第一章 概述 钢结构
钢结构施工技术指导手册
钢结构施工技术指导手册第一章概述1.1 本手册目的本手册旨在系统介绍钢结构施工技术，包括材料选择、施工工艺、质量控制等方面的知识，为施工人员提供理论指导和实践经验，确保钢结构工程施工的安全、质量和效率。
1.2 钢结构施工概述钢结构具有高强度、轻量化、施工周期短等特点，广泛应用于工业厂房、桥梁、体育馆等建筑领域。
其施工过程相对复杂，需要特殊的施工工艺和技术支持。
第二章钢结构材料及构件2.1 钢材选用钢结构主要采用碳素结构钢、合金结构钢和不锈钢等材料。
对于不同的工程要求，需根据材料的力学性能、耐腐蚀性能等特点进行合理选择。
2.2 钢结构构件钢结构构件包括梁、柱、桁架等，其制作需要满足强度、刚度和稳定性的要求。
施工人员需了解构件的制作工艺、质量控制及安装要求。
第三章钢结构施工工艺3.1 拼装施工钢结构构件通常在工厂预制，然后在现场进行拼装。
施工人员需掌握合理的拼装顺序、连接方法和施工工艺，以确保结构的安全和稳定。
3.2 起吊安装起吊是钢结构施工的关键环节，需严格按照起吊方案操作，并配备专业起重设备和人员，确保起吊安全和顺利进行。
3.3 焊接工艺钢结构连接一般采用焊接方式，施工人员需熟悉不同材料的焊接工艺、焊缝形式和质量检测要求，确保焊接连接的牢固和密封。
3.4 防腐处理钢结构对外部环境要求较高，施工完毕后需进行防腐处理。
施工人员需了解不同防腐涂料的选用和施工方法，确保钢结构的长期使用性能。
3.5 安全施工钢结构施工涉及高空作业、大型设备操作等危险环节，施工人员需严格遵守安全操作规程，做好现场防护工作。
第四章施工质量控制4.1 材料检验在材料进场前，需对钢材、焊材等进行检验，严格控制材料质量，确保施工材料符合设计要求。
4.2 焊接质量控制焊缝质量对钢结构安全性影响较大，对焊接工艺参数、焊接工艺进行严格控制，同时进行焊缝的无损检测，确保焊接质量。
4.3 结构安装质量结构安装过程中，需对吊装、连接、固定等工序进行质量监控，确保结构连接牢固、稳定。
钢结构教案.doc
绪论教学目的了解钢结构的发展，掌握钢结构的特点及设计方法重点设计方法难点设计方法参考书目《钢结构原理与设计》王国固——清华《钢结构基本原理》王肇尼——同济《钢结构》张耀春——哈工大㈠纪律要求㈡考核方法1．作业要求2．出勤要求㈢学习方法介绍第一章概述一节钢结构的特点和应用㈠．特点㈡．应用范围二节钢结构的建造过程和内在缺陷→㈠建造过程：钢才验收→放样（划线，下料）→加工→ 装配→除锈，涂漆工地安装：现场拼装→吊装就位→相互连接临时固定→调整精度最后固定㈡初始缺陷1．尺寸偏差2．初弯曲→拉杆压杆三节钢结构设计方法㈠ 极限状态1 ．承载能力极限 ⑴强度破坏⑵过大变形不是于继续承载⑶形成塑性铰⑷失稳⑸疲劳2 ． 正常使用极限状态 ⑴变形⑵振动0 s R㈡设计表达式（按荷载规范采用）设计表达式1sRRE㈢荷载组合1． 承载力极限可变荷载控制nSGSGK Q1SQ1KQiciSQiKi 22． 永久荷载控制SGSGK Qi ciSQiK3． 简化组合可变SGSGK Q1SQiKSGSGK0.9 *QiSQiK注意： 分项系数的取值㈣ 正常使用极限一般只用标准组合SSGKSQ1 K ciSQik㈤ 结构的荷载效应分析1 ．一阶分析：变形与构件尺寸相比微不足道，忽略变形影响。
2 ．二阶分析：考虑变形影响，非线性分析。
四节钢结构的发展㈠采用高性能钢材㈡开发新的结构形式㈢提高制造工业技术水平第一章钢结构的材料教学目的掌握钢材性能及其影响因素，掌握建筑用钢要求重点钢材的性能及其影响因素难点塑性韧性性能教学后记由于学生无弹性力学，塑性力学基础，应先使学生产生感性认识，逐渐接受其塑性性能教学过程㈠强调建筑结构对钢材性能的要求，再后面内容中关注以上要求的变化㈡重点讲述疲劳性能，强调桥梁钢结构特点第二章钢结构的材料一节．对钢结构用材的要求㈠较高的强度㈡足够的变形能力㈢良好的加工性能二节钢才的主要性能及其鉴定㈠单向拉伸时的工作性能1．比例极限p -----视为弹性极限，弹性阶段OA2．屈服点y⑴作为结构计算中材料强度标准⑵形成理想弹塑性体模型，为计算理论提供基础名义屈服点3．抗拉强度：作为安全储备，强屈比u 1.2y4．伸长率代表断裂前具有的塑性变形的能力㈡．冷弯性能⑴塑性变形能力符合要求⑵冶金质量符合要求表示钢材在复杂应力状态下的塑性变形能力㈢．冲击韧性⑴吸收能量的量度⑵衡量钢材抗脆断的性能⑶受温度的影响㈣．可焊性㈤．钢材性能的鉴定三节影响钢材性能的因素㈠化学成分1．碳：含量提高，钢材强度提高，塑性韧性，冷弯性能，可焊性，抗锈性降低含碳量0.25%低碳钢0.6% 高碳钢钢结构含碳量0.22% 焊接结构0.2%2．锰：提高强度，塑性，韧性降低不多，消除硫的热脆影响，过多降低可焊性3．硅：强度提高，塑性，韧性，冷弯性，可焊性不显著影响，过多恶化可焊性，锈蚀性4．钒，铌，钛：强度提高，塑性韧性良好5．铝，铬，：铝补充脱氧，细化晶粒，铬用于Q390，Q4206．硫：热脆，降低韧性，影响疲劳性能，抗锈蚀能力0.045% ~ 0.05% Q345E，0.025% Z向板 0.01%7．磷：冷脆，但强度提高，抗锈蚀提高8．氧，氮：化学成分含量见附表9㈡．成材过程的影响1．冶炼；2．浇铸：形成沸腾钢，镇静钢，冶金缺陷（ 1 偏析 2 非金属夹杂 3 气孔 4 裂纹）、3．扎制：薄，厚钢板→强度不同，缺陷撕裂4．热处理㈢．影响钢材性能的其他因素1．冷加工硬化：提高屈服点，降低塑韧性——应变硬化时效硬化2．温度影响：正温： 200o C 以内无变化， 250 o C 兰脆， 260o C ~ 320o C 徐变， 430 o C ~ 540 o C 强度急剧下降600 o C 强度很低，不能承载负温： f y， f u提高，塑性降低，变脆，韧性降低3．应力集中：在缺陷或截面变化处附近应力线曲折密集出现高峰应力的现象产生应力集中的情况：相成双向应力场→阻碍塑性发展→脆性破坏四节钢材延性破坏，非延性破坏，循环加载，快速加载的效应㈠延性破坏，非延性破坏1．塑性材料，脆性材料2．钢材的塑性破坏，脆性破坏㈡：循环荷载的效应1．疲劳断裂的概念⑴疲劳断裂的过程，缺陷（类裂纹）→扩展→应力集中→形成宏观裂纹→断裂⑵应力幅maxmin1．n 曲线2．疲劳验算及容许应力幅⑴ n 5 * 10 4时，应进行疲劳验算（容许应力法）⑵按可变荷载标准值进行，荷再不乘吊车动力⑶㈢快速加荷的效应1． 能量吸收曲线——吸收同等量能量 2． 韧性影响曲线五节 钢材的类别及选用㈠建筑钢材的类别A f y , f u ,21%B f y , f u , 20% A K 27% 冷弯合格，含量c, s, p1． 碳素结构钢—— Q235 f y , f u , 0 27% 冷弯合格， 含量Cc, s, p D f y , f u , 20 冷弯合格，含量27% c, s,p 2． 低合金结构钢 Q345 ， Q390 ， Q420AB - 20o CC - 0o C A J 34JD - 20 o CE 40o C3． 高强钢丝和钢索材料 ㈡钢材的选择考虑因素 P43沸腾钢使用范围：不采用： 1. 焊接结构⑴直接承受动荷载或震动荷载且需验算疲劳结构。
《钢结构》第一章 钢结构绪论
抗层状撕裂性能，主要使用在如箱型柱的外部板材 等需要板厚方向性能（Z向性能）的构件和部位中。 SN B、C类钢材均对屈服点的上限值做出了规定，
以防构件需塑性变形耗能的部位不能进入塑性屈服； 并对碳当量及磷、硫的上限予以严格限制。
③不能精确地考虑结构体系与它的构件之间 的相互影响，无法在给定荷载下预测结构体 系的破坏模式；④需要花费大量时间进行各 构件的承载力验算，包括计算长度的计算； ⑤不便于基于计算机的分析和设计。
要克服上述问题，必须开展以整个框架结构 体系为对象的二阶非弹性分析，即所谓高等 分析和设计。此时，可求得在特定荷载作用 下框架体系的极限承载力和失效模态，而无 需对各个构件进行验算。
目前大多数国家(当然包括我国)采用计算长度法计 算钢结构的稳定问题。该方法的步骤是：采用一阶 分析求解结构内力，按各种荷载组合求出各杆件的 最不利内力，按第一类弹性稳定问题建立结构达临 界状态时的特征方程，确定各压杆的计算长度；将 各杆件隔离出来，按单独的压弯构件进行稳定承载 力验算，验算中考虑了弹塑性、残余应力和几何缺 陷等的影响。该方法的最大特点是采用计算长度系 数来考虑结构体系对被隔离出来的构件的影响，计 算比较简单，对比较规则的结构也可给出较好的结 果。
上述“各种作用”是指凡使结构产生内力或变形的各种原
因，如施加在结构上的集中荷载或分布荷载，以及引起结构外 加变形或约束变形的原因，例如地震、地基沉降、温度变化等。
二. 结构的可靠度 结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预
定功能的能力，称为结构的可靠性(reliability)。结构 可靠度是对结构可靠性的定量描述，即结构在规定的 时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。对 结构可靠度的要求与结构的设计基准期长短有关，设 计基准期长，可靠度要求就高，反之则低。一般建筑 物的设计基准期为50年
钢结构制造手册
钢结构制造手册钢结构制造手册第一章：钢结构制造概述1.1 钢结构制造的定义钢结构制造是利用钢材进行构建建筑及其他工程结构的过程。
它包括设计、制造、加工和安装等环节。
1.2 钢结构制造的优势钢结构制造具有以下优势：强度高、耐久性强、施工速度快、可重复利用、环保等。
这些优点使得钢结构制造在许多工程中得到广泛应用。
1.3 钢结构制造的工艺流程钢结构制造的工艺流程包括：图纸设计、材料采购、加工制造、质量控制和安装等一系列环节。
每个环节都具有其特定的要求和流程。
第二章：钢结构材料2.1 钢结构常用材料钢结构常用的材料包括钢管、钢板、钢梁、钢柱等。
每种材料具有不同的特性和适用范围，需要根据具体工程的要求进行选择。
2.2 钢结构材料的标准和规范钢结构材料的标准和规范是保证钢结构质量的重要依据。
常见的标准有国家标准、行业标准和企业标准等。
在材料采购过程中，需要按照相关标准进行选材和验收。
第三章：钢结构制造工艺3.1 钢结构制造设备钢结构制造需要使用一系列专业设备，包括钢材切割机、焊接机、钢筋连接机等。
这些设备可以提高制造效率和质量。
3.2 钢结构制造工艺步骤钢结构制造的工艺步骤包括：材料准备、切割加工、焊接装配、表面处理和质量检查等。
每个步骤都需要严格操作，以确保制造质量。
第四章：钢结构安装4.1 钢结构安装前的准备工作钢结构安装前需要进行场地勘察、基础施工、预制构件的运输等准备工作。
这些工作的精细程度直接影响到后续安装的顺利进行。
4.2 钢结构安装步骤钢结构安装的步骤包括：主体安装、次要构件安装、节点连接和焊接加固等。
每个步骤都需要按照相关标准和规范进行操作。
第五章：钢结构质量控制5.1 钢结构制造质量控制钢结构制造质量控制包含原材料质量控制、制造过程质量控制和最终产品质量控制。
每个环节都需要严格控制，以确保最终产品质量稳定。
5.2 钢结构安装质量控制钢结构安装质量控制包括安装过程的控制和验收两部分。
安装过程中需要检查安装工艺和连接方式，验收则需要检查安装质量是否符合设计要求。
钢结构基本知识
钢结构基本知识第一章概述一、钢结构的特点1、强度高，塑性和韧性好2、材质均匀，符合力学假定3、钢结构制造简便，施工周期短4、钢结构的质量轻强度与密度之比远大于混凝土5、耐腐蚀性差6、耐热不耐火≦250℃，500～600 ℃强度为零防火处理：蛭石板、蛭石喷涂、石膏板等7、钢结构的密封性好容器等8、低温冷脆二、钢结构的应用范围1、重型厂房结构2、大跨结构3、高层建筑4、塔桅结构5、板壳结构容器、储液库、煤气库、管道等6、可移动式结构活动房屋、水工闸门、起重运输机等7、桥梁结构8、轻型钢结构9、承受振动荷载和地震作用的结构三、钢结构设计的基本要求1、安全可靠。
在运输、安装和使用中，具有足够的强度、刚度和稳定性2、合理选用材料、结构方案和构造措施，满足使用要求3、节约钢材，减轻自重4、钢结构要便于运输和维护5、尽量注意美观四、现代钢结构的发展1、高强度钢材的应用Q235、Q345、Q420、45 号钢等2、钢结构设计计算理论的研究与改进3、新型结构形式的应用4、钢—混凝土组合结构的应用5、钢结构优化原理及其应用6、生产制造工业化、产业化第二章钢结构的材料一、钢的种类碳素钢和合金钢1、碳素钢●分结构钢（低碳钢）和工具钢（高碳钢）；●碳素结构钢—《GB700－88》质量等级：A、B、C、D四级；●A—只保证抗拉强度、屈服点和伸长率；B、C、D—保证抗拉强度、屈服点和伸长率、冷弯性能和冲击韧性（分别为＋20℃、0℃和－20℃），同时严格控制C、S、P的极限含量；●钢号：Q235-A、Q235-B、Q235-C、Q235-D等2、合金钢●分为结构钢、工具钢和特殊钢●结构钢（低合金钢）—《GB/1591－94》质量等级：A、B、C、D、E五级；●A、B、C、D的规定同碳素结构钢，E级要求－40℃的冲击韧性；●钢号：Q345-A、Q390-B、Q420-C、Q235-D等二、炼钢的种类●转炉钢——质量较差，杂质含量较多。
钢结构PPT
6、耐久性要求
第二章 钢结构的材料
2.1 建筑钢材在单轴应力作用下的工作性能 一、 六大性能要求 1、强度要求 （1）屈服强度和抗拉强 度必须得到保证
σ fy fp
上屈服点
fu
下屈服点 比例极限
图2-1 单轴应力 ① 屈服强度fy是钢结构强 度设计时，钢材的极限强度，其重要性可想而知。采 用高的屈服强度可减轻自重，节约钢材，降低造价。
第一章 钢结构的基本概念
1.1 钢结构特点及其应用 三、钢结构的发展 1、高效钢材 低合金钢材
利用添加少量合金元素提高钢材的强度，改善其他一些 性能，代替普通碳素钢，从而达到降低钢材用量和延长钢材 使用寿命等目的。结构上常用锰、钒低合金钢材。 以提高耐候性为主要目的发展起来的低合金钢为耐候钢 （耐大气腐蚀钢）
1 k 1.35 1.0 1.7 0.8
345 [ ] 200 MPa 1. 7
（2）钢材标准强度与设计强度
见教材附表4-1。
此外，钢材设计强度指标或允许应力指标的取值还
与如下因素有关：
钢材种类：
受力特点：受拉、剪切、弯曲等 钢材尺寸：同一种类钢材，厚度不同，屈服强度也 会不同。因此，对各类钢材给出了设计强度（或允 许应力）。对同一类钢材，又按照其厚度分组，给
第一章 钢结构的基本概念
1.1 钢结构特点及其应用 一、 特点 1、轻质高强
6、耐腐蚀性差
7、防火性差
2、塑性、韧性好
3、材质均匀
4、具有可焊性
5、制造简便
第一章 钢结构的基本概念
1.1 钢结构特点及其应用
二、钢结构的应用前景
1、钢结构发展的历史机遇 钢结构发展的基础 钢结构发展的技术政策 钢结构发展的市场需求 2、钢结构是一项绿色环保建筑产业 钢结树材料可再生利用，大气污染物少 工厂化生产，现场施工周期短，最大限度地减少了施工工地 对环境的影响 钢结构体系可以带动其他"节能环保"型建筑材料的推广应用Biblioteka f fy fpfu
钢结构设计原理——第一章
1.2 钢结构的特点及应用
钢结构的特点：
强度高，结构重量轻 材质均匀，且塑性和韧性好（最符合一般工程力学假定） 良好的加工性能和焊接性能 密封性好 钢材的可重复使用性 耐热不耐火 >200℃兰脆，500～600 ℃强度几乎为零，防 火处理：防火涂料、蛭石板、蛭石喷涂、石膏板等 耐腐蚀性差 低温冷脆 钢结构制造简便，施工周期短
产生的变形值（该值使计算结果为最大）；
1.4 钢结构的新发展
1.4.1 结构用钢的新发展
（1）高性能钢材（高强度、塑性和韧性），低屈服点钢，耐 火和耐候等） （2）更合理的型钢截面有H型钢和T型钢，可直接用作梁、柱 或屋架杆件，使制造简便，工期缩短，已列入我国钢结构 构件设计规范。 压型钢板也是一种新材料，在组合楼板中可兼作施工模板 使用，大大缩短施工周期。
Z
Pf
μz
Z=R-S
Z 的概率密度曲线
1.3 钢结构的设计方法 因为R和S都是随机变量，且假定都服从正态分布，由 概率论原理知功能函数 Z=R-S 也服从正态分布,则:
Pf P ( Z 0)
0
f ( Z ) dZ
f(z)
Z
令：Z、R、S的平均值分别为
μz、μR、μs，标准差分
n
S
G
S
Gk
Q1
S
Q 1k
i2
S
Qi ci
Qik
2.由永久荷载效应控制的组合：
S
G
S
Gk
i 1
n
S
Qi ci
Qik
1.3 钢结构的设计方法 3.荷载分项系数取值如下： （1）永久荷载分项系数 当其效应对结构不利时 --对可变荷载效应控制的组合，应取1.2; --对永久荷载效应控制的组合，应取1.35; 当其效应对结构有利时 --一般情况下应取1.0； --对结构的倾覆、滑移或漂浮验算，应取0.9。 （2）可变荷载的分项系数 --一般情况下应取1.4； --对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构的 活荷载标准值应取1.3。
钢结构基本原理
钢结构基本原理第一章概述1、钢结构设计是怎样确保结构安全、可靠、经济的？钢结构设计的主要目的是要保证所建造的结构安全适用，能够在设计使用年限内满足各项功能要求并且经济合理。
我国《建筑结构设计统一标准》规定，建筑结构必须满足安全性、适用性和耐久性的要求。
为使建筑物设计符合技术先进、经济合理、安全适用，确保质量的要求，建筑结构方案设计，包括结构选型设计占有重要的地位。
建筑结构方案设计和选型的构思是一项很细致的工作，其有充分考虑各种影响因素并进行全面综合分析，才能做出优化的方案选择。
结构选型应综合考虑建筑对使用空间的要求、结构的合理几何体型、建筑结构材料的种类、结构设计理论的差异、经挤因素等多种影响因素。
4、钢材脆性破坏和塑性破坏的原因、现象及后果是什么?原因：塑性破坏是由于变形过大，超过了材料或构件可能的应变能力而产生的，而且仅在构件的应力达到钢材的抗拉强度后才发生，破坏前构件产生较大的塑性变形；脆性破坏前塑性变形很小，甚至没有塑性变形，计算应力可能小于钢材的屈服点，断裂从应力集中处开始。
现象：塑性破坏加载后有较大变形，因此破坏前有预兆，断裂时断口呈纤维状，色泽发暗。
脆性破坏加载后，无明显变形，因此破坏前无预兆，断裂时断口平齐，呈有光泽的晶粒状。
后果：脆性破坏危险性大。
塑性破坏可以及时采取措施予以补救，危险性相对于脆性破坏稍小。
7、钢材为什么会发生疲劳破坏？如何验算疲劳强度？钢材的疲劳断裂是微观裂纹在连续重复荷载循环下不断扩展至断裂的脆性破坏。
第二章钢结构的连接1、钢结构有哪些连接方法？各有什么特点？答：钢结构常用的连接方法有：焊缝连接、螺栓连接、铆接；焊缝连接：属刚接（可以承受弯矩），除了直接承受动力荷载的结构中、超低温状态下，均可采用焊缝连接。
螺栓连接：属铰接（弯矩为零）一般情况下均可使用；特点是现场作业快，容易拆除，维修方便；铆接：当结构受力较小的情况下使用；2、焊缝的连接形式有哪些？简述各种连接形式的适用范围。
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第一章概述
1、大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构
A.密封性好
B.自重轻
C.制造工厂化
D.便于拆装
2、钢结构的主要缺点是
A结构的重量大B造价高C易腐蚀、不耐火D施工困难多
3、关于钢结构的特点，下列叙述不正确的是
（A）材料的强度高，塑性和韧性好（B）材质均匀，和力学计算的假定比较符合（C）钢结构的制造简便，施工周期短（D）钢材耐热耐火
4、钢结构具有优越的抗震性能，这体现的是钢结构什么特点
（A）材质均匀（B）塑性韧性好（C）强度高（D）耐热
5、钢结构的维护费用比钢筋混凝土结构高，这是由于
（A）钢材耐热不耐火（B）钢结构的质量轻（C）钢材耐腐蚀性差（D）材料强度高
6、钢结构的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态，下列不属于承载能力极限状态的是
（A）局部破坏（B）疲劳破坏（C）丧失稳定（D）倾覆
7、钢结构的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态，下列不属于承载能力极限状态的是
（A）丧失稳定（B）疲劳破坏（C）强度破坏（Ｄ）振动
8、下列属于正常使用极限状态的是
（Ａ）疲劳破坏（B）局部破坏（C)强度破坏（Ｄ）丧失稳定
9、钢结构的承载能力极限状态是指
A.结构发生剧烈振动
B.结构的变形已不能满足使用要求
C.结构达到最大承载力产生破坏
D.使用已达五十年
10、下列不属于影响构件抗力的主要因素的是
（Ａ）构件材料性能的不定性（Ｂ）构件几何参数的不定性（C）构件几何尺寸的不定性（D）构件计算模式的不定性。