流仓储项目钢结构管理建议：1、钢结构管理模式；2、钢结构制作、安装及围护结构分包管理；3、供应商管理（材料供应商、分包商等）；4、造价分析管理；5、钢结构设计及详图管理；6、材料精细化管理；7、其他。62.欢迎交流欢迎交流63