一建机电教材解读：1H413044 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：钢结构概述与施工一般规定，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、桁架、板等组成，构件之间用焊缝、螺栓或铆钉连接。钢结构在各种工业与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;塔桅结构;轻型钢结构，等等。

　　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)参加钢结构焊接的焊工应经考试合格并取得合格证书，持证焊工应在其考试合格的项目及其认可范围内施焊。

　　(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，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H型钢、钢柱、钢梁(吊车梁)、钢桁架、墙架、檩条、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)钢材切割面或剪切面应无裂纹、夹渣、分层和大于lmm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-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，加热温度不应超过900℃。低合金结构钢在加热矫正后应自然冷却。

　　(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0.5mm，且不应大于该钢材厚度允许负偏差的1/2。

　　3.焊接H型钢制作

　　(1)排料：焊接H型钢翼缘板、腹板长度方向拼接缝可采用垂直长度方向或450对接的形式。翼缘板拼接长度不应小于2倍板宽，腹板拼接长度不应小于600mm。腹板拼接宽度不应小于300mm，与长度方向拼接缝为工字形。翼缘板拼接缝和腹板拼接缝的间距不应小于200mm。

　　(2)切割：焊接H型钢的翼缘板和腹板宜采用自动或半自动切割机切割，翼缘板和腹板沿纵向切割宜采用两个或多个切割嘴同时进行。

　　(3)组对：翼缘板、腹板的拼接缝组对;翼缘板和腹板的组对应在专用胎具上进行，翼缘板与腹板的垂直度宜用样板进行检查。

　　(4)焊接：翼缘板、腹板的对接焊缝、工型接头焊缝宜采用埋弧焊，并应控制焊接变形。翼缘板、腹板应先进行拼接缝的焊接，并在长度方向留有适当余量。所有拼接缝焊后应进行校平。组焊成构件的H型钢柱，应在翼缘板上做出中心线标记。矫形：焊接H型钢翼缘板和腹板组焊完毕后应进行矫形，矫形后H型钢的尺寸、外形质量应符合相关规定。

　　三、钢结构安装工艺技术与要求

　　(一)钢结构安装一般程序

　　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)钢构安装;(4)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→檩条安装→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。

　　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。管廊宜在地面拼装成片，检查合格后成片吊装。

　　2.铣平面应接触均匀，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于2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

　　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.紧固高强度的测力扳手，应在作业前校正，且应在每拧完100个螺栓后校正一次，其扭矩误差不得大于±3%。

　　3.高强度螺栓安装时，穿人方向应一致，且不得强行穿入;高强度螺栓孔不应采用气割扩孔，机械扩孔应征得设计同意。

　　4.高强度螺栓的拧紧应在同一天完成。拧紧分为初拧、复拧和终拧。初拧、复拧扭矩值各为终拧扭矩值的50%。

　　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.扭剪型高强度螺栓初拧(复拧)后应用颜色在螺母上涂上标记，然后用专用扳手终拧，以拧掉尾部梅花卡头为终拧结束。断裂位置只允许在梅花卡头与螺纹连接的最小截面处。

　　7.高强度螺栓安装完毕后，应用锤重为0.25～0.5kg的手锤采用锤击法对高强度螺栓逐个进行检查，不得有漏拧。

　　(五)质量要求与检测

　　1.焊缝检测

　　(1)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)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完成lh后、48h内进行终拧扭矩检查。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l0%，但不应少于10个节点，每个节点按螺栓数抽查l0%，且不应少于2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螺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。检查数量为节点数的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，48h内进行终拧扭矩检查。其中允许有l。%的螺栓丝扣外露1扣或4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，避免造成过大的积累误差。

　　(2)吊车梁和吊车桁架不应下挠。

　　(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。当设计对涂层厚度无要求时，涂干漆膜总厚度：室外应为150μm，室内应为125μm，其允许偏差为-25μm。每遍涂层漆膜厚度的允许偏差为-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，要求中间无柱子的大型报告厅、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;大型多垮炼钢、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。