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范文一：建筑钢结构制作工艺学
第10章 构件质量检验、包装及运输
10.1 构件质量检验
10.1.1 概述
构件是指在工厂内制作完成的钢结构产品，如柱、梁、桁架、支撑、吊车梁、杆件、节点等，是构成结构的基本单元。构件大小的划分应根据工厂及现场的起重设备、运输方式、道路情况、结构型式等综合考虑、合理选择。当构件重量或尺寸超过起重能力或运输要求时，可分段或分块，然后把分段或分块构件运到现场后再拼装，形成完整的构件。
虽然钢结构的结构形式千变万化，构件截面或尺寸互不相同，但需要控制的质量要求是相同的，即内在质量和外观质量。构件的内在质量主要包括焊缝质量和构件尺寸，外观质量主要是观感质量，其具体质量要求应符合国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的要求以及设计或合同文件的要求。
构件质量检验是指对构件检验项目中的性能进行测量、检查、试验等，并将结果与标准规定进行比较，以确定每项性能是否合格所进行的活动。《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205中规定构件的质量检验项目分为主控项目和一般项目。主控项目是指建筑工程中对安全、卫生、环境保护和公众利益起决定性作用的项目；一般项目是指除主控项目以外的检验项目。主控项目必须符合规范合格质量标准的要求，一般项目其检验结果应有80%及以上的检查点(值) 符合规范合格质量标准的要求，且最大值不应超过其允许偏差值的1.2倍。
10.1.2 构件检验要求
构件质量检验内容主要包括：尺寸检验、焊缝检验和外观检测。 1. 构件制作允许偏差
构件制作的允许偏差应符合表10.1-1～10.1-14的要求。
表10.1-1 焊接H 型钢尺寸允许偏差(mm)
注：L 为焊接H 型钢长度。
表10.1-2 箱型构件尺寸允许偏差(mm)
注：L 为箱型构件长度。
b
表10.1-3 十字型构件尺寸允许偏差(mm)
h
注：L 为十字型构件长度。
表10.1-4 焊接连接制作组装允许偏差(mm)
注：吊车梁严禁下挠。
注：吊车桁架严禁下挠。
表10.1-9 钢管构件外形尺寸允许偏差(mm)
注：对方矩形管d 为长边尺寸。
表10.1-10 钢平台、钢梯和防护钢栏杆外形尺寸允许偏差(mm)
表10.1-11 墙架、檩条、支撑系统钢构件允许偏差(mm)
表10.1-12 焊接空心球加工允许偏差(mm)
注：D 为焊接空心球的外径，t 为焊接空心球的壁厚。
表10.1-13 螺栓球加工允许偏差(mm)
表10.1-14 钢网架(桁架) 用钢管杆件加工允许偏差(mm)
注：r 为钢管半径。
2. 构件焊缝质量要求
构件焊缝质量要求见第5章第5.7节焊接质量检验。 10.1.3 常用构件检查重点
钢结构中各构件在整个结构中所处的位置不同，受力状态不一样，所以在制作过程中的要求也就不一样。因此，在进行构件检查时，其检查的侧重点也有所区别。
1. 钢屋架检查重点
钢屋架一般由型钢(主要为角钢) 制作而成，其检查重点如下:
(1) 在钢屋架的检查中，要注意检查节点处各型钢重心线交点的重合情况，控制重心线偏移不大于3mm 。若出现超差现象，应及时提供数据，请设计人员进行验算，如不能使用，应拆除更换。
产生重心线偏移的原因：组装胎具变形或装配时杆件未靠紧胎模所致。
重心线偏移的危害：造成局部弯矩，影响钢屋架的正常工作状态，造成钢结构工程的隐患。
(2) 要加强对钢屋架焊缝的检查工作，特别是对受力较大的杆件焊缝，要做重点检查控制，其焊缝尺寸和质量标准必须满足设计要求和国家规范的规定。为保证钢屋架焊缝质量，钢屋架上、下弦角钢肢部焊缝可采取适当加大焊缝的处理，第一遍焊接只填满圆角，第二遍
达到焊缝成形，成形后焊角高度一般应大于角钢肢边厚度的1/2。
产生焊缝缺陷的原因：钢屋架上连接焊缝较多，每段焊缝长度又不长，而且上、下弦角钢截面大，刚性强，在焊缝收缩应力的作用下，易产生收缩裂纹。
焊缝缺陷的危害：影响钢屋架整体受力和使用寿命，造成钢结构工程的内部隐患。
(3) 钢屋架的垂直度和侧向弯曲矢高应按同类构件数抽查10%，且不少于三个，其允许偏差应符合表10.1-8的规定。
(4) 为保证安装工作的顺利进行，检查中应严格控制连接部位孔的位置，孔位尺寸应在允许偏差范围之内，对于超过允许偏差的孔应及时做出相应的技术处理。
(5) 设计要求起拱的，必须满足设计规定，检查中应控制起拱尺寸及其允许偏差。
(6) 应注意屋架中各隐蔽部位的检查，如由两支角钢背靠背组焊的杆件，其夹缝部位在组装前应按要求除锈、涂漆。
2. 钢桁架检查重点
桁架在钢结构中的应用很广，如在工业与民用建筑的屋盖(屋架等) 和吊车梁(即吊车桁架) 、桥梁、起重机(塔架、梁或臂杆等) 、水工闸门、海洋采油平台中，常用钢桁架作为承重结构的主要构件。在制作钢桁架过程中应重点检查以下几点：
(1) 桁架受力支托(支承面) 表面至第一个安装孔距离应采用钢尺全数检查，其允许偏差在±1.0mm 之内。
(2) 钢桁架设计要求起拱的，其极限偏差应在 l /5000mm 之间，未要求起拱的其极限偏差在-5～10mm 之间，其中吊车桁架严禁下挠。
(3) 对桁架结构杆件轴线交点错位进行检查，其允许偏差不得大于3.0mm 。
(4) 桁架的垂直度和侧向弯曲矢高应按同类构件数抽查10%，且不少于三个，其允许偏差应符合表10.1-8的要求。
(5) 桁架上有顶紧要求的顶紧接触面应有75%以上的面积紧贴，检查时按接触面数量的10%抽检，且不应少于10个。
(6) 高强度螺栓连接孔和普通螺栓连接的多层板叠，应采用试孔器进行全数检查，其穿孔率不得低于85%。
3. 钢柱检查重点
(1) 钢柱悬臂(牛腿) 及相关的支承肋承受动荷载，一般采用K 型坡口焊缝，焊接时应保证全熔透，焊后需进行焊缝外观质量和超声波探伤内部质量检查。
(2) 制作钢柱过程中，由于板材尺寸不能满足需要而进行拼接时，拼接焊缝必须全熔透，保证与母材等强度，焊后进行焊缝外观质量和超声波探伤内部质量检查。
(3) 柱端、悬臂等有连接的部位，应注意检查相关尺寸，特别是高强度螺栓连接时，更要加强控制。另外，柱底板的平直度、钢柱的侧弯等注意检查控制，其偏差应符合表10.1-5或10.1-6的要求。
(4) 设计图要求柱身与底板刨平顶紧的，应按国家规范的要求对接触面进行顶紧的检查，顶紧接触面不应少于 75%紧贴，且边缘最大间隙不应大于0.8mm ，以确保力的有效传递。
(5) 钢柱柱脚不采用地脚螺栓，而采用直接插入基础预留孔，再进行二次灌浆固定的，应注意检查插入混凝土部分不得涂装。
(6) 箱形柱一般都设置内隔板，为确保钢柱尺寸，并起到加强作用，内隔板需经加工刨平、组装焊接几道工序。由于柱身封闭后无法检查，应注意加强工序检查，内隔板加工刨平、装配贴紧情况，以及焊接方法和质量均应符合设计要求。
(7) 空腹钢柱(格构柱) 的检查要点与实腹钢柱相同。由于空腹钢柱截面复杂，要经多次加工、小组装、再总装到位。因此，空腹柱在制作中各部位尺寸的配合十分重要，在其质量控制检查中应侧重于单体构件的工序检查，只有各部件的工序检查符合质量要求，钢柱的总体尺寸才能达到质量要求。
4. 钢梁检查重点
(1) 钢梁的垂直度和侧向弯曲矢高应按同类构件数抽查10%，且不少于三个，其允许偏差应符合表10.1-7的要求。
(2) 钢梁上的对接焊缝应错开一定的距离。H 型钢梁翼缘板与腹板的拼接焊缝要错开200mm 以上，与加劲肋也错开200mm 以上。箱型钢梁翼缘板与腹板的拼接焊缝应错开500mm 以上。
(3) 钢梁连接处的腹板中心线偏移量小于2.0mm 。
(4) 钢梁上高强度螺栓孔加工时，除保证孔的尺寸外还需严格控制钢梁两端最外侧安装孔的距离偏差在±3.0mm 之间(实腹梁) 。
(5) 钢梁设计要求起拱的，其极限偏差应在 l /5000mm 之间，未要求起拱的其极限偏差在-5～10mm 之间，其中吊车梁严禁下挠。
5. 吊车梁检查重点
(1) 吊车梁的焊缝受冲击和疲劳影响，其上翼缘板与腹板的连接焊缝要求全熔透，一般视板厚不同开V 或K 型坡口。焊后应对焊缝进行超声波探伤检查，探伤比例应按设计文件的规定执行。若设计要求为抽检，当抽检发现超标缺陷时，应对该焊缝全数检查。检查时应重点检查两端的焊缝，其长度不应小于梁高，梁中间再抽检300mm 以上的长度。
(2) 吊车梁加劲肋的端部焊缝有两种处理方法，应按设计要求确定：
① 对加劲肋的端部进行围焊，以避免在长期使用过程中，其端部产生疲劳裂缝。 ② 要求加劲肋的端部留有20～30mm 不焊，以减弱端部的应力。
(3) 翼缘板和腹板上的对接焊缝应错开200mm 以上，与加劲肋也错开200mm 以上。
(4) 吊车梁外形尺寸的控制，原则上长度负公差，高度正公差。
(5) 吊车梁上、下翼缘板边缘要整齐光洁，不得有凹坑，上翼缘板的边缘状态是检查重点，需特别注意。
(6) 无论吊车梁是否有起拱要求，焊接后都不得下挠。
(7) 控制吊车梁上翼缘板与轨道接触面的平面度不得大于1.0mm 。
6. 支撑检查重点
(1) 支撑构件连接处的截面尺寸应符合要求，其长度尺寸允许偏差控制在±4.0mm 之间。
(2) 孔加工时，除保证孔的尺寸外还应保证构件两端最外侧安装孔距离偏差符合要求。
(3) 支撑的整体垂直度和弯曲矢高应符合要求，以保证安装连接时其重心线能通过梁与柱轴线的交点(偏心支撑除外) 。
(4) 在抗震设防的结构中，支撑采用焊接组合截面时，其翼缘板和腹板应采用坡口全熔透焊缝连接，焊缝尺寸和质量应符合设计要求和国家规范的规定。
7. 网架结构主要构件检查重点
(1) 焊接空心球
① 钢板压成半圆后，表面不应有裂纹、褶皱；焊接球的对接坡口应采用机械加工，对接焊缝表面应打磨平整。
② 焊接球表面应无明显波纹，局部凹凸不平不大于 1.5mm。
③ 焊接球直径、圆度、壁厚减薄量等尺寸及允许偏差应符合表10.1-12的要求。
④ 焊接球焊缝应进行无损检验，其质量应符合设计要求，当设计无要求时应符合二级质量标准的要求。
(2) 螺栓球
① 螺栓球由圆钢加热后锻压而成，加工过程中可能产生表面微裂纹，深度小于2～3mm 的表面微裂纹可以打磨处理，但不允许存在深度更深或球体内部的裂纹。
② 螺栓球成型后，应对每种规格的螺栓球进行10%，且不少于5个的抽检，其不得有过烧、裂纹及褶皱。
③ 螺栓球螺纹尺寸应符合现行国家标准《普通螺纹基本尺寸》GB196中粗牙螺纹的规定，螺纹公差必须符合现行国家标准《普通螺纹公差与配合》GB197中6H 的规定。
④ 螺栓球直径、圆度、相邻两螺栓孔中心线夹角等尺寸及允许偏差应符合表10.1-13的要求。
(3) 杆件
钢网架杆件一般采用数控管子车床或数控相贯面切割机下料加工，以保证长度和坡口的准确性。杆件的检查项目主要包括长度、断面对管轴的垂直度和管口曲线，其允许偏差应符合表10.1-14的要求。
8. 铸钢节点检查重点
铸钢节点的质量检查主要分为外观质量检查和内部质量检查，外部质量包括表面粗糙度、表面缺陷及清理状态、尺寸公差；内部质量包括化学成分、力学性能以及内部缺陷。
图10.1-1 铸钢节点示意图
(1) 外部质量检查重点
① 铸钢节点表面应进行打磨、喷砂或喷丸处理，其表面粗糙度一般为25 ～50μm 。需特别注意的是在铸钢节点与其他构件连接的焊接端口，焊前需进行表面打磨，粗糙度Ra ≤25μm ；有超声波探伤要求的表面粗糙度应达到Ra ≤12.5μm 。
② 铸钢节点表面应清理干净，修正飞边、毛刺、去除粘砂、氧化铁皮、热处理锈斑及内腔残余物等，不允许有影响铸钢节点使用性能的裂纹、冷隔、缩孔等缺陷的存在。
③ 铸钢节点的几何形状尺寸应符合订货时图样、模样或合同中的要求，尺寸允许偏差应符合现行国家标准《铸件尺寸公差与机械加工余量》GB/T6414中CT11级要求。
④ 铸钢节点的实际形心与理论形心偏差一般应不大于4mm ，或按图样、订货合同要求。 ⑤ 铸钢节点支座耳板上的销轴连接孔必须满足同心度要求，销孔的加工精度必须与销轴的加工精度相匹配，并保证同心。
⑥ 铸钢节点的管口外径尺寸应按现行国家标准规定的极限负偏差控制，与外接钢管的允许偏差相配合考虑，同时满足对口错边量要求。
⑦ 铸钢节点与构件连接部位的接管角度偏差及耳板角度偏差应符合订货时图样、模样或
合同要求，且不能大于1°。
(2) 内部质量检查重点
① 应对铸钢节点进行化学成分和力学性能的分析，其结果应符合设计要求或国家规范的规定。
② 铸钢节点必须逐个进行无损检测，同时应特别注意与其他构件连接的部位，即支管管口的焊接坡口周围150mm 区域，以及耳板上销轴连接孔四周150mm 区域，应进行100%超声波探伤检验。
③ 铸钢节点的支管和主管相贯处、界面改变处为超声波探伤盲区，应尽可能改进节点构造，避免或减少超声波探伤的盲区；对不可避免的超声波探伤盲区或目视检查有疑义时，可采用磁粉探伤或渗透探伤进行检验。
④ 对铸钢节点缺陷可采用焊接修补，修补后应进行无损检测，检测要求与铸钢节点其他部位相同。
10.1.4 检查工具和仪器
钢结构生产中用于检查工作的工具和仪器种类很多，下面分项列出常用的一些检查工具和检查仪器。
(1) 钢结构焊接工程：放大镜、焊缝量规、钢尺、角尺及超声波、X 射线、磁粉、渗透探伤所用的仪器等。
(2) 钢结构制作工程：钢尺、直尺、直角尺、游标卡尺、放大镜、焊缝量规、塞尺、孔径量规、试孔器及经纬仪、水准仪、全站仪等。
(3) 钢结构涂装工程：铲刀、锈蚀和除锈等级图片或对比样板及干漆膜测厚仪等。 10.1.5构件的修整
构件的各项技术数据经检验合格后，对加工过程中造成的焊疤、凹坑应予补焊并铲磨平整。对临时支撑、夹具应予割除。
铲磨后零件表面的缺陷深度不得大于材料厚度负偏差值的1/2，对于吊车梁的受拉翼缘尤其应注意其光滑过渡。
在较大平面上磨平焊疤或磨光长条焊缝边缘，常用高速直柄风动手砂轮和角型砂轮机。 10.1.6构件的验收资料
钢结构制造单位在成品出厂时应提供钢结构出厂合格证书及技术文件，其中应包括：
(1) 设计图、施工详图和设计变更文件，设计变更的内容应在施工图中相应部位注明。
(2) 制作中技术问题处理的协议文件。
(3) 钢材、连接材料和涂装材料的质量证明书和试验报告。
(4) 焊接工艺评定报告。
(5) 高强度螺栓摩擦面抗滑移系数试验报告、焊缝无损检验报告及涂层检测资料。
(6) 主要构件验收记录。
(7) 预拼装记录(需预拼装时) 。
(8) 构件发运和包装清单。
10.2 构件包装
10.2.1 构件包装原则
(1) 包装工作应在涂层干燥后进行，并应注意保护构件涂层不受损伤。包装方式应符合运输的有关规定。
(2) 每个包装的重量一般不超过3～5t ，包装的外形尺寸则根据货运能力而定。如采用汽车运输，一般构件长度≤12m ，个别构件不应超过18m ，宽度不超过2.5m ，高度不超过3.5m 。超长、超宽、超高时要做特殊处理。
(3) 包装和捆扎均应牢固和紧凑，以减少运输途中松散、变形，而且还可以降低运输的费用。
(4) 钢结构的加工面、轴、孔和螺纹，应该涂上润滑脂并且贴上油纸，或用塑料布包裹，螺孔应用木楔塞住。
(5) 一些不装箱的小件和零配件可直接捆扎或用螺栓绑扎在钢构件主体的需要部位上，但要捆扎、固定牢固，且不影响运输和安装。
(6) 包装时要注意外伸的连接板等物要尽量置于内侧，以防钩、刮造成事故；不得不外露时要做好明显标记。
(7) 经过油漆的构件，在包装时应用木材、塑料等材料作衬垫，加以隔离保护。
(8) 包装时应填写包装清单，并核实数量。
杆件的包装 钢桁架装车
钢构件装车
图10.2-1钢构件包装及装车示意图
10.2.2 标记
1. 构件重心的标注
重量在5t 以上的复杂构件，一般要标出重心，重心的标注用鲜红色油漆标出，再加上一个向下箭头，如图10.2-2所示。
图10.2-2 构件的重心标示
2. 吊点的位置标注
在通常情况下，吊点的位置标注是由等强连接在构件上的吊耳来实现。
3. 钢结构构件标记
构件包装完毕，应对其进行标记。标记一般在制作厂的成品库装运标明。
标记可用标签方式带在构件上，也可用油漆直接写在钢结构或包装箱上。对于出口的钢结构，必须按海运要求和国际通用标准标明标记。
标记通常包括下列内容：工程名称、构件编号、外廊尺寸(长、宽、高，以m 为单位) 、净重、毛重、始发地点、到达港口、收货单位、制造厂商、发运日期等，必要时标明重心和吊点的位置。
10.3 构件运输
构件的顺利运输是保证工程按期完工的重要措施之一，因此需根据工程地理位置和构件规格尺寸及重量选择合适的运输方式(铁路、公路、水路) 和运输路线。同时在构件运输过程中应采取有效措施，防止构件变形，避免涂层损伤。
1. 公路运输
公路运输是钢结构最常用的运输方式，具有机动灵活、运送速度快、运输能力小、运输成本高、效率比较低的特点，适合于各种类型构件的中、短途运输。
(1) 构件在车辆上的支点、绑扎方法和端部伸出长度，应保证构件不产生变形、不损伤涂层。装运的高度极限为4.5m ，如需过隧道时，则高度极限为4m ，构件长度方向超出车身一般不得超过2m 。
(2) 运输长构件时，常采用拖车运输，此时如两点支承不能满足受力要求时，可采用三点或多点支承。
(3) 钢屋架可采用半挂车平放运输，但要求支点必须放在节点处，而且要垫平、加固好。钢屋架还可以整榀或半榀挂在专用架上运输。
(4) 在一般情况下，框架钢结构产品的运输多用活络拖斗车，实腹类或容器类多用大平板车辆。
(5) 现场拼装式散件运输，使用一般货运车，车辆的底盘长度可以比构件长度短1m ，散件运输一般不需要装夹，只要能满足在运输过程中不产生过大的变形即可。
(6) 对于大件的运输，可根据产品不同而选用不同车型，由于制造厂对大件运输能力有限，有些大件则由专业化大件运输公司承担，车型也由大件公司确定。
(7) 对于特大件钢结构产品，在加工制造之前就要与运输有关的各个方面取得联系，并得到认可，其中包括与公路、桥梁、电力，以及地下管道如煤气、自来水、下水道等诸方面的联系，还要查看运输线路，转弯道、施工现场等有无障碍物。
2. 铁路运输
铁路运输受自然条件限制较少，且运行速
度快、运输能力大，具有良好的经济效益，适合于各种构件在内陆地区中、长途运输。国内
钢结构产品一般采用铁路包车皮运输的方式。
(1) 铁路运输一般应与公路运输相结合，
先用汽车把构件从制作厂运到火车站，然后通
过火车运输到达工程所在地火车站，最后用汽
车把构件从火车站运到施工现场。由于需要多变形，尽量减少对涂层的损坏。
(2) 采用铁路运输时应遵守国家火车装
车限界(图10.3-1) ，当超过影线部分而未超
出外框时，应预先向铁路部门提出超宽(或超
高) 报告，经批准后在规定的时间运送。 图10.3-1 火车装车限界示意
(3) 如采用集装箱运输，工厂在装货时应注意集装箱内货物要装均匀，不能偏载，重心要居中。集装箱适用于外形尺寸较小、重量较轻、易散失的构件，如连接件、螺栓或标准件等。
(4) 对运输构件的重量应进行控制，确保满足火车站吊装设备能力的要求。
3. 水路运输
水路运输适合于运距长、运量大、时间性不太强的构件，其具有运输能力大、运输成本低、受自然条件影响大、速度慢的特点。目前利用水路运输的一般是为国外制作的钢结构产品以及国内有港口条件地区的产品。
(1) 国外船运应根据离岸港口码头和到岸港口码头的装卸能力，确定构件运输的外形尺寸。可分别采用集装箱或散货船运输。
(2)由于水路运输时间较长，应切实做好涂层保护工作。运往国外的构件还应做好包装工作，使之符合海运要求。
4. 交付
构件交付应满足合同规定的交货进度、交货状态、交货条件的要求，制造单位必须做好相应安排，其控制质量的责任一直延续到交付的目的地被对方认可为止。交付的同时也包括需方(安装方或顾客) 的接收，双方应共同做好以下交接工作：
(1) 构件清单数量的复核。确认交付时的包装箱数(或构件数) 。
(2) 交付时包装箱(或构件) 是否因运输搬运产生损坏、丢失或污染，或是恶劣环境条件引起的损坏等。
(3) 特殊的物资交接注意事项说明。
(4) 必要时，由双方共同参与开箱清点确认工作。
复习思考题
次装卸，构件一定要包装好，确保不丢失、不
10-1 构件检验的内容有哪些？
10-2 简述吊车梁的检查重点。
10-3 简述铸钢节点的检查重点。
10-4 构件验收的资料包括哪些？
10-5 焊接工程常用的检查工具和仪器有哪些？
10-6 构件交付时，应做好哪些工作？
10-7 如需把在中国杭州生产的一批钢结构构件(为箱型柱和H 型钢梁) 运到阿拉伯联合酋长国的阿布扎比，请设计最佳的运输路线和运输方式。
范文二：建筑钢结构制作工艺学
第7章 螺栓连接
紧固件连接包括螺栓、铆钉和销钉等连接，其中螺栓连接可分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接。目前，铆钉和销钉连接在新建钢结构上使用较少，因此本章重点介绍螺栓连接。
钢结构的螺栓连接的紧固工具和工艺均较简单，易于实施，进度和质量较容易保证，拆装维护方便，所以，螺栓连接在钢结构安装连接中得到广泛的应用。螺栓连接分普通螺栓连接和高强度螺栓连接两大类。按受力情况又各分为三种：抗剪螺栓连接、抗拉螺栓连接和同时承受剪拉的螺栓连接。
7.1 普通螺栓连接
普通螺栓连接中使用较多的是粗制螺栓(C级螺栓) 连接。其抗剪连接是依靠螺杆受剪和孔壁承压来承受荷载。抗拉连接则依靠沿螺杆轴向受拉来承受荷载。粗制螺栓抗剪连接中，由于螺杆孔径较螺杆直径大1.0～1.5mm ，有空隙，受力后板件间将发生一定大小的相对滑移，因此只能用于一些不直接承受动力荷载的次要构件和不承受动力荷载的可拆卸结构的连接和临时固定用的连接中。由于螺栓的抗拉性能较好，因而常用于一些使螺栓受拉的工地安装节点连接中。
普通螺栓连接中的精制螺栓(A、B 级螺栓) 连接，受力和传力情况与上述粗制螺栓连接完全相同，因质量较好可用于要求较高的抗剪连接，但由于螺栓加工复杂，安装要求高, 价格昂贵，工程上已极少使用，逐渐地被高强度螺栓连接所替代。
7.1.1 普通螺栓性能与规格
1. 普通螺栓的材性
螺栓按照性能等级分3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等十个等级，其中8.8级以上螺栓材质为低合金钢或中碳钢并经热处理(淬火、回火) ，称为高强度螺栓，8.8级以下(不含8.8级) 螺栓材质为低碳钢或中碳钢，称为普通螺栓。
螺栓性能等级标号由两部分数字组成，分别表示螺栓的公称抗拉强度和材质的屈强比。例如性能等级4.6级的螺栓其含意为：
第一部分数字(4.6中的“4”) 为螺栓材质公称抗拉强度(N/mm2) 的1/100：第二部分数字(4.6中的“6”) 为螺栓材质屈强比的10倍；两部分数字的乘积(436=“24”) 为螺栓材质公称屈服点(N/mm2) 的1/10。
普通螺栓各性能等级材性见表2.5-5。 2. 普通螺栓规格
普通螺栓按照形式可分为六角头螺栓、双头螺栓、沉头螺栓等；按制作精度可分为A 、B 、C 三个等级，A 、B 级为精制螺栓，C 级为粗制螺栓，钢结构用连接螺栓，除特殊注明外，一般即为普通粗制C 级螺栓。
钢结构常用普通螺栓技术规格有：
(1) 六角头螺栓——C 级(GB 5780)和六角头螺栓——全螺纹——C 级(GB 5781)的技术规格见表7.1-1。
表7.1-1 六角头螺栓技术规格表
六角头螺栓—C 级(GB 5780) 六角头螺栓—全螺纹—C 级(GB 5781)
标记示例：
螺纹规格d =M 12、公称长度l =80mm 、性能等级为4.8级、不经表面处理、C 级的六角头螺栓：螺栓
2. M5～M36为商品规格，为销售贮备的产品最通用的规格。
3. M42～M64为通用规格．较商品规格低一档，有时买不到要现制造。
4. 带括号的规格表示尽量不采用的规格，尽量不采用的规格还有M33、M39、M45、M52和M60。
5. 本表两标准均代替GB5。
(2) 等长双头螺柱—C 级(GB 953)的技术规格见表7.1-2。
表7.1-2 等长双头螺柱—C 级(GB 953)技术规格表
末端按GB2规定：d s ≈
螺纹中径 (mm)
续表
3. 螺母
钢结构常用的螺母，其公称高度h 大于或等于0.8D (D 为与其相匹配的螺栓直径) ，螺母强度设计应选用与之相匹配螺栓中最高性能等级的螺栓强度，当螺母拧紧到螺栓保证荷载时，必须不发生螺纹脱扣。
螺母性能等级分4、5、6、8、9、10、12级等，其中8级(含8级) 以上螺母与高强度螺栓匹配，8级以下螺母与普通螺栓匹配。螺母与螺栓性能等级相匹配的参照表见表7.1-3。
表7.1-3 螺母与螺栓性能等级相匹配参照表
螺母的螺纹应和螺栓相一致，一般应为粗牙螺纹(除非特殊注明用细牙螺纹) ，螺母的机械性能主要是螺母的保证应力和硬度，其值应符合《紧固件机械性能 螺母 粗牙螺纹》GB 3098.2的规定。
常用六角螺母规格见表7.1-4。
表7.1-4 常用六角螺母规格表(mm)
有效
注：尽可能不采用括号内的规格。4. 垫圈
常用钢结构螺栓连接的垫圈，按形状及其使用功能可以分成以下四类：
圆平垫圈——一般放置于紧固螺栓头及螺母的支承面下面，用以增加螺栓头及螺母的支承面，同时防止被连接件表面损伤；
方型垫圈——一般置于地脚螺栓头及螺母支承面下，用以增加支承面及遮盖较大螺栓孔眼；
斜垫圈——主要用于工字钢、槽钢翼缘倾斜面的垫平，使螺栓支承面垂直于螺杆，避免紧固时造成螺母支承面和被连接的倾斜面局部接触；
弹簧垫圈——防止螺栓拧紧后在动载作用下的振动和松动，依靠垫圈的弹性功能及斜口摩擦面防止螺栓的松动。一般用于有动荷载(振动) 或经常拆卸的结构连接处。 (1) 圆平垫圈的常用规格见表7.1-5。
表7.1-5 圆平垫圈规格尺寸 (mm)
续表
(2) 工字钢用方斜垫圈的常用规格见表7.1-6。
表7.1-6 工字钢用方斜垫圈规格尺寸
(mm)
注：括号内的尺寸，尽可能不采用。(3) 槽钢用方斜垫圈常用规格见表7.1-7。
表7.1-7 槽钢用方斜垫圈规格尺寸(mm)
注：括号内的尺寸，尽可能不采用。(4) 弹簧垫圈常用规格见表7.1-8。
表7.1-8 弹簧垫圈规格尺寸
(mm)
续表
7.1.2 普通螺栓连接工艺 1. 一般要求
普通螺栓作为永久性连接螺栓时，应符合下列要求：
(1) 对一般的螺栓连接，螺栓头和螺母下面应放置平垫圈，以增大承压面积。 (2) 螺栓头下面放置的垫圈一般不应多于2个，螺母头下的垫圈一般不应多于1个。
(3) 对于设计有要求防松动的螺栓、锚固螺栓应采用有防松装置的螺母或弹簧垫圈，或用人工方法采取防松措施。
(4) 对于承受动荷载或重要部位的螺栓连接，应按设计要求放置弹簧垫圈，弹簧垫圈必须设置在螺母一侧。
(5) 对于工字钢、槽钢类型钢应使用斜垫圈，使螺母和螺栓头部的支承面垂直于螺杆。 2. 螺栓直径及长度的选择
(1) 螺栓直径。螺栓直径的确定应由设计人员按等强原则通过计算确定，但对同一个工程，螺栓直径规格应尽可能少，便于施工和管理；另外螺栓直径还应与被连接件的厚度相匹配，表7.1-9为不同的连接厚度所推荐选用的螺栓直径。
表7.1-9 不同连接厚度推荐螺栓直径(mm)
(2) 螺栓长度。螺栓的长度通常是指螺栓螺头内侧面到螺杆端头的长度，一般都是以5mm 进制；从螺栓的标准规格上可以看出，螺纹的长度基本不变。影响螺栓长度的因素主要有：被连接件的厚度、螺母高度、垫圈的数量及厚度等，可按下列公式计算：
L =δ+H +nh +C
(7.1-1)
式中δ—被连接件总厚度，mm ； H —螺母高度，mm ，一般为0.8D ；
n h
—垫圈个数； —垫圈厚度，mm ；
—螺纹外露部分长度(mm)(2～3丝为宜，一般为5mm) 。
C
3. 螺栓的布置
螺栓连接接头中螺栓的排列布置主要有并列和交错排列两种形式，螺栓间的间距确定既要考虑连接效果(连接强度和变形) ，同时要考虑螺栓的施工，通常情况下螺栓的最大、最小容许距离见表7.1-10。
常用的工字钢、槽钢及角钢等型钢连接接头中螺栓的间距及最大孔径分别参考表7.1-11、表7.2-12、表7.3-13。
常用的H 型钢(轧制或焊接) ，其连接(拼接) 螺栓的排列布置及间距参见图7.1-1、图7.1-2。其中图7.1-1为M20、M22连接示意图，图7.1-2为M24连接示意图。
表7.1-10 螺栓的最大、最小容许距离
2. 钢板边缘与刚性构件(如角钢、槽钢等) 相连的螺栓或铆钉的最大间距，可按中间排的数值采用。
注：1. d 0为螺栓或铆钉的孔径，t 为外层较薄板件的厚度。
表7.1-11 工字钢连接螺栓最大开孔直径及间距
表7.1-12 槽钢连接螺栓最大开孔直径及间距
表7.1-13 角钢连接螺栓最大开孔直径及间距
(a)腹板
(a)腹板
(b)翼缘板(1)
(b)翼缘板(1)
(c )翼缘板(2)(c )翼缘板(2)
图7.1-1 实腹梁或柱拼接接头示意 图7.1-2 实腹梁或柱拼接接头示意
(M20、孔φ22、M22、孔φ24) (M24、孔φ26)
4. 螺栓孔
对于精制螺栓(A、B 级螺栓) ，螺栓孔必须是I 类孔，应具有H12的精度，孔壁表面粗糙度R a 不应大于12.5μm ，为保证上述精度要求必须钻孔成型。
对于粗制螺栓(C级螺栓) ，螺栓孔为Ⅱ类孔，孔壁表面粗糙度R a 不应大于25μm ，其允许偏差应符合表7.1-14的要求。
表7.1-14 C级螺栓孔的允许偏差
注：t 为连接板的厚度。5. 螺栓的紧固和检验
普通螺栓连接对螺栓紧固轴力没有要求，因此螺栓的紧固施工以操作者的手感及连接接头的外形控制为准，通俗地讲就是一个操作工使用普通扳手靠自己的力量拧紧螺母，保证被连接接触面能密贴，无明显的间隙即可。这种紧固施工方式虽然有很大的差异性，但能满足连接要求。为了使连接接头中螺栓受力均匀，螺栓的紧固次序应从中间开始，对称向两边进行；对大型接头应采用初拧和复拧，即两次紧固方法，保证接头内各个螺栓能均匀受力。
普通螺栓的连接应牢固可靠，无锈蚀、松动等现象，外露丝扣不应少于2扣。检验较简单，一般采用锤击法，即用3公斤小锤，一手扶螺栓(或螺母) 头，另一手用锤敲，要求螺栓头(螺母) 不偏移、不颤动、不松动，锤声比较干脆，否则说明螺栓紧固质量不好，需要重新紧固施工。
7.2 高强度螺栓连接
高强度螺栓连接按其受力状况，可分为摩擦型连接、承压型连接和张拉型连接三种类型，其中，前两种连接主要承受剪力，第三种主要承受拉力。摩擦型连接是目前广泛采用的连接形式。
摩擦型连接是依靠连接板件间的摩擦力来承受荷载。连接中的螺栓孔壁不承压，螺杆不受剪。这种连接应力传递圆滑，接头刚性好，通常所指的高强度螺栓连接，就是这种摩擦型连接。高强度螺栓摩擦型连接以板件间的摩擦力刚要被克服作为承载能力极限状态。
承压型连接以摩擦力被克服、节点板件发生相对滑移后孔壁承压和螺栓受剪破坏作为承载能力极限状态。这种连接由于在摩擦力被克服后将产生一定的滑移变形，因而其应用受到限制。但此连接的承载能力高于高强度螺栓摩擦型连接，经济性好。
张拉型连接：当外力与高强度螺栓轴向一致时，如法兰连接、T 型连接、螺栓球节点连接等这类高强度螺栓连接称张拉型连接。该连接的特点是：外力和由高强度螺栓预紧力产生在连接件间的压力相平衡。
7.2.1 高强度螺栓种类与规格
高强度螺栓从外形上可分为大六角头和扭剪型两种；按性能等级可分为8.8级、10.9级、12.9级等，目前我国使用的大六角头高强度螺栓有：8.8级和10.9级两种，扭剪型高强度螺
栓只有10.9级一种。试验研究和工程实践表明。强度在1000MPa 左右的高强度螺栓既能满足使用要求，又可最大限制地控制因强度太高而引起的滞后断裂的发生。
(1) 大六角头高强度螺栓连接副。大六角头高强度螺栓连接副含一个螺栓、一个螺母、两个垫圈(螺头和螺母两侧各一个垫圈) 。螺栓、螺母、垫圈在组成一个连接副时，其性能等级要匹配。钢结构用大六角头高强度螺栓连接副匹配组合要求见表2.5-1。
大六角头高强度螺栓连接副推荐材料见表2.5-2。 大六角头高强度螺栓型号及规格见表7.2-1。 大六角头螺母型式及规格见表7.2-2。 大六角头垫圈型式及规格见表7.2-3。
(2) 扭剪型高强度螺栓连接副。扭剪型高强度螺栓连接副含一个螺栓、一个螺母、一个垫圈；目前国内只有10.9级一个性能等级。扭剪型高强度螺栓连接副性能等级匹配及推荐材料见表2.5-3。
扭剪型高强度螺栓型式及规格见表7.2-4。 扭剪型高强度螺母型式及规格见表7.2-5。
表7.2-1 大六角头高强度螺栓型号及规格表
(mm)
注：括号内的规格为第二选择系列。
表7.2-2 大六角头螺母型式及规格表
(mm)
表7.2-3 大六角头垫圈型式及规格表
(mm)
注：括号内的规格为第二选择系列。表7.2-4 扭剪型高强度螺栓型式及规格表
(mm)
2. 当l s 500mm 时，η0=0.9。对加肋焊接空心球，当轴力方向和加肋方
向一致时，其承载力可乘以承载力提高系数ηd ，受压时取ηd =1.4，受拉时取ηd =1.1。
图3.2-7 焊接空心球相邻杆件示意
(3) 焊接空心球最小直径的规定
在确定焊接空心球的外径时，球面上相邻杆件间的净距一般不小于10mm(见图3.2-7) 。为了保证净距，空心球的最小直径按下式计算：
D m in =(d 1+2a +d 2 (3.2-6)
式中 d 1、d 2——组成θ角的杆件外径(mm)；
a ——两相邻杆件间的净距(mm)，一般a ≥10mm ；
θ——两相邻杆件轴线间的夹角(弧度) 。
3. 铸钢节点
(1) 常用铸钢节点形式
常用的铸钢节点形式有：铸钢相贯节点、铸钢空心球节点、铸钢板式节点、铸钢销轴节点、铸钢支座节点、铸钢组合节点和其他类型的铸钢节点。
铸钢节点与钢结构构件的连接方式可采用焊接连接、螺纹连接和销轴连接。 (2) 铸钢节点设计的一般规定
① 铸钢节点的壁厚在满足强度要求的条件下可按表3.2-2给出的数值选用，最小壁厚应满足表3.2-3的规定。
② 铸钢节点设计应避免壁厚急剧变化，铸钢节点的壁厚变化斜率一般小于1/5。 ③ 铸钢节点内部薄壁部位(如筋板、加劲肋) 的壁厚一般应小于外部薄壁部位的壁厚。 ④ 铸钢节点的内圆角按表3.2-4设计，外圆角按表3.2-5设计。 ⑤ 铸钢节点构造应力求简单，便于制模、清砂、合箱、造型和制芯。
⑥ 铸钢节点的设计一般先采用专用绘图软件建立三维实体模型，然后采用ANSYS 等软件
进行有限元分析，并结合铸造工艺经优化后获得。
表3.2-2 铸钢节点的合理铸造壁厚
注：形状复杂的铸件及流动性较差的钢种，其合理壁厚应适当增加。
表3.2-3 铸钢节点的最小铸造壁厚
表3.2-4 铸钢节点内圆角半径
表3.2-5 铸钢节点外圆角半径
续表
4. 钢管相贯节点
(1) 钢管相贯节点的构造要求
① 钢管相贯节点形式一般有T 形、X 形、Y 形、K 形、T-K 形等，见图3.2-8所示。
θ
T 形节点的10°10°
支管
（a）T(X)形节点（b）Y形节点
θ
（c）K形节点
（d）T-K 形节点（e）T-Y 形节点
搭接支管
偏心距
偏心距
（f）偏心连接
图3.2-8 钢管相贯节点形式示意
全焊支管
② 主管的外部尺寸应大于支管的外部尺寸，主管的壁厚应大于支管壁厚，在支管与主管连接处不允许将支管插人主管内。
③ 主管与支管或两支管轴线之间的夹角一般最好不要小于30°； ④ 支管与主管的连接节点处，一般应尽量避免偏心。
⑤ 当采用搭接型节点时，其搭接率Q V =q p ?100%(q 为搭接管趾部与被搭接管趾部间的距离，p 为搭接管趾部与跟部间的距离) 应满足25%≤Q V ≤100%的要求，但应保证在搭接部分的支管之间的连接焊缝能可靠传递内力。
⑥ 在钢管相贯节点中，有多根钢管搭接时，一般按下列要求搭接：直径较大支管作为被搭接管；管壁较厚支管作为被搭接管；承受轴心压力的支管作为被搭接管。
(2) 钢管相贯节点的计算可参照现行行业标准《钢管结构技术规程》的规定进行计算。 5. 销轴式节点
销轴式节点在建筑领域应用十分广泛，如桁架节点、预应力结构撑杆端部节点、幕墙构件节点、摇摆柱端部连接节点、吊杆端部节点等，如图3.2-9所示。销轴式节点由销轴和销板组成，适用于约束线位移、放松角位移的转动较节点。
图3.2-9 销轴式节点
销轴式节点设计时应计算销轴的抗弯强度和抗剪强度，销板的抗剪强度和抗拉强度满足要求，同时应保证在使用过程中杆件与销板的转动方向一致。
为了方便安装，销轴式节点的销板孔径一般比销轴的直径大1～2mm ，各销板之间一般留2～4mm 间隙。
6. 板节点 (1) 构造要求
(a) 斜腹杆节点板 (b) K型支撑节点板
图3.2-10 板节点示例
① 图3.2-10a 所示为焊接连接的板节点实例。节点板尺寸根据焊缝长度L f 1、L f 2、L f 3、
L f 4来放样确定，放样时每道焊缝长度增加10mm ，各交汇构件之间间距不小于25mm 。对单根
杆件的节点板其扩大角θ不小于15°。
② 图3.2-10b 所示为螺栓连接的板节点实例。构件轴线应与螺栓群轴线重合，放样时螺栓一般按较小的栓距紧凑排列，尽量减小连接板尺寸，以尽量减少连接偏心；在同一节点中
同类构件的螺栓直径一般不能多于两种。
(2) 节点板设计
① 节点板的强度可用有效宽度法按下式计算：
σ=
N
≤f (3.2-7) b e ?t
式中 b e ——板件的有效宽度(图3.2-11) ，当用螺栓连接时，应取净宽度(图3.2-11b) ，图中α为应力扩散角，一般取为30°；
t ——节点板厚度。
(a) (b)
图3.2-11 节点板的有效宽度
② 节点板稳定性应满足下列要求：
a) 节点板的自由边长度l 1(图3.2-10a) 与厚度t 之比不得大于60235/f y ，否则应沿自由边设加劲肋予以加强。
b) 对有竖腹杆的节点板，当a 0/t ≤15235/f y 时(a 0为受压腹杆连接肢端面中点，沿腹杆轴线方向至弦杆的净距离，如图3.2-10) ，可不计算稳定。如不满足，应按《钢结构设计规范》GB50017进行稳定计算。但在任何情况下，a 0/t 都不能大于22235/f y 。
c) 对无竖腹杆的节点板，当a 0/t ≤10235/f y 时，节点板的稳定承载力一般取为0.8b e tf ，否则，亦应按《钢结构设计规范》GB50017进行稳定计算。但在任何情况下，a 0/t 不得大于17.5/f y 。
3.2.4 连接板及托板设计与计算 1. 连接板设计与计算
梁柱间或主次梁间的铰接连接节点构造如图3.2-12所示，连接板一般在工厂内焊于柱上或主梁上，当荷载较大需设双块连接板时，其中一块在工厂内焊好，另一块随梁带到现场焊接，主梁上的连接板可兼做腹板加劲肋，当荷载或偏心较大时，一般在背面对应增设加劲肋(如图3.2-12c 虚线所示) 。
连接板的尺寸、厚度按计算确定，并应满足焊缝、螺栓的构造要求，当为螺栓连接时要求采用较紧凑的栓距布置。
图3.2-12b 为次梁端伸入主梁的平齐连接板连接，此时次梁端部上翼缘及半侧下翼缘需局部切除，增加了梁的加工工序但传力偏心较小，同时还应注意的是其端头净距a 既不能过大，又要保证次梁的平面转动安装就位要求，可通过计算确定其数值。
(a)梁、柱连接 (b)主、次梁连接(平齐连接板)(c)主、次梁连接(外伸连接板)
图3.2-12 连接板构造
图3.2-12c 为连接板外伸式连接，次梁不需再加工，安装亦更为方便，但偏心比较大。在图3.2-12b 、c 中凡腹板切槽的阴角和连接板外伸部位的阴角，均做成圆弧过渡(r=10～15mm) ，并应注意在作施工详图时，连接板边的定位线应按偏离所连接梁半个腹板厚度定位。 连接板的截面尺寸、连接焊缝长度、连接螺栓数量按计算确定，必须保证连接板极限承载力不小于梁端最大反力R 。同时还应考虑偏心作用(偏心距e) 而增加的附加弯矩的不利影响，一般将梁端反力乘以增大系数α0近似处理，α0可参考表3.2-6采用。
表3.2-6 增大系数α
注：表中系数为1.1～1.2或1.2～1.3者，可按偏心大小分别选用较大值或较小值。
连接板承载能力按平均剪应力公式进行验算：
α0R
≤f v (3.2-8) h ?t
式中 h ——连接板截面高度；
t ——连接板截面厚度。
除上述计算外，当荷载较大时，对图3.2-12b 中次梁上翼缘局部切槽后的腹板连接处(图
3.2-13) ，还应按下式进行沿孔中心线净截面的抗拉剪撕裂计算：
R
≤f (3.2-9)
L 1n +L 2n t
式中 L 1n 、L 2n ——腹板撕裂面净长度(扣除孔径) ； t ——腹板厚度。
2. 托板设计与计算
支承托板(图3.2-14) 主要用于支撑端板式支座，其上端
面应进行刨平加工以提高承压强度，托板可采用钢板，亦可采用较厚的不等肢角钢(将短肢部分切肢) ，前者厚度一般比所支承端板厚4～5mm(图3.2-14a) ，后者可在切肢时留出稍大的支承面宽度(图3.2-14b) 。
图
(a)托板 (b)角钢(切肢) 托板
图3.2-14 托板构造
托板的承载力由板侧竖向焊缝来保证(必要时也可增加板底端正面焊缝) ，计算侧焊缝时一般考虑两侧不均等受力的影响，而将支承反力乘以增大系数1.3计算，托板厚度t 一般不小于16mm(角钢不小于14mm) ，其焊脚尺寸h f 不得小于1.5t ，同时两侧焊缝之间距离b 一般不大于16t(t为托板厚度) ，若不能满足时可按图示虚线将托板开槽后焊接。为减小托板的“张开”影响，有条件时，两侧焊缝上顶端尽量作一小段水平绕角焊，长度20～25mm 。
3.2.5 加劲肋设计与计算
加劲肋是保证板件局部不失稳的构造措施，其一般构造如图3.2-15所示。 1. 柱体加劲肋
柱体加劲肋一般设于梁、柱刚接节点的梁翼缘对应处或牛腿翼缘对应处的柱身处(图3.2-15a) 。加劲肋的厚度t s 不应小于0.7t f (tf 为所对应翼缘的厚度) ，其宽度b s 与厚度t s 之比应满足
b s
≤15235，同时加劲肋的中心应与梁或牛腿的翼缘中心对中。 t s f y
加劲肋的截面面积A s 按下式计算：
A s =
2b s t s ≥N f f -t cw t bf +5(r +t cf ) (3.2-10)
式中 Nf ——翼缘集中作用力；对固端梁N f =M b h b ；对牛腿N f =p ?h b
[]
f ——钢材强度设计值；
t cw 、t cf ——柱腹板与翼缘板厚度；
t bf ——传力翼缘的厚度；
r ——对轧制H 型钢，为腹板上下边缘的圆弧半径，可由截面规格表查得；对焊接H 型钢r =0。
加劲肋端焊缝(2区端焊缝) 与肋身侧焊缝(1区焊缝) ，应分别保证传递加劲肋力
N s (N s =A s ?f s ，A s 按式3.2-10计算) ，当需要时2区焊缝可采用熔透焊缝。
2. 传力短加劲肋
传力短加劲肋应保证将梁翼缘所受的局部集中荷载传递到梁的腹板上，图3.2-15中主梁短加劲肋的厚度t s2不应小于次梁腹板厚度t w1，其内角应按图3.2-15要求进行切角，短加劲肋的截面积可按下式计算：
A s 2=2b s 2t s 2≥
2b s 2t w 1P 1
(3.2-11)
2b s 1+t w 1t s 1+2b s 2t w 1f
短加劲肋的端焊缝(2区焊缝) 及侧焊缝(1区焊缝) 应分别按保证传递加劲肋力A s 2f 来计算确定，当力很大时，亦可将肋上端刨平顶紧上翼缘后焊接，此时端焊缝可按传力为0.15A s 2f 计算。
(a)柱牛腿加劲肋
(b)
(c)梁支座加劲肋 (e)柱脚加劲肋
图3.2-15 加劲肋构造
3. 梁横向加劲肋
梁中间横向加劲肋主要用于保证腹板的局部稳定。中间加劲肋一般在腹板两侧对称布置，除吊车梁外，也可单侧交错配置，两侧对称布置的加劲肋其外伸宽度b s 与厚度t s 应符合下式要求：
b s ≥h 030+40mm (3.2-12) t s ≥b s (3.2-13)
式中h 0为腹板高度，当加劲肋单侧配置时，其宽度b s 应较上式增加20%；一般梁加劲肋的上下端应分别与梁上下翼缘焊接，其肋端肋身的焊缝均宜采用较薄的焊缝。吊车梁的加劲肋上端应刨平顶紧上翼缘，加劲肋的下端宜在距受拉翼缘50～100mm 处断开，但肋端焊缝应绕焊或回焊(不允许在端点起、灭弧) 。
4. 梁支座加劲肋
图3.2-15中分别表示平板式支座及端板式支座的加劲肋构造，平板加劲肋厚度不应小于1.2t w (t w 为梁腹板厚) ，端板加劲肋厚度不应小于1.5t w 。梁支座加劲肋应按承受支座反力的轴心受压杆件计算其在腹板平面外的稳定性，杆件截面为由加劲肋及与其相连的部分腹板(15t w 235/f y ) 组成的十字形截面或T 形截面，杆件计算长度取腹板计算高度h 0。
5. 柱脚加劲肋
柱脚加劲肋均为短加劲肋，其主要作用是合理划分柱底板受力区格，减少柱底板在地基反力作用下的内力及其厚度。图3.2-15为简单铰接柱脚的加劲肋构造，加劲肋厚度一般不小于1.2t w (t w 为柱腹板厚) ，其截面可近似按传递其分担区内总地基反力由下式计算：
A s =2b s t s ≥
b p h c 2
σf (3.2-14)
式中σf 为肋分担区内最大的地基反力设计值，其端焊缝或侧焊缝应按分别保证传递N S 的加劲肋力计算确定。
3.2.6 连接构造与计算
连接构造与计算是钢结构施工详图设计中的重要组成部分，设计时应根据设计图所示的节点构造及杆件内力，布置并计算所要求的焊接连接或螺栓连接。
1. 焊接连接
焊接连接分为对接焊缝连接及角焊缝连接，前者又可分为熔透焊缝连接与非熔透焊缝连接。熔透焊缝质量等级为一、二级，角焊缝和非熔透焊缝质量等级为三级。
(1)对接焊缝的强度计算公式见表3.2-7。
表3.2-7 对接焊缝连接的强度计算公式
② 加引弧板的熔透焊接(焊缝质量为一级或二级) 可与母材等强，一般不再计算焊缝强度；当板厚t>8mm时，钢板应作剖口加工。
③ 焊缝质量等级检验标准按现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的规定。
(2) 角焊缝的强度计算公式见表3.2-8。
表3.2-8 角焊缝连接的强度计算公式
2) 计算焊缝强度时，焊缝截面及抵抗矩均应按焊缝有效厚度h fe 计算，等边直角焊缝的有效厚度均取为焊脚厚度的0.7倍，即h =0.7h 。
e f
(3) 焊接连接构造应满足下列要求：
① 焊缝的布置应尽量对称于构件或节点板截面中和轴，避免连接偏心传力。 ② 为方便焊接操作，尽量选用平焊或横焊的焊接位置，并有合理的施焊空间。 ③ 焊缝长度和焊脚尺寸由计算确定，不要随意增大、增厚。
④ 尽量采用刚性较小的接头形式，避免焊缝密集的小面积围焊或三向焊缝相交，以减少焊接应力和应力集中。
⑤ 选用的焊接材料应与主体金属相匹配。当焊接两种不同的钢材时，应采用与低强度钢材相适宜的焊接材料。
⑥ 在采用对接焊缝的板材拼接中，其纵横两方向的对接焊缝一般采用十字型交叉布置，也可采用T 型交叉布置，交叉点的间距不得小于200mm 。
⑦ 当板件采用搭接接头时，其沿受力方向的搭接长度一般不小于5t(t为较薄焊件的厚度) 且不小于25mm 。
⑧ 角焊缝的最小焊缝尺寸不能小于1.5，角焊缝的最大焊脚尺寸一般不大于焊件厚度
t ，当有必要加大时一般不大于较薄焊件厚度的1.2倍。
⑨ 侧面角焊缝或正面角焊缝的最小有效计算长度为8h f 或40mm ，设计时应尽量避免采用短而厚的焊缝段。
⑩ 侧面角焊缝的最大有效计算长度，一般不大于60h f (对承受静力荷载或间接承受动力荷载的连接) 及40h f (对承受动力荷载的连接) ，当大于上述数值时，其超过部分在计算中不考虑。
2. 螺栓连接
螺栓连接分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接，高强度螺栓连接又分为承压型连接与摩擦型连接。高强度螺栓连接要求连接板进行摩擦面处理并对螺栓施加预拉力；高强度螺栓产品有扭剪型(GB3632)和大六角(GB1228)两种，其施工应满足《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》(JGJ82)的要求。
(1) 普通螺栓(C级螺栓) 的强度计算公式见表3.2-9。
表3.2-9 普通螺栓连接的计算公式
注：
f v 、f c 、f t —分别为螺栓的抗剪、承压、抗拉强度设计值；n v — 每一个螺栓受剪面数目；d ——螺栓杆直径；d e —螺栓在螺纹处的有效直径；∑t —在同一受力方向的承压构件的较小总厚度；N —作用于连接的轴心拉力或剪力。
(2) 承压型高强度螺栓的强度计算公式见表3.2-10。
表3-9 承压型连接中每个高强度螺栓的承载力(设计值) 计算公式
续表
bHc
注：① f v
、
v
f c bHc —承压型连接中高强度螺栓的抗剪和承压强度设计值；N v 、N t 承压型连接中每个高强度螺栓所受的
t
c
vt
剪力和拉力；N bHc 、N bHc 、N bHc 、N bHc —承压型连接中每个高强度螺栓的抗剪、抗拉、承压及抗拉承载力。
② 高强度螺栓承压型连接的材质要求、摩擦面处理及预拉力等要求均与摩擦型连接相同。
(3) 摩擦型高强度螺栓的强度计算公式见表3.2-11。
表3.2-11 摩擦型连接中每个高强度螺栓的承载力(设计值) 计算公式
n f
采用；此拉力不能大于设计预拉力P 的80%(即N <0.8p)；n t="" bh="" n="" t="" —每个摩擦型高强度螺栓在其杆轴方向所受的外拉力，n="" v="" bh="" 、t="" —摩擦型连接中每个高强度螺栓的抗剪、抗拉承载力；n="" vt="">
bH
表3.2-12 摩擦面的抗滑移系数
μ
值
表3.2-13 每个高强度螺栓设计预拉力P (kN)
(4) 螺栓连接构造应满足下列要求：
① 普通螺栓连接一般采用C 级螺栓，螺栓孔应采用钻成孔。
② 普通螺栓连接不能用于重要的抗剪连接，且连接构造应尽量使螺纹不进入剪切面。
③ 每一构件在节点上或拼装连接一侧的永久性螺栓数目不能少于2个，但对组合结构的小截面杆件(如输电塔架等) ，端部连接可采用1个螺栓。
④ 普通C 级螺栓的孔径d 0一般应比螺栓公称直径d 大1.5mm ，当d ≥30mm 时可大2.0mm ；摩擦型高强度螺栓连接孔径比螺栓直径大1.5～2.0mm ；承压型高强度螺栓连接孔径比螺栓直径大1.0～1.5mm 。
⑤ 对有防松要求的普通螺栓连接，应采用弹簧垫圈或双螺帽以防止螺帽松动。 ⑥ 螺栓排列的间距应符合表3.2-14的要求。
表3.2-14 螺栓排列间距要求
注：① 0为螺栓的孔径，为外层较薄板件厚度。
② 钢板边缘与刚性构件(如角钢、槽钢等) 相连的螺栓最大间距，可按中间排的数值采用。
⑦ 在下列情况的连接中，螺栓的数量应适当增加：
a) 一个构件借助填板或其它中间板件与另一构件连接时的螺栓数量，应按计算增加10%。 b) 搭接或用拼接板的单面连接，螺栓数量应按计算增加10%。
c) 在构件的端部连接中，当增加辅助短角钢连接型钢的外伸肢以减少连接长度时，在短角钢两肢中的任一肢上，所用的螺栓数量应按计算增加50%。
⑧ 高强度螺栓连接范围内板面摩擦面处理方法及抗滑移系数μ值应在施工详图中注明。 ⑨ 在抗弯或抗弯剪的法兰板或端板连接中，其法兰板或端板的厚度不小于连接螺栓的直径。
⑩ 当板件的节点处或拼接接头的一端，高强度螺栓沿受力方向的连接长度L 1大于15d 0(d0
为栓孔直径) 并小于等于60d 0时，应将高强度螺栓的承载力乘以折减系数(1. 1-L 1L 1>60d0时，取折减系数0.7。
11 在同一构件中的连接螺栓一般采用同一直径；在同一工程项目中，螺栓直径种类不能○过多。
12 对高强度螺栓临近焊缝的节点连接，当采用先拧后焊的工序(如栓-焊并用节点连接) ○
时，其高强度螺栓的承载力应降低10%考虑。
3.2.7 起拱值计算
为改善外观和使用条件，可将横向受力构件预先起拱，起拱大小应视实际需要而定。对跨度L ≥15m 的三角形屋架或跨度L ≥24m 的梯形或平行弦屋架，当下弦无曲折时应起拱，拱度约为跨度L 的1/500。凡在设计图中注明需要起拱的屋架、桁架，在施工详图设计时应按起拱后的几何尺寸及杆件长度绘制详图。
) ，当
150d 0
施工梯形或平行弦桁架的起拱应保持桁架高度不变，且上下弦仍为直线而在中点拐折(见图3.2-16) 。假定起拱前后竖杆高度不变，则各杆长度可按如下计算：
当上弦坡度为i (%)时，各竖腹杆长度为：
h 2=h 1+i (a b ') h 3=h 1+i (a d ')
h 4=h 1+i (a e ') h 5=h 1+2
L ??iL ?
上弦杆：AF =? ?+ V +?
2??2??
L ?2下弦杆：af =? ?+V
?2?
2
22
图3.2-16 梯形或平行弦桁架起拱示意图
斜腹杆：aB = bd = dE = Ef =
a b '+B b '2
2
2V (a b ')?? =(a b ')+?h 1+i (a b ')+?L ??
2
2
b 'd '2+D 'd 2
d 'e '+Ee 2
2
=
b 'd '2+h 3-d d '+i b 'd '2
2
2
2V (a e ')?? =(d 'e ')+?h 4+?L ??
e 'f '2+F 'f 2
=
e 'f '2+h 5-V +i e 'f '2
当为平行弦桁架时，可按i =0代入以上各式计算。 3.2.8 构件及节点尺寸计算
构件及节点的尺寸主要通过设计图和放样计算确定。首先按1:1比例建立三维实体模型，然后对每一零部件进行放样和尺寸标注。尺寸计算和标注可采用AutoCAD 和Xsteel 等绘图软件进行，尺寸标注应符合相关制图标准的规定。
尺寸计算时应考虑构件和节点的加工工艺、安装方法，对加工余量、焊接收缩量和其他工艺要求预放量应在计算时充分考虑。
对计算完成的尺寸应经校对和审核，保证所有尺寸做到准确无误。
3.3 施工详图编制要求
3.3.1 基本规定
建筑钢结构施工详图所用的图线、字体、比例、符号、定位轴线图样画法、尺寸标注及常用建筑材料图例等均按照现行国家标准《房屋建筑制图统一标准》GB50001和《建筑结构制图标准》GB50105的有关规定采用。
1. 图样画法规定
(1) 图幅。钢结构施工详图常用的图幅一般为国标统一规定的A 0、A 1、A 2、A 2加长、A 3、A 4
图幅，见表3.1-1所示，在同一套图纸中，最好使用一类图幅。
表3.3-1 常用图幅尺寸
(2)图线及画法。图纸上的线型根据用途不同，按表3.2-2采用，并应符合国标的规定。
表3.3-2
线型分类表
注：b 的宽度宜取为2.0、1.4、1.0、0.7mm 。
(3) 字体及计量单位。钢结构施工详图中所使用的文字一般采用仿宋体书写，字母一般采用手写体的大写书写，图纸上字体应书写端正，笔画清晰，标点符号清楚，汉字应采用国家公布实施的简化汉字，计量单位应采用国家法定计量单位；字体高度一般不小于4mm ，数字均用工程数字书写，数字高度一般为3～4mm 。
(4) 比例。所有图形均应尽可能按比例绘制，平面、立面图一般采用1:100、1:200，也可用1:150，结构构件图一般为1:50，也可用1:30、1:40；节点详图一般为1:10、1:20。如确实需要，可在一个图形中采用两种比例(如桁架图中的桁架尺寸与截面尺寸) 。
(5) 尺寸标注(图3.3-1) 。施工详图的尺寸由尺寸线、尺寸界线、尺寸起止点(45°短斜线) 组成；尺寸单位除标高以m 为单位外，其余尺寸均以mm 为单位，且尺寸标注时不再书写单位。一个构件的尺寸线一般为三道，由内向外依次为：加工尺寸线、装配尺寸线、安装尺寸线。
当构件图形相同，仅零件布置或构件长度不同时，可用一个构件图形及多道尺寸线表示A 、B 、C ??等多个构件，但最多不超过5个。
(6) 符号及投影。如图3.3-2所示，详图中常用的符号有剖面符号、剖切符号、对称符号，此外还有折断省略符号及连接符号、索引符号等，同时还可利用自然投影表示上下及侧面的图形。
图3.3-1 构件详图的尺寸线
用于构件A用于构件B用于构件C
（a）（b）
图3.3-2 详图符号及投影之一
（c）
1—剖面符号；2—剖切符号；3—右侧自然投影；4—上侧自然投影；5—对称符号；6—断开符号
① 剖面符号。用以表示构件主视图中无法看到或表达不清楚的截面形状及投影层次关系，剖面线用粗实线绘制，编号字体应比图中数字粗大一号。
② 剖切符号。剖切符号图形只表示剖切处的截面形状，并以粗线绘制，不做投影。 ③ 对称符号。若构件图形是中心对称的，可只画出该图形的一半，并在对称轴上标注对称符号即可。
④ 折断省略符号及连接符号(图3.3-3) 。二者均为可以简化图形的符号。即当构件较长，且沿长度方向形状相同时，可用折断省略号断开，省略绘制(图中a) 。若构件B 与构件A 只有某一端不相同，则可在构件A 图形(图中b) 上一确定位置加连接符号(旗号) ，再将构件B 中与构件A 不同的部位以连接符号为基线绘制出来，即为构件B(图中c) 。
图3-10 详图符号之二
1—折断省略符号；2—连接符号；3—构件A ；4—构件B
(c)
⑤ 索引符号。为了表示详图中某一局部的节点大样或连接详图，可用索引符号进行索引，然后将节点放大显示。索引符号的圆及直径均以细实线绘制，圆的直径一般为10mm ，被索引
的节点可在同一张图中绘制，也可在另外的图纸绘制，并分别以图3.3-4表示：
5
55J107
本图索引索引2号图5号节点J107图集中2号图5号节点
图3.3-4 详图中索引符号 图3.3-5 索引剖面详图的索引符号
同时索引符号也可用于索引剖面详图，在被剖切的部位绘制剖切位置线，并以引出线引出索引符号(图3.3-5) ，引出线所在的一侧应为剖视方向。
⑥ 定位轴线。绘制平、立面布置图以及构件定位轴线时，应标注轴线，详图轴线编号应与设计图相同，轴线编号应以圆圈中字母表示柱列线，圆圈中数字表示柱行线。
2. 常用型钢标注方法
施工详图中常用型钢的标注方法见表3.3-3所示。
表3.3-3 常用型钢标注方法
续表
3. 螺栓、螺栓孔及电焊铆钉的表示方法
施工详图中螺栓、螺栓孔及电焊铆钉的表示方法见表3.3-4所示。
表3.3-4 螺栓、孔、电焊铆钉的表示方法
4. 常用焊缝符号表示方法
施工详图中焊缝符号表示方法应符合《建筑结构制图标准》GB50105和《焊缝符号表示法》GB/T324的规定，完整的焊缝符号一般包括基本符号、指引线、补充符号、尺寸符号及数据等。为了简化，在图样上标注焊缝时通常只采用基本符号和指引线，其他内容一般在焊接工艺规程中明确。常用焊缝符号表示方法如下：
(1) 单面焊缝标注方法
① 当箭头指向焊缝所在的一面时，应将图形符号和尺寸标注在横线的上方(图3.3-6a) ；当箭头指向焊缝所在另一面（相对应的那面）时，应将图形符号及尺寸标注在横线的下方（图3.3-6b ）。
② 表示环绕工件周围的焊缝时，其围焊焊缝符号为圆圈，绘在引出线的转折处，并标注焊脚尺寸K （图3.3-6c ）。
a
(b)
(c)
图3.3-6 单面焊缝的标注方法
(2) 双面焊缝标法方法
双面焊缝的标注，应在横线的上、下都标注符号和尺寸。上方表示箭头一面的符号和尺寸，下方表示另一面的符号和尺寸（图3.3-7a ）；当两面的焊缝尺寸相同时，只需要在横线上方标注焊缝的符号和尺寸（图3.3-7b 、c 、d ）。
1
a
(a)
(b)
(c)
(d)
图3.3-7 双面焊缝的标注方法
(3) 3个或3个以上焊件焊缝标注方法
3个和3个以上的焊件相互焊接的焊缝，不得作为双面焊缝标注。其焊缝符号和尺寸应分别标注（图3.3-8）。
图3.3-8 3个以上焊件的焊缝标注方法
(4) 一个焊件带坡口的焊缝标注方法
相互焊接的2个焊件中，当只有1个焊件带坡口时（如单面V 形），引出线箭头必须指向带坡口的焊件（图3.3-9）。
图3.3-9 1个焊件带坡口的焊缝标注方法
(5) 不对称坡口焊缝的标注方法
相互焊接的2个焊件，当为单面带双边不对称坡口焊缝时，引出线箭头必须指向较大坡口的焊件（图3.3-10）。
图3.3-10 不对称坡口焊缝的标注方法
(6) 不规则焊缝的标注方法
当焊缝分布不规则时，在标注焊缝符号的同时，宜在焊缝处加中实线（表示可见焊缝），或加细栅线（表示不可见焊缝）（图3.3-11）。
不能标注
图3.3-11 不规则焊缝的标注方法
(7) 相同焊缝符号标注方法：
① 在同一图形上，当焊缝型式、断面尺寸和辅助要求均相同时，可只选择一处标注焊缝的符号和尺寸，并加注“相同焊缝符号 ”，相同焊缝符号为3/4圆弧，绘在引出线的转折处（图3.3-12a ）。
② 在同一图形上，当有数种相同的焊缝时，可将焊缝分类编号标注。在同一类焊缝中可选择一处标注焊缝符号和尺寸。分类编号采用大写的英文字母A 、B 、C ??（图3.3-12b ）。
或
(a)
(b)
图3.3-12 相同焊缝的表示方法
(8) 现场焊缝的表示方法
需要在施工现场进行焊接的焊件焊缝，应标注“现场焊缝”符号。现场焊缝符号为涂黑
的三角形旗号，绘在引出线的转折处(图3.3-13) 。
或
图3.3-13 现场焊缝的表示方法
(9) 较长焊缝的标注方法
图样中较长的角焊缝（如焊接实腹钢梁的翼缘焊缝），可不用引出线标注，而直接在角焊缝旁标注焊缝尺寸值K （图3.3-14）。
图3.3-14 较长焊缝的标注方法
(10) 熔透角焊缝的标注方法
熔透角焊缝的符号应按图3.3-15方式标注。熔透角焊缝的符号为涂黑的圆圈，绘在引出线的转折处。
(11) 局部焊缝应按图3.3-16方式标注。
不宜标注
图3.3-15 熔透角焊缝的标注方法
3.3.2 施工详图绘制内容 施工详图的图纸内容主要有： (1) 图纸目录。
(2) 施工详图总说明。根据设计图总说明编写，内容一般应有设计依据、设计荷载、工程概况和对材料、焊接、焊缝质量等级、高强度螺栓摩擦面抗滑移系数、预拉力、构件加工、预拼装、防锈与涂装、安装等施工要求及注意事项等。
(3) 结构和构件布置图。依据设计图，以同一类构件系统(如屋盖、刚架、吊车梁、平台等) 为绘制对象，绘制本系统构件的平面布置和剖面布置，并对所有的构件编号。布置图尺寸应标明各构件的定位尺寸、轴线关系、标高以及构件表、设计说明等。
(4) 构件(节点) 加工详图。构件加工详图按设计图及布置图中的构件编制，一般包括节点详图、杆件详图和板件详图，主要供加工厂加工构件和组装构件用，也是构件出厂运输的构件单元图，绘制时应按主要表示面绘制每一构件的图形零配件及组装关系，并对每一构件中的零件编号，编制各构件的材料表和本图构件的加工说明等。绘制桁架式构件时，应放大样确定杆件端部尺寸和节点板尺寸。
(5) 零件加工图。包括各板件的下料图、各零件的机械加工图等图纸，是生产车间加工用的图纸。
(6) 安装图。包括锚栓布置图、结构布置图和构件相互连接处的构造关系图等，是现场施工安装最重要的指导性文件。
(7) 材料清单。材料清单是施工详图中的一项主要内容，是计算工程量的重要依据。材料
清单常随构件详图一起编制，有时单独编制。
3.3.3 施工详图绘制方法 1. 布置图的绘制方法
(1) 绘制结构的平面、立面布置图，构件以粗单线或简单外形图表示，并在其旁侧注明标号，对布置统一的同号构件，可以用指引线统一注明标号。
(2) 构件编号一般标注在表示构件的主要平、剖面上，在一张图上同一构件编号不宜在不同图形中重复表示。
(3) 因细节不同(如孔、切槽等) 的构件均应单独编号，对安装关系相反的构件，一般可将标号加注角标来区别，杆件编号均应有字母代号，一般可采用同音的拼音字母，如：钢柱——GZ ，钢梁——GL ，刚架——GJ ，檩条——LT ，钢屋架——GWJ ，支撑——ZC 等。
(4) 构件均应与轴线有定位关系尺寸，对槽钢、Ｃ型钢截面应标示肢背方向。 (5) 平面布置图一般可用1:100、1:200比例绘制。
(6) 图中剖面尽可能利用对称关系，参照关系或转折剖面简化图形。 2. 构件图的绘制方法 构件图以粗实线绘制。
(1) 每个构件均应按布置图上的构件编号绘制成详图，构件编号用粗线标注在图形下方，图纸内容及深度应能满足制造加工要求。一般包括：
① 构件本身的定位尺寸、几何尺寸；
② 标注所有组成构件的零件间的相互定位尺寸，连接关系；
③ 标注所有零件间的连接焊缝符号及零件上的孔、洞及其相互关系尺寸； ④ 标注零件的切口、切槽、裁剪的大样尺寸； ⑤ 构件上零件编号及材料表；
⑥ 有关本图构件制作的说明(相关布置图号、制孔要求、焊缝要求等) 。
(2) 构件的图形应尽量按实际位置绘制，以有较多尺寸的一面为主要投影面，必要时再以顶视、底视或侧视图等作为补充投影，或另剖剖面图表示。
(3) 构件与构件间的连接部位，应按设计图提供的内力及节点构造进行连接计算及螺栓与焊缝的布置，选定螺栓数量，焊脚厚度及焊缝长度；对组合截面构件还应确定缀板的截面与间距。对连接板、节点板、加劲板等，按构造要求进行配置放样及必要的计算。
(4) 构件图形一般应选用合适的比例绘制(1:10、1:15、1:20、1:50等), 对于较长、较高的构件，其长度、高度和截面尺寸可用不同的比例表示。
(5) 构件中每一零件均应编零件号，编号应尽量按主次部位顺序编号，相反零件可用相同编号，但需在材料表中的正反栏内注明。材料表中应注明零件规格、数量、重量及制作要求(如刨边、端铣、热处理等) ，对焊接构件宜在材料表中附加构件重量1.5%的焊缝重量。
(6) 除标高外，图中所有尺寸均以mm 为单位，一般应分别标注构件控制尺寸，各零件相关尺寸，对斜尺寸应注明其斜度，当构件为多弧形构件时，应分别注明每一弧形尺寸相对应的曲率半径。
(7) 对较复杂的零件或交汇尺寸，应通过放样(比例不小于1:5)或绘制展开图来确定尺寸(图3.3-17) 。
图3.3-17
(8) 构件间以节点板相连时，应在节点板连接孔中心线上注明斜度及相连的构件号(如图3.3-18) 。
图3.3-18 节点板相连构件关系尺寸的标注
3. 施工详图绘制软件
施工详图绘制是一项劳动量很大并且非常繁琐的工作，如果完全靠手工操作，既费时费力，又容易出错。因此国内外很多单位和研究人员开发了大量施工详图绘图软件，如AutoCAD 、Xsteel 等；有的在计算分析软件的基础上，开发后处理系统(即详图绘制系统) ，如MstCAD 、3D3S 等；还有的是直接在数控机床上设置链接口，把数据直接链接到加工设备，完成加工任务，如数控相贯线切割机等。随着科学技术的不断发展，必将有更方便的专用软件，解决繁琐的详图绘制工作。
复习思考题
3-1 简述施工详图与设计图的相互关系。
3-2 施工详图的主要内容有哪些？构件截面大小有哪个阶段进行设计？ 3-3 材料采购清单编制有哪些要求？
3-4 计算加肋焊接空心球φ650×25分别与φ180×10和φ299×10钢管匹配时的承载力设计值。
3-5 对于图3.2-10a ，当l 1=300m ，t =10mm，材质为Q235B 时，节点板自由边是否需要加强？为什么？
h f =6mm，L w =80mm ，f f w =160N/mm, 3-6 对于表3.2-8中序号“2”的图，当N =100000N ，
2
试问侧焊缝是否满足要求。
3-7 对摩擦型高强度螺栓(螺栓直径为M20，强度等级为10.9级) ，试问当N=500KN时需多少高强度螺栓？已知：材质为Q345B ，摩擦面经喷丸后涂无机富锌漆，n f =1。
3-8 在常用焊缝的表示方法中，熔透角焊缝的符号是什么？应标注在引出线的什么位置？
3-9 写出不对称双面坡口焊缝的标注方法，说明各符号的含义。 3-10 完整的焊缝符号一般应包含哪些内容？举例说明。
范文四：建筑钢结构制作工艺学
第8章 钢结构预拼装
8.1 概述
钢结构由很多构件(杆件和节点) 通过螺栓或焊缝连接在一起，一些大型构件由于受到运输条件、起重能力等的限制不能整体出厂(小型构件可以在工厂内加工完后直接运到施工现场) ，必须分成若干段(或块) 进行加工，然后运至施工现场后进行拼装。为保证施工现场顺利拼装，应在出厂前对各分段(或分块) 进行预拼装。另外，还应根据构件或结构的复杂程度、设计要求或合同协议规定，对结构在工厂内进行整体或部分预拼装。
预拼装时构件或结构应处于自由状态，不得强行固定。预拼装完成后进行拆卸时，不得损坏构件，对点焊的位置应进行打磨，保证各个接口光滑整洁。
8.2 预拼装方法及要求
8.2.1 预拼装分类及方法 1. 预拼装分类
根据构件、结构的不同类型和要求，预拼装可分为：构件预拼装、桁架预拼装、部分结构预拼装和整体结构预拼装。
(1) 构件预拼装：由若干分段(或分块) 拼装成整体构件。
(2) 桁架预拼装：桁架预拼装又可分为分段桁架对接预拼装和散件预拼装。当分段桁架组装完成后能够满足运输要求时，分段桁架在工厂焊接成形后进行对接预拼装，称为分段桁架对接预拼装；当分段桁架焊接成形后的尺寸超过运输条件时，一般采用散件(即杆件和节点) 在工厂加工完后进行预拼装，然后把散件直接运到施工现场，称为散件预拼装。
(3) 部分结构预拼装：当结构很复杂、体量很大或受到预拼装场地及条件限制，无法进行整体结构预拼装时，可采用部分结构预拼装。部分结构预拼装时可选取标准结构单元或相邻结构单元进行预拼装，当采用标准结构单元预拼装时，可只选取其中一个或几个单元进行预拼装；当采用相邻结构单元预拼装时，应考虑与上下、左右、前后单元都进行预拼装。
(4) 整体结构预拼装：整体结构完整在工厂内进行预拼装，这种方法只适应于小规模、特别复杂、特别重要的结构，一般较少采用。
2. 预拼装方法
预拼装方法一般分为平面预拼装(也称卧拼) 和立体预拼装(也称立拼) 。当为平面结构时，一般采用平面预拼装，当为空间结构时可采用平面预拼装或立体预拼装。
8.2.2 预拼装要求 1. 预拼装应符合下列要求
(1) 所有进行预拼装的构件加工质量应符合设计和相关规范的要求。
(2) 预拼装场地所用的支撑凳(胎架) 或平台应测量找平，预拼装完成后进行测量时，应拆除全部临时固定或拉紧装置。
(3) 如为螺栓连接的结构，在预拼装时所有节点连接板均应装上，除检查各尺寸外，还应采用试孔器检查板叠孔的通过率，并符合下列规定：
① 当采用比孔公称直径小1.0mm 的试孔器检查时，每组孔的通过率不应小于85%； ② 当采用比螺栓公称直径大0.3mm 的试孔器检查时，通过率为100%。
(4) 预拼装测量时间应在日出前、日落后或阴天进行；测量用的量具应与施工现场统一，并与标准尺比对，根据比对偏差对长度进行修正。
(5) 预拼装检验合格后，应在构件上标注定位线、中心线、标高基准线等，需要时还可以在构件上焊上临时定位器，以便于按预拼装的定位结果进行安装。对大型或复杂构件还应表明重量、重心位置，防止构件在起吊和运输过程中发生变形或危险。
(6) 预拼装尺寸应考虑焊接收缩等拼装余量。 2. 预拼装允许偏差
构件预拼装的允许偏差应符合表8.2-1的要求。
表8.2-1 构件预拼装的允许偏差(mm)
8.2.3 预拼装主要工具、量具 预拼装主要工具、量具见表8.2-2。
表8.2-2 构件预拼装主要工具、量具
8.3 典型结构预拼装实例
8.3.1 大跨度钢管桁架结构预拼装
大跨度钢管桁架结构一般是指由钢管构件组成的桁架结构；根据桁架截面形状不同，可分为平面桁架和立体桁架，立体桁架断面有三角形(正放或倒置) 、四边形及多边形等。钢管桁架的弦杆可以是直杆或曲杆(弧形) ，还可以在钢管内穿预应力索而成为预应力立体桁架。桁架主要施工环节为：施工详图设计、杆件工厂加工、组装、预拼装和现场组装、安装等；其中工厂预拼装方法可分为：分段对接预拼装和散件预拼装，具体采取哪种预拼装方法，应根据桁架组装后能否符合运输条件和施工现场吊装能力来确定。
近几年来，随着经济实力的增强和社会发展的需要，我国在大跨度钢管桁架结构领域得到了迅猛的发展，特别在大跨度公共建筑中应用非常广泛，如机场航站楼、会展中心、火车站房、体育场馆、大剧院等。
工程实例：上海松江大学城资源共享区体育馆钢结构工程 1. 工程概况
松江大学城资源共享区体育馆工程为松江大学城的主要硬件设施之一，是松江大学城资源共享区的重要组成部分，位于松江文汇路以南，文翔路以北，龙腾路以东，龙城路以西，俯视平面为椭圆型，建筑面积28767m 2，场馆可容纳观众8000多人，见图8.3-1。
体育馆钢结构屋盖主桁架为大跨度钢管桁架结构，跨度126.133m ，重量约180吨。桁架断面为倒三角形，三根弦杆布置于三角形的三个顶点上。上、下弦杆采用弧形钢管，上弦钢管规格为φ711×20mm ，下弦钢管规格为φ711×30mm 。上下弦间腹杆规格为φ273×8mm ，上弦之间连杆规格为φ406×8mm ，主桁架之间的连杆为φ406×8mm ，见图8.3-2。整个屋盖系统由主桁架、横向连杆以及V 型支撑组成，横向连杆为变截面形式，采用φ711×16mm 、φ610×16mm 钢管。
图8.3-1 松江大学城资源共享区体育馆 图8.3-2 钢结构屋盖主桁架效果图
2. 主桁架结构特点
(1) 弦杆的弯弧加工采用在大型油压机上逐步压制成形法，其成形尺寸将直接影响桁架的整体外形，所以弦杆弯弧加工精度要求高。
(2) 桁架外形尺寸大、重量重，分段组装后无法运输，因此采取在工厂内散件加工、散件整体预拼装，运至施工现场进行拼装的方法。
(3) 桁架矢高达到12m ，整体预拼装胎架搭设需求量大。
3. 主桁架工厂整体预拼装工艺 (1) 桁架工厂整体预拼装方法的确定
根据桁架特点，桁架工厂预拼装采取散件预拼装法。
(2) 桁架工厂整体预拼装工艺
① 桁架工厂整体预拼装工艺流程见图8.3-3所示。 ② 桁架工厂整体预拼装要点
a) 桁架整体预拼装胎架设置。桁架预拼装胎架设置应方便、牢固，满足杆件定位、装拆、起吊等工序要求。支撑桁架弦杆的胎架间距不能过长，每段弦杆预拼装时下方不少于3个支撑点，并要求均匀分布，在接口附近应设置支撑胎架，以保证杆件端部定位的准确性。
在桁架投影线平面位置，以投影线为基准布置拼装胎架，胎架应具有足够刚度和稳定性，以满足桁架整体预拼装的承重要求。
b) 桁架预拼装。预拼装前，先在胎架上划出定位线，以定位线为基准依次进行桁架杆件的拼装，在拼装过程中对定位点进行临时固定。桁架在定位焊接过程中应严格控制焊接工艺，由持证合格焊工施焊，确保焊缝质量，焊接应牢固满足预拼装要求。
c) 预拼装检验。桁架整体预拼装完成后，对桁架进行检验，检测内容主要有：桁架整体外形尺寸；桁架各杆件对接口错边及间隙的大小；记录检测、测量的有关数据。
图8.3-3 桁架工厂预拼装工艺流程图
d) 标记、标识。桁架整体预拼装合格后，在各杆件接口处标注出相应编号、定位线等标记，以便现场组装。
e) 主桁架工厂散件整体预拼装示意图和照片见图8.3.4所示。
a 平面投影放样
b 胎架搭设
c 弦杆定位
d 腹杆定位
e 实景
图8.3-4 桁架预拼装示意图
8.3.2 大跨度型钢桁架结构预拼装
大跨度型钢桁架结构是由焊接型钢或轧制型钢组合而成的桁架结构；根据桁架截面形状不同可分为平面型钢桁架和立体型钢桁架。这类桁架一般都属于超大、超重结构，每榀桁架重量少则几十吨，多则上百吨，甚至几百吨或上千吨。
大跨度型钢桁架在实际生产制造中，常常被分解成多个加工分段，每个加工段制作完成后再进行预拼装，然后运至施工现场，再在施工现场拼装成整榀桁架或吊装单元。工厂预拼装一般采用分段对接预拼装方法。
工程实例：新建虹桥交通枢纽中心虹桥站站房主体钢结构工程 1. 工程概况
新建虹桥交通枢纽中心是集城市轨道交通、京沪高铁、磁悬浮等一体的现代化综合性交通枢纽中心，位于上海虹桥机场西侧，是铁路华东地区的重要枢纽之一。
高铁虹桥站总建筑面积24万平方米，它由新建主体站房、无站台柱雨棚、南北辅助办公楼、站场设备房四部分组成，见图8.3-5。主体站房为5层结构，地上二层，地下三层，其中地下二层及地下三层为虹桥地铁西站。地上站房-2.550m ～10.000m 为1400mmx1400mm 箱形混凝土柱与高为3.5m 的大跨度型钢桁架组成的框架体系；横向框架最小跨度为21.0m ，最大跨度为24.0m ；纵向框架最小跨度为12.0m ，最大跨度为46.050m 。桁架现场安装见图8.3-6。
图8.3-5 虹桥交通枢纽中心效果图 图8.3-6 虹桥交通枢纽桁架现场安装
2．桁架结构特点
(1) 桁架最大跨度46.050m ，高3.5m ，单榀重达230吨，属于超重、超大型桁架。
(2) 桁架为焊接H 型构件、焊接箱型构件或焊接日字形构件的型钢桁架，弦杆外侧设有连接牛腿。桁架制作焊接工作量大，焊接变形控制难度大。
(3) 受加工、运输条件的限制，桁架工厂制作被分成四个加工段，所有加工段制作完成后进行预拼装；由于桁架重量达230吨，每个加工段重量达50多吨。因此，对预拼装场地、预拼装胎架和行车要求都非常高。
3．桁架工厂预拼装工艺 (1) 桁架工厂预拼装方法的确定
根据桁架制作工艺，工厂预拼装采取分段对接预拼装法。
(2) 桁架工厂预拼装工艺
① 桁架预拼装工艺流程见图8.3-7所示。 ② 桁架工厂预拼装要点
a) 桁架工厂预拼装胎架设置。胎架的设置应方便、牢固，满足分段桁架(杆件) 定位、装拆、起吊等工序的要求。分段桁架采取卧式预拼装，支撑桁架弦杆的胎架间距不能过长；由于分段桁架重量较重，每分段桁架上下弦杆预拼装时下方不少于3个支撑点，并要求均匀分布；在桁架接口附近应设置支撑胎架，以保证杆件端部定位的准确性。
图8.3-7 桁架预拼装工艺流程
在桁架投影线平面位置，以投影线为基准布置拼装胎架。胎架应具有足够刚度和稳定性，以满足预拼装桁架的承重要求。
b) 分段桁架预拼装。预拼装前，先在胎架上划出定位线，以此为定位基准依次进行分段桁架的预拼装，在预拼装过程中应对定位点进行临时固定。分段桁架之间的对接定位焊应由焊接技术好的持证焊工施焊。
c) 预拼装检验。分段桁架预拼装完成后，对桁架进行检验，检测内容主要有：桁架预拼装外形尺寸；桁架各杆件对接口错边及间隙的大小；记录检测、测量的有关数据。
d) 标记、标识。桁架预拼装合格后，在分段桁架杆件接口处标注出相应编号、定位线等标记，以便现场组装。
e) 桁架预拼装示意图见图8.3-8所示。
a 桁架平面投影放样
b 胎架搭设
c 钢柱及第一段桁架定位
d 第二段桁架定位
e 第三段桁架定位
f 第四段桁架定位
图8.3.8 桁架预拼装示意图
8.3.3 多面体空间刚架结构预拼装
多面体空间刚架结构作为一种新型结构体系，不同于传统的空间网格结构、桁架结构，它极大地丰富了建筑结构选形。多面体空间刚架结构具有杆件排列不规则、构件种类及数量多、外形及焊缝质量要求高、空间位置及构造复杂等特点。 此类结构体系在我国实际工程中已成功应用。
工程实例：国家游泳中心——“水立方”钢结构工程 1. 工程概况
国家游泳中心——“水立方”建筑造型看上去像一个装满水的立方体，它是由中国建筑工程总公司牵头，由中建国际设计顾问有限公司、澳大利亚PTW 公司、澳大利亚ARUP 公司组成的联合体设计，融建筑设计与结构设计于一体，体现了“水立方”的理念。该结构设计新颖、独特，与国家体育场鸟巢共同构成2008年北京奥运会两大精品工程。见图8.3-9和图8.3-10。
图8.3-9 国家游泳中心外景 图8.3-10 国家游泳中心内景
国家游泳中心——“水立方”长宽高分别为177.338m ×177.338m ×30.636m ，赛时总建筑面积约8万m 2。可容纳观众17000人，其中永久座位6000座，临时坐席11000座。屋盖及墙体结构均为“多面体空间刚架结构”，见图8.3-11。它由球节点、焊接矩形管、圆管等三种基本构件组成。计算杆件单元为20670根，其中焊接矩形钢管为9199根，圆钢管为11471根。计算节点为10075个，其中焊接球节点9309个(整球4281个，异形球5208个) ，相贯节点1441个。整个工程基本构件总计29979件。
(a) 墙体结构 (b) 屋盖结构
图8.3-11 多面体空间刚架结构
2. 结构特点
(1) 构件、节点数量多、种类多。
(2) 构件的空间位置复杂，构件之间纵横交错，
呈现出一种“随机、无序”的状态，每
个构件 的空间位置均不相同。
(3)构件外形要求高：为了使建筑外形看起来方方正正，像一个立方体一样，墙面及屋面的内外表面杆件全部采用焊接的矩形截面杆件，而球节点全部采用表面削平的空心球体， 从而使得所有内外表面都为平面。
3. 工厂预拼装工艺 (1) 工厂预拼装单元的划分
国家游泳中心这一新型复杂空间结构(墙面和屋面均为刚架结构，见图8.3-12、图8.3-13) ，体量大，工厂无法满足整体预拼装，采取了部分结构预拼装方法。即将整个结构划分为多个结构单元，然后抽取部分典型结构单元进行预拼装。
图8.3-12 刚架结构轴侧图 8.3-13 刚架结构平面图
(2) 工厂预拼装工艺
① 工厂预拼装工艺流程见图8.3-14所示。 ② 刚架结构工厂预拼装要点
a) 刚架结构工厂预拼装胎架设置。空间刚架结构预拼装是以球节点为基准，所以支撑胎架设置为托架形式(用于支撑预拼装的球节点) 。胎架应具有足够的刚度和稳定性，以满足刚架预拼结构单元的承重要求。支撑托架数量和设置位置由节点数和节点平面投影位置确定，搭设高度应为预拼装时节点的空间高度减去球体半径。
b) 刚架结构拼装工艺。预拼装前，在胎架上划出定位线，以定位线为基准依次进行刚架球节点的固定，然后再进行节点之间的杆件拼装。为保证刚架定位焊接质量符合预拼装要求，预拼装后杆件端部光顺圆滑，定位焊应由焊接技术好的持证焊工施焊。
c) 预拼装检验。刚架预拼装结构单元所有节点、杆件定位后，进行整体检测，检测内容主要有：预拼装结构单元外形尺寸；检验各节点与杆件相贯口间隙的大小；记录检测测量的有关数据。
d) 标记、标识。由于多面体空间刚架结构节点、杆件数量多，而且外形形状基本相似；所以预拼装后杆件(节点) 标记、标识在结构中显得特别重要。每个结构单元预拼装后应在节点和对应杆件处标上相应编号、定位线等标记，以方便现场拼装。 e) 刚架结构工厂预拼装示意图见图8.3-15所示。
a 刚架平面投影放样
图8.3-14 刚架结构预拼装工艺流程
b 胎架搭设
c 刚架球节点定位
d 刚架杆件定位
图8.3-15 刚架结构预拼装示意图
8.3.4 多、高层钢结构预拼装 工程实例：杭州万银大厦钢结构工程 1. 工程概况
杭州万银大厦位于杭州市钱江新城核心区块，是一座集商务、办公、营业为一体的智能化高档办公楼，项目总建筑面积约9.2万平方米。主楼地下3层，地上45层，顶层标高176.200m ，结构体系为钢结构框架—钢筋砼核心筒结构体系，见图8.3-16。
主楼钢柱共有17根，其中14根地下部分(标高-10.550 m—-0.050m) 为焊接十字型钢柱，截面规格为：＋800×300×20×32mm ，地上部分(标高 -0.050m —176.200m) 为焊接箱形柱，截面规格为：□800×32mm 、□800×28mm 、□800×25mm 、□800×20mm 四种。其余3根为箱形柱，规格为□500×20mm ，标高为-3.950 m —66.420m 。裙楼共四层，标高为-3.950m —18.585m ；钢柱为箱形柱，共24根，规格有□600×400×18mm 、□400×16mm 两种。楼层采用焊接H 型钢梁，主要截面高度有750mm 、700mm 和650mm 三种，楼板采用压型钢板组合楼板。
2. 钢结构特点
(1) 本工程为典型的高层钢结构框架—钢筋砼核心筒结构，沿主楼向上设置有三道外伸桁架；外伸桁架将外围的钢框架柱与中间的钢筋砼核心筒结构连成整体，共同抵抗水平荷载作用。
(2) 外伸桁架尺寸42.0×5.55m ，采用大跨度型钢桁架，桁架散件制作后进行工厂预拼装。
(3) 外框架钢柱牛腿与楼层梁，以及柱之间的斜向支撑等连接均采取了栓焊节点形式，因此螺栓孔数量多，螺栓孔加工准确与否，直接影响现场安装穿孔率。
3. 工厂预拼装 (1) 预拼装方法确定
根据框架结构特点，工厂预拼装方法主要包含两方面：外伸桁架的预拼装采取散件预拼装法；框架柱梁的工厂预拼装采取部分结构预拼装法。
下面以外伸桁架工厂预拼装为例说明。 (2) 外伸桁架工厂预拼装
① 桁架工厂预拼装工艺流程见图8.3-17所示。 ② 桁架工厂预拼装工艺
a) 桁架工厂预拼装胎架设置。桁架采取散件整体预拼装法，胎架的设置应方便桁架钢柱、弦杆和腹杆的定位、装拆、起吊等工序要求。桁架为卧式预拼装，支撑桁架杆件的胎架间距不能过长，每根弦杆下方支撑点数不得少于3个，且要求均匀分布，在接口附近应设置
支撑胎架，以保证杆件端部定位的准确性。在桁架投影
图8.3-17 桁架工厂预拼装工艺流程
8.3-16 杭州万银大厦效果图
平面位置，以投影线为基准布置预拼装胎架，胎架应具有足够刚度和稳定性，以满足预拼装桁架的承重要求。
b) 桁架工厂预拼装工艺。预拼装前，在胎架上划出定位线，以此为定位基准依次进行桁架杆件的拼装并固定。进行桁架弦杆一端(预留) 连接螺栓孔的加工。利用普通(临时) 螺栓将桁架杆件和所有连接板连接，拼装成桁架整体。
c) 预拼装检验。桁架整体预拼装完成后，对桁架进行检验，检测内容主要有：测量桁架尺寸；检验桁架各杆件接口的错边及间隙的大小；采用试孔器检查节点处板叠孔的通过率；记录检测、测量的相关数据。
d) 标记、标识。桁架整体预拼装合格后，在各杆件接口处标注出相应编号、定位线等标记，以便现场整体组装。
e) 外伸桁架预拼装示意图见8.3-18所示。
b 胎架搭设
a 桁架平面投影放样
c 钢柱定位
d 弦杆定位
f 预留端螺栓孔加工
e 腹杆定位
图8.3-18 外伸桁架预拼装示意图
8.3.5 高耸钢结构预拼装
工程实例：广州新电视塔钢结构工程 1. 工程概况
广州新电视塔高610米，由一座高454米的主塔体和高156米的天线桅杆构成。该结构设计新颖、造型优美、线条流畅、结构独特，建成后，已成为广州市的标志性建筑，见图8.3-19。
广州新电视塔由钢结构外筒和钢筋混凝土内筒组成，钢结构外筒由钢管构件构成，包括钢管混凝土立柱、钢管环梁和钢管斜撑。钢管混凝土立柱为锥型钢管柱，共24根，呈倾斜布置，倾角各不相同；立柱直径与壁厚沿高度变化，由底部外径Φ2000mm 、壁厚50mm 缩至顶部外径Φ1200mm 、壁厚30mm ；钢材材质为Q345GJC ，管内填充C60高强混凝土。斜撑截面尺寸为Φ700～Φ850mm ，壁厚30～40mm ，材质为Q345GJC 和Q390GJC ，通过在柱上焊出的牛腿与柱连接。环梁截面尺寸为Φ700～Φ800mm ，壁厚25～30mm ，材质为Q345GJC ；环梁共有46组，环梁的间距由腰部的8m 向上向下递增，至塔顶及底部时为12.5m 。环梁与水平面成15.5°夹角，通过在柱上焊出的外伸连接件与柱连接。每道环梁每个分段均为曲线，有24个分段组成一个椭圆形封闭环。
图8.3-19 广州新电视塔效果图
2. 工程特点
外筒所有构件都呈空间三维倾斜，又附带各种节点分段，空间定位非常困难。24根锥型圆管柱由4296节锥型管节装焊而成，累积误差控制较难。1104个圆管相贯节点，对接口精度要求比较高。
外筒钢立柱的安装精度为1/2000，且不大于5mm ，远远高于一般超高层建筑和塔桅结构的安装精度。对钢构件加工精度提出了更高的要求。
为有效控制外筒构件制作误差，保证构件在高空安装时的精度，对所有构件进行工厂预拼装。
3. 外筒钢构件工厂预拼装工艺 (1) 预拼装单元划分
由于主塔体高454m ，不可能进行整体预拼装，因此采取了部分结构预拼装方法。把主塔体沿高度方向分成了9个预拼装阶段，见图8.3-20。由于主塔体水平投影尺寸较大，在底部椭圆达到80m ×60m ，顶部54m ×40.5m ，工厂一般没有如此大的拼装场地平台。因此将整个外
筒沿椭圆周长方向分为6个分区，见图8.3-21。这样沿高度方向和水平方向共分成54个结构单元进行预拼装。同时，在高度方向和水平方向均保留相邻单元构件(即共用构件) 与下一单元进行预拼装，以保证每个分区相互之间均经过预拼装。
图8.3-21 周长方向预拼装单元划分
图8.3-20 高度方向预拼装单元划分
(2) 预拼装工艺
① 预拼装共用构件的设置
主塔体预拼装沿高度方向分成9个分区，周长方向分成6个分区，各分区沿高度方向和周长方向存在与相邻单元之间的接口，因此，在沿高度方向和周长方向各设置共用构件，即图8.3-20中的6、10、14、20、26、32、38、44号环和图8.3-21中的1、5、9、13、17、21轴立柱为预拼装时的共用构件，以保证所有分区相互之间均经过预拼装(俗称姐妹段预拼装，见图8.3-22和8.3.23) 。
图8.3-22 沿高度方向共用构件 图8.3-23 沿周长方向共用构件
② 外筒钢结构工厂预拼装工艺流程见图8.3-24所示。 ③ 预拼装放样及胎架搭设。外筒钢结构预拼装采取卧式拼装的方法。首先放出预拼装单元中心线的平面投影线，然后以此线为基准搭设预拼装胎架，搭设时注意以下几点：
a) 对各预拼装单元设定水平基准面，以此平面放出钢柱、环梁和支撑投影中心线。
b) 本工程预拼装为卧式预拼装，各胎架位置及标高均需在计算机实体模型中测得；各胎架与钢管柱之间采用模板定位，模板需采用数控切割，以保证胎架定位精度。
c) 胎架需具有足够的承载力，且预拼装场地应铺设钢板或在胎架下部设置型钢，以避免构件重量过大引起沉降，导致胎架发生变形。
预拼装胎架搭设完成后，应对其进行整体检测，所有检测数据均应做好记录。检测合格后进行预拼装。
④ 构件定位
a) 按先钢柱后环梁，最后斜撑的总体拼装顺序，从中心向两边依次将构件定位至胎架上。
b) 各钢柱定位时，以柱顶端铣面为基准，保证节点牛腿位置和倾斜角度的准确性。
c) 环梁及支撑定位，控制与钢柱及牛腿对接口间距及错边量。
⑤ 检测、测量
各构件预拼装后进行整体检测、测量，对局部超差部位进行矫正，并记录测量数据。
图8.3-24 外筒钢结构工厂预拼装工艺流程
⑥ 标记和脱模预拼装完成后，在构件上进行标记。环梁在两端标明各自对应的轴线号，斜撑在两端标明上端和下端，明确现场安装方向；同时在连接处打上对合标记线，作为现场安装的依据。接着进行下一分区钢构件预拼装，依次类推，直至完成外筒所有钢构件的预拼装。
⑦ 外筒钢结构预拼装示意图见图8.3-25所示。
a 平面投影放样
b 胎架搭设
c 钢柱定位
e 斜撑定位
d 环梁定位
图8.3-25 外筒钢结构预拼装示意图
复习思考题
8-1 钢结构预拼装主要分哪几类？ 8-2 简述钢结构预拼装方法和要求。
8-3 简述大跨度钢管桁架结构预拼装的主要关键工艺。
8-4 简述高层钢结构梁、柱预拼装的主要要点。已知柱采用箱形钢柱，梁采用焊接H 型钢梁；柱上设牛腿，梁与牛腿之间采用栓焊连接(上、下翼缘板采用焊接，腹板采用高强度螺栓连接) 。
8-5 简述焊接空心球节点网架的预拼装工艺。
范文五：建筑钢结构制作工艺学
目 录
第1章 绪论…………………………………………………………………………………………1
1.1 概述…………………………………………………………………………………………1
1.2 建筑钢结构加工制作特点与方法…………………………………………………………4
1.2.1 加工制作特点………………………………………………………………………………4
1.2.2 加工制作方法………………………………………………………………………………5
1.2.3 加工工艺流程………………………………………………………………………………6
1.3 建筑钢结构节点连接方法…………………………………………………………………6
复习思考题…………………………………………………………………………………7
第2章 建筑钢结构材料及其性能…………………………………………………………………8
2.1 概述…………………………………………………………………………………………8
2.2 建筑钢结构用钢材…………………………………………………………………………8
2.2.1 钢材分类……………………………………………………………………………………8
2.2.2 主要钢材制品……………………………………………………………………………10
2.2.3 钢材主要性能……………………………………………………………………………13
2.2.4 建筑钢结构选材原则……………………………………………………………………22
2.2.5 钢材检验…………………………………………………………………………………24
2.3 建筑钢结构用焊接材料…………………………………………………………………31
2.3.1 焊条………………………………………………………………………………………31
2.3.2 焊丝………………………………………………………………………………………40
2.3.3 焊剂………………………………………………………………………………………53
2.3.4 焊接材料选用……………………………………………………………………………59
2.3.5 焊接材料检验……………………………………………………………………………61
2.4 建筑钢结构用铸钢件材料………………………………………………………………64
2.4.1 铸钢件材料选用…………………………………………………………………………64
2.4.2 铸钢件材料理化性能……………………………………………………………………65
2.4.3 铸钢件材料检验…………………………………………………………………………67
2.5 建筑钢结构用连接紧固件………………………………………………………………68
2.5.1 高强度螺栓连接副………………………………………………………………………68
2.5.2 普通紧固件………………………………………………………………………………70
复习思考题………………………………………………………………………………70
第3章 施工详图设计……………………………………………………………………………71
3.1 钢结构设计阶段划分及相互关系………………………………………………………71
3.1.1 钢结构设计阶段划分……………………………………………………………………71
3.1.2 施工详图与设计图的关系………………………………………………………………71
3.1.3 施工详图主要内容………………………………………………………………………72
3.2 主要构造设计与计算……………………………………………………………………72
3.2.1 设计计算模型建立………………………………………………………………………72
3.2.2 材料采购清单编制………………………………………………………………………72
3.2.3 典型节点构造设计与计算………………………………………………………………73
3.2.4 连接板及托板设计与计算………………………………………………………………80
3.2.5 加劲肋设计与计算………………………………………………………………………82
3.2.6 连接构造与计算…………………………………………………………………………84
3.2.7 起拱值计算………………………………………………………………………………89
3.2.8 构件及节点尺寸计算……………………………………………………………………90
3.3 施工详图编制要求………………………………………………………………………90
3.3.1 基本规定…………………………………………………………………………………90
3.3.2 施工详图绘制内容………………………………………………………………………97
3.3.3 施工详图绘制方法………………………………………………………………………98
复习思考题………………………………………………………………………………99
第4章 构件加工…………………………………………………………………………………101
4.1 概述………………………………………………………………………………………101
4.2 加工制作准备……………………………………………………………………………101
4.2.1 材料准备…………………………………………………………………………………101
4.2.2 技术准备…………………………………………………………………………………104
4.2.3 资源准备…………………………………………………………………………………109
4.3 放样和号料………………………………………………………………………………109
4.3.1 放样………………………………………………………………………………………109
4.3.2 号料………………………………………………………………………………………117
4.4 切割下料…………………………………………………………………………………118
4.4.1 概述………………………………………………………………………………………118
4.4.2 气割………………………………………………………………………………………119
4.4.3 等离子切割………………………………………………………………………………127
4.4.4 机械切割…………………………………………………………………………………128
4.4.5 管材切割加工……………………………………………………………………………134
4.5 边缘加工…………………………………………………………………………………135
4.5.1 加工部位…………………………………………………………………………………135
4.5.2 常用加工方法……………………………………………………………………………135
4.6 成形加工…………………………………………………………………………………137
4.6.1 成形加工分类与方法……………………………………………………………………137
4.6.2 板材弯曲成形加工………………………………………………………………………139
4.6.3 管材弯曲成形加工………………………………………………………………………142
4.6.4 型材弯曲成形加工………………………………………………………………………145
4.6.5 模压成型加工……………………………………………………………………………147
4.6.6 铸造成形加工……………………………………………………………………………148
4.7 制孔………………………………………………………………………………………148
4.7.1 制孔方法…………………………………………………………………………………148
4.7.2 钻孔加工…………………………………………………………………………………148
4.7.3 制孔质量标准及允许偏差………………………………………………………………149
4.8 构件组装与焊接…………………………………………………………………………150
4.8.2 组装基本方法……………………………………………………………………………150
4.8.3 组装基本要求……………………………………………………………………………150
4.8.4 装配胎具要求……………………………………………………………………………151
4.8.5 组装工装与工具…………………………………………………………………………151
4.8.6 组装工艺…………………………………………………………………………………153
4.8.7 组装检查…………………………………………………………………………………155
4.8.8 焊接………………………………………………………………………………………156
4.9 构件矫正…………………………………………………………………………………156
4.9.1 构件变形原因……………………………………………………………………………156
4.9.2 矫正原理及方法…………………………………………………………………………157
4.9.3 冷矫正……………………………………………………………………………………157
4.9.4 热矫正……………………………………………………………………………………158
4.9.5 矫正后的允许偏差………………………………………………………………………159
4.10 端部加工…………………………………………………………………………………160
4.11 高强度螺栓摩擦面加工…………………………………………………………………161
4.11.1 影响摩擦面抗滑移系数值的因素……………………………………………………161
4.11.2 摩擦面处理方法………………………………………………………………………161
4.11.3 摩擦面抗滑移系数检验………………………………………………………………162
4.11.4 连接接头板缝间隙的处理……………………………………………………………163 复习思考题……………………………………………………………………………164
第5章 钢结构焊接………………………………………………………………………………165
5.1 概述………………………………………………………………………………………165
5.2 焊接方法及适用范围……………………………………………………………………165
5.2.1 焊接方法分类……………………………………………………………………………165
5.2.2 常用焊接方法的适用范围………………………………………………………………166
5.3 焊接接头…………………………………………………………………………………169
5.3.1 焊接接头的组成、作用和特点…………………………………………………………169
5.3.2 焊接接头的基本类型……………………………………………………………………169
5.3.3 焊缝类型及质量分级……………………………………………………………………169
5.3.4 焊接节点构造……………………………………………………………………………171
5.4 焊接工艺评定……………………………………………………………………………175
5.4.1 定义………………………………………………………………………………………176
5.4.2 焊接工艺评定的一般步骤………………………………………………………………176
5.4.3 基本规定…………………………………………………………………………………176
5.4.4 焊接工艺评定原则………………………………………………………………………177
5.5 焊接工艺…………………………………………………………………………………178
5.5.1 施工准备…………………………………………………………………………………178
5.5.2 基本规定…………………………………………………………………………………181
5.5.3 焊接预热、后热及焊后热处理…………………………………………………………183
5.5.4 焊条电弧焊及焊接工艺…………………………………………………………………187
5.5.6 气体保护焊及焊接工艺…………………………………………………………………192
5.5.7 电渣焊及焊接工艺………………………………………………………………………195
5.5.8 栓钉焊及焊接工艺………………………………………………………………………197
5.5.9 碳弧气刨…………………………………………………………………………………198
5.5.10 厚板焊接工艺…………………………………………………………………………200
5.5.11 焊接缺陷………………………………………………………………………………201
5.5.12 焊接应力与变形控制…………………………………………………………………206
5.5.13 焊缝缺陷返修工艺……………………………………………………………………211
5.6 焊接质量检验……………………………………………………………………………212
5.6.1 基本规定…………………………………………………………………………………212
5.6.2 外观检验…………………………………………………………………………………213
5.6.3 无损检测…………………………………………………………………………………214
复习思考题………………………………………………………………………………215
第6章 典型构件加工制作工艺实例……………………………………………………………217
6.1 焊接H型钢制作…………………………………………………………………………217
6.1.1 概述………………………………………………………………………………………217
6.1.2 焊接H型钢制作工艺流程………………………………………………………………217
6.1.3 焊接H型钢生产线设备及工作过程原理………………………………………………218
6.1.4 H型钢组立工艺要领……………………………………………………………………219
6.1.5 H型钢焊接工艺…………………………………………………………………………220
6.1.6 焊接H型钢的允许偏差…………………………………………………………………220
6.2 箱形截面柱加工…………………………………………………………………………221
6.2.1 概述………………………………………………………………………………………221
6.2.2 箱形柱制作工艺流程……………………………………………………………………222
6.2.3 箱形柱制作工艺…………………………………………………………………………222
6.3 十字柱加工………………………………………………………………………………230
6.3.1 概述………………………………………………………………………………………230
6.3.2 十字柱加工工艺流程……………………………………………………………………230
6.3.3 T型钢的加工制作………………………………………………………………………230
6.3.4 十字形组立………………………………………………………………………………231
6.3.5 十字柱焊接………………………………………………………………………………232
6.4 螺栓球和焊接空心球加工………………………………………………………………232
6.4.1 概述………………………………………………………………………………………232
6.4.2 焊接空心球制作…………………………………………………………………………233
6.4.3 螺栓球制作………………………………………………………………………………235
6.5 铸钢节点加工……………………………………………………………………………236
6.5.1 概述………………………………………………………………………………………236
6.5.2 铸钢节点加工工艺流程…………………………………………………………………236
6.5.3 铸钢节点加工工艺要领…………………………………………………………………236
6.6 圆管和矩形管相贯线加工………………………………………………………………237
6.6.2 圆管相贯线加工…………………………………………………………………………237
6.6.3 矩形管相贯线加工………………………………………………………………………238
6.7 大直径厚壁圆钢管加工…………………………………………………………………238
6.7.1 概述………………………………………………………………………………………238
6.7.2 钢管卷制成形加工工艺…………………………………………………………………239
6.7.3 钢管压制成形加工工艺…………………………………………………………………240
复习思考题………………………………………………………………………………243
第7章 螺栓连接…………………………………………………………………………………246
7.1 普通螺栓连接……………………………………………………………………………246
7.1.1 普通螺栓性能与规格……………………………………………………………………246
7.1.2 普通螺栓连接工艺………………………………………………………………………252
7.2 高强度螺栓连接…………………………………………………………………………256
7.2.1 高强度螺栓种类与规格…………………………………………………………………256
7.2.2 高强度螺栓连接工艺……………………………………………………………………261
7.2.3 高强度螺栓连接的主要检验项目………………………………………………………267
7.2.4 高强度螺栓连接副的储运与保管………………………………………………………270 复习思考题………………………………………………………………………………271
第8章 钢结构预拼装……………………………………………………………………………273
8.1 概述………………………………………………………………………………………273
8.2 预拼装方法及要求………………………………………………………………………273
8.2.1 预拼装分类及方法………………………………………………………………………273
8.2.2 预拼装要求………………………………………………………………………………273
8.2.3 预拼装主要工具、量具…………………………………………………………………274
8.3 典型结构预拼装实例……………………………………………………………………276
8.3.1 大跨度钢管桁架结构预拼装……………………………………………………………276
8.3.2 大跨度型钢桁架结构预拼装……………………………………………………………278
8.3.3 多面体空间刚架结构预拼装……………………………………………………………281
8.3.4 多、高层钢结构预拼装…………………………………………………………………284
8.3.5 高耸钢结构预拼装………………………………………………………………………286 复习思考题………………………………………………………………………………289
第9章 钢结构涂装………………………………………………………………………………290
9.1 概述………………………………………………………………………………………290
9.2 涂装前钢材表面处理……………………………………………………………………290
9.2.1 钢材表面处理意义和一般规定…………………………………………………………290
9.2.2 油污与旧涂层的清除……………………………………………………………………290
9.2.3 除锈方法…………………………………………………………………………………291
9.2.4 钢材表面锈蚀和除锈等级标准…………………………………………………………293
9.3 钢结构防腐涂装…………………………………………………………………………298
9.3.1 防腐原理…………………………………………………………………………………298
9.3.2 防腐涂装设计……………………………………………………………………………299
9.3.4 其他防腐工艺……………………………………………………………………………310
9.3.5 防腐涂料管理……………………………………………………………………………310
9.4 钢结构防火涂装…………………………………………………………………………311
9.4.1钢结构防火重要性及防火保护基本原理………………………………………………311
9.4.2 防火涂料分类及选用……………………………………………………………………313
9.4.3 防火涂料施工工艺………………………………………………………………………314
9.4.4 防火涂料试验及涂层厚度测定…………………………………………………………316
9.4.5 防火涂料管理……………………………………………………………………………318 复习思考题………………………………………………………………………………319
第10章 构件质量检验、包装及运输……………………………………………………………320 10.1 构件质量检验…………………………………………………………………………320 10.1.1 概述……………………………………………………………………………………320 10.1.2 构件检验要求…………………………………………………………………………320 10.1.3 常用构件检查重点……………………………………………………………………329 10.1.4 检查工具和仪器………………………………………………………………………333 10.1.5 构件的修整……………………………………………………………………………333 10.1.6 构件的验收资料………………………………………………………………………333 10.2 构件包装………………………………………………………………………………333 10.2.1 构件包装原则…………………………………………………………………………334 10.2.2 标记……………………………………………………………………………………334 10.3 构件运输………………………………………………………………………………335
复习思考题……………………………………………………………………………336
第11章 钢结构制作质量控制…………………………………………………………………338 11.1 概述……………………………………………………………………………………338 11.1.1 质量控制特点…………………………………………………………………………338 11.1.2 质量控制要求和依据…………………………………………………………………338 11.1.3 质量控制方法…………………………………………………………………………339 11.2 原材料质量控制………………………………………………………………………340 11.2.1 原材料质量控制要点…………………………………………………………………340 11.2.2 原材料质量控制内容…………………………………………………………………340 11.3 制作质量控制…………………………………………………………………………344 11.3.1 计量器具统一…………………………………………………………………………344 11.3.2 制作过程要求…………………………………………………………………………345 11.4 焊接质量控制…………………………………………………………………………345 11.4.1 焊接质量控制系统……………………………………………………………………346 11.4.2 焊接质量控制基本方法和手段………………………………………………………346 11.4.3 焊接质量控制注意事项………………………………………………………………347 11.4.4 焊接质量控制标准……………………………………………………………………349 11.5 高强度螺栓连接质量控制……………………………………………………………349 11.5.1 高强度螺栓质量控制…………………………………………………………………349
11.5.2 连接接触面质量控制…………………………………………………………………350 11.5.3 高强度螺栓施工质量控制……………………………………………………………350 11.6 涂装质量控制…………………………………………………………………………353 11.6.1 防腐涂料质量控制……………………………………………………………………353 11.6.2 涂装前构件表面处理质量控制………………………………………………………353 11.6.3 涂装质量控制…………………………………………………………………………355 11.6.4 防火涂料质量控制……………………………………………………………………356 11.7 包装和运输质量控制…………………………………………………………………357 11.7.1 包装质量控制…………………………………………………………………………357 11.7.2 贮存质量控制…………………………………………………………………………357 11.7.3 运输质量控制…………………………………………………………………………357 11.7.4 交付质量控制…………………………………………………………………………358
复习思考题……………………………………………………………………………358 附录1 型钢规格及截面特性……………………………………………………………………359 附录1.1 常用焊接圆钢管规格及截面特性(摘自GB/T 21835-2008)…………………………359 附录1.2 常用结构用无缝钢管规格及截面特性(摘自GB/T 17395-2008)……………………370 附录1.3 建筑结构用冷弯矩形钢管规格及截面特性(摘自JG/T 178-2005)…………………381 附录1.4 热轧H型钢和剖分T型钢规格及截面特性(摘自GB/T 11263-2005)…………………388 附录2 典型钢结构施工详图示例………………………………………………………………393 附录2.1 门式刚架结构施工详图示例…………………………………………………………393 附录2.2 钢管桁架结构施工详图示例…………………………………………………………406 附录2.3 螺栓球节点网架施工详图示例………………………………………………………418 主要参考资料……………………………………………………………………………………429
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