1、高层建筑施工高层建筑施工 模块模块6 6 钢结构高层建筑施工钢结构高层建筑施工6.1高层钢结构概述6.2高层钢结构加工制作6.3 高层钢结构安装6.4钢结构防火与防腐工程学习目标学习目标（1）掌握高层钢结构的加工制作。（2）熟悉高层钢结构的安装流程。（3）掌握钢结构高层建筑的施工方法。模块模块6 6 钢结构高层建筑施工钢结构高层建筑施工6.1 6.1 高层钢结构概述高层钢结构概述 钢结构高层建筑的结构体系6.1.1按结构材料及其组合分类，高层钢结构可分为全钢结构、钢混凝土混合结构、型钢混凝土结构和钢管混凝土结构四大类，常见的高层钢结构如表6-1所示。6.1 6.1 高层钢结构概述高层钢结构概述
2、6.1 6.1 高层钢结构概述高层钢结构概述全钢结构有框架结构、框架-支撑结构、框架-支撑-腰（帽）桁架结构、错列桁架结构、开口筒结构、框架筒结构、桁架筒结构、筒中筒结构、筒束结构等几种，如图6-1所示。图6-1 钢结构高层建筑结构体系（a）框架结构 （b）框架-支撑结构 （c）框架-支撑-腰（帽）桁架结构 （d)错列桁架结构（e）开口筒结构 （f）框架筒结构 （g）桁架筒结构 （h）筒中筒结构 （i）筒束结构高层建筑钢结构用钢有普通碳素钢、普通低合金钢和热处理低合金钢三大类。大量使用的仍以普通碳素钢为主。（1）基于高层钢结构的重要性，把冷弯试验、冲击韧性、屈服点、抗拉强度和伸长率并列为钢材力
3、学性能的五项基本要求，这五项指标皆合格的钢材方可采用。6.1 6.1 高层钢结构概述高层钢结构概述 高层钢结构用钢材6.1.2钢的种类钢的种类1.6.1 6.1 高层钢结构概述高层钢结构概述（2）对于抗震高层钢结构，钢材的强屈比应不低于1.2，对8度以上设防的钢结构，应不低于1.5。（3）钢构有明显的屈服点，伸长率应不小于20%，应具有良好的延性和可焊性。对于钢柱，为防止厚板层状撕裂，对硫、磷含量应做进一步控制，应不大于0.04%。国产钢材16Mn的屈服点为345 N/mm2，可用于抗震结构。在现代高层钢结构中，广泛采用了经济合理的钢材截面。选材时应充分利用结构的截面特征值，发挥最大的承载能力
4、。传统的工字钢、槽钢、角钢、扁钢有时仍有使用，但由于其截面力学性能欠佳，已逐渐被淘汰。目前，常用钢材有以下几种：（1）热轧H型钢。与普通工字钢不同，它沿两轴方向惯性矩比较接近，截面合理，翼缘板内外侧相互平行，连接施工方便。用这种型钢做高层钢结构的框架非常适合。6.1 6.1 高层钢结构概述高层钢结构概述钢材品种钢材品种2.6.1 6.1 高层钢结构概述高层钢结构概述（2）焊接工字截面钢。在高层钢结构中，用三块板焊接而成的工字形截面是广泛采用的截面形式。它在设计上有更大的灵活性，可按照设计条件选择最经济的截面尺寸，使结构性能得到改善。6.1 6.1 高层钢结构概述高层钢结构概述（3）热轧方钢管。
5、热轧方钢管用热挤压法生产，价格比较昂贵，但施工时二次加工容易，外形美观。6.1 6.1 高层钢结构概述高层钢结构概述（4）离心圆钢管。离心圆钢管是用离心浇铸法生产的钢管，其化学成分和机械性能与卷板自动焊接钢管相同，专用于钢管混凝土结构。6.1 6.1 高层钢结构概述高层钢结构概述（5）热轧T型钢。热轧T型钢一般用热轧型钢沿腹板中线割开而成，最适用于桁架上下弦，比双角钢弦杆回转半径大，可以使桁架自重减小。有时也作为支撑结构的斜撑杆件。（6）热轧厚钢板。热轧厚钢板在高层钢结构中应用极广。我国标准规定，厚钢板厚度为460 mm，大于60 mm的为特厚钢板。6.1 6.1 高层钢结构概述高层钢结构概述
6、高层钢结构钢柱的主要截面形式有箱形断面、形断面和十字形断面，一般都是焊接截面，热轧型钢用得不多。就结构体系而言，筒中筒结构、钢混凝土混合结构和型钢混凝土结构多采用形柱，其他多采用箱形柱；十字形柱则用于框架结构底部的型钢混凝土框架部分。高层钢结构用构件6.1.3柱子柱子1.柱子的形截面可采用热轧型钢，也可为焊接截面。柱用热轧型钢通常为宽翼缘（如400 mm100 mm），它在两个轴线方向上都有相当大的抗压曲强度。形截面可以是三块板组焊的焊接截面，也可在热轧型钢的最大弯矩区域内加焊翼缘板，或在两侧加焊侧板形成封闭的格构式截面，如图6-2所示。6.1 6.1 高层钢结构概述高层钢结构概述1 1）形截
7、面钢柱）形截面钢柱6.1 6.1 高层钢结构概述高层钢结构概述 图6-2 焊接工字截面和H形截面钢柱（a）焊接工字截面 （b）H型钢加焊翼缘板 （c）H型钢和钢板组焊的封闭格构式截面钢柱6.1 6.1 高层钢结构概述高层钢结构概述实心和空心截面钢柱（见图6-3）有实心方钢柱、焊接箱形柱、钢管柱和异形钢管柱。实心方钢柱适用于荷载很大而又要求截面很小的场合。此种柱多为正方形截面，四角拐圆。由于其截面很小，可获得最大楼层净面积。另外，这种柱耐火性能较好，可不做或只做很薄的防火层。2 2）实心和空心截面钢柱）实心和空心截面钢柱6.1 6.1 高层钢结构概述高层钢结构概述 图6-3 实心和空心截面钢柱（
8、a）实心方钢柱 （b）焊接箱形柱 （c）钢管柱 （d）、（e）异形钢管柱焊接箱形柱为重形柱，可承受很大荷载，具有双向抗弯刚度，抗压曲强度大，截面较小。钢管柱常用于非矩形柱网，便于柱梁连接。异形管材（方钢管、长方形钢管）有不同的规格和壁厚。这类管材除其有利的结构性能外，用作外露钢柱时形状美观。6.1 6.1 高层钢结构概述高层钢结构概述6.1 6.1 高层钢结构概述高层钢结构概述组合截面钢柱（见图6-4）形式较多，一般来说，其截面并不经济，但它非常适合用作内隔断交叉点钢柱。3 3）组合截面钢柱）组合截面钢柱6.1 6.1 高层钢结构概述高层钢结构概述 图6-4 组合截面钢柱（a）角钢组焊十字钢柱
9、 （b）夹焊钢板的十字钢柱 （c）十字形柱 （d）双槽钢柱（e）双H型钢柱 （f）四槽钢柱 （g）四角钢柱6.1 6.1 高层钢结构概述高层钢结构概述高层钢结构的梁的用钢量约占结构总用钢量的65%，其中主梁占35%40%。因此梁的布置应力求合理，连接简单，规格少，以利于简化施工和节省钢材。采用最多的梁是工字截面钢，受力较小时也可采用槽钢，受力很大时则采用箱形截面钢，但其连接非常复杂。梁和桁架梁和桁架2.6.1 6.1 高层钢结构概述高层钢结构概述提提 示示6.1 6.1 高层钢结构概述高层钢结构概述常用的梁和桁架结构类型有热轧型钢梁、焊接工字钢梁、桁架，如图6-5图6-7所示。图6-5 热轧H
10、型钢梁（a）宽翼缘系列 （b）翼缘加焊钢板 （c）上翼缘用槽钢加强6.1 6.1 高层钢结构概述高层钢结构概述 图6-6 焊接工字钢梁（a）对称截面 （b）非对称截面 （c）变翼缘宽度和腹板厚度钢梁6.1 6.1 高层钢结构概述高层钢结构概述 图6-7 几种楼盖水平桁架（a）角钢桁架，借助节点板做螺栓或焊接连接 （b）T型钢桁架，腹杆为角钢或槽钢（c）H型钢、槽钢桁架，双角钢腹杆借助节点板做焊接连接 （d）桁架（c）的节点大样（e）双槽钢桁架 （f）H型钢桁架 （g）H型钢、槽钢混合桁架放样是整个钢结构制作工艺中的第一道工序，也是至关重要的一道工序，所有的工件尺寸和形状都必须先放样然后进行加工
11、，最后把各个零件装配成一个整体构件。只有放样尺寸精确，才能避免以后各道加工工序的累积误差，保证整个工程的质量。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作 放样与号料的技术要6.2.1放样放样1.6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作（1）放样从熟悉图纸开始，首先要仔细看清技术要求，并逐个核对图纸之间的尺寸和相互关系，有疑问时应联系有关技术部门予以解决。（2）放样作业人员应熟悉整个钢结构加工工艺，了解工艺流程及加工过程，以及加工过程中需要的机械设备性能及规格。（3）放样台应平整，其四周应画出互相成90的直线，再在其中间画出一根平行线及垂直线，以供校对样板之用。6.2 6.
12、2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作（4）放样时以11的比例在样板台上弹出大样。当大样尺寸过大时，可分段弹出。对一些三角形的构件，如果只对其节点有要求，则可以缩小比例弹出，但应注意其精度。（5）放样所画的实笔线条粗细不得超过0.5 mm，粉线在弹线时的粗细不得超过1 mm。（6）用作计量长度依据的钢盘尺，特别注意应使用经授权的计量单位计量，且附有偏差卡片，使用时按偏差卡片的记录数值校对其误差数。钢结构制作、安装、验收及土建施工用的量具，必须用同一标准进行鉴定，应有相同的精度等级。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作（7）放样时，铣、刨的工件要考虑加工余量，加工边一般要留加工
13、余量5 mm。（8）倾斜杆件互相连接的地方，应根据施工详图及展开图进行节点放样，并且需要放构件大样。如果没有倾斜杆件的连接，则可以不放大样，直接做样板。（9）实样完成后应做一次检查，主要检查其中心距、跨度、宽度及高度等尺寸，如果发现差错应及时进行改正。对于复杂的构件，其线条很多而不能都画在样台上时，可用孔的中心线代替。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作样板一般采用厚度为0.30.5 mm的薄钢板或薄塑料板制成，样杆一般用钢皮或扁铁制作，当长度较短时可用木尺杆。样板、样杆上应注明加工符号、图号、零件号、数量及加工边、坡口部位、弯折线和弯折方向、孔径和滚圆半径等。样板一般分为以下
14、几种：号孔样板，是专用于号孔的样板；覆盖样板，是按照放样图或实物图形，用覆盖的方法所放出的实样，用于连接构件；卡形样板，弧形样板，用于检查各种圆弧及圆的曲率大小的样板；揻成型样板，用于揻曲或检查弯曲件平面形状的样板；平面样板，用于在板料及型钢平面进行线下料的样板；号料样板，供号料或号料同时号孔的样板。样板、样杆样板、样杆2.对不需要展开的平面形零件的号料样板有以下两种制作方法：（1）画样法。画样法是按零件图的尺寸直接在样板料上做出样板。（2）过样法。过样法又称为移出法，分为不覆盖过样和覆盖过样两种方法。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢
15、结构加工制作覆盖过样法是把样板料覆盖在实样图上，再根据事前画出的延长线，画出样板。不覆盖过样法是通过画垂线或平行线，将实样图中的零件形状过到样板料上。为了保存实样图，一般采用覆盖过样法；而当不需要保存实样图时，可采用画样法制作样板。对单一的产品零件，可以直接在所需厚度的平板材料（或型材）上进行画线下料，不必在放样台上画出放样图和另行制出样板。对于较复杂带有角度的结构零件，不能直接在板料型钢上号料时，可用覆盖过样的方法制出样板，利用样板进行画线号料，如图6-8所示。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作 图6-8 覆盖过样法示意图
16、（a）结构实样 （b）过样样板 覆盖过样法的步骤如下：按施工设计图样的结构连接尺寸画出实样。以实样上的型钢件和板材件的重心线或中心线为基准并适当延长，如图6-8（a）所示。把所用样板材料覆盖在实样上面，用直尺或粉线以实样的延长线在样板面上画出重心线或中心线。再以样板上的重心线或中心线为准画出连接构件所需的尺寸，最后将样板的多余部分剪掉，做成过样样板，如图6-8（b）所示。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作号料是以样板、样杆或图纸为根据，在原材料上做出实样，并打上各制造厂内部约定的加工记号。号料的一般工作内容包括：检查核对材料；在材料上画出切割、铣、刨、弯曲、钻孔等加工位置；打
17、冲孔；标注出零件的编号。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作号料号料3.6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作提提 示示6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作 切割的技术要求6.2.2 钢材的切割下料应根据钢材的截面形状、厚度及切割边缘的质量要求而采用不同的切割方法。钢材的切割可以通过冲剪、切削、气体切割、锯切、摩擦切割和高温热源切割来实现。目前，常用的切割方法有机械切割、气割等。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作根据切割原理，机械切割分为三类，如表6-3所示。机械切割机械切割1.
18、气割可以切割较大厚度范围的钢材，而且设备简单、费用经济、生产效率较高，并能实现空间各种位置的切割，所以在金属结构制造与维修中得到广泛的应用。尤其对于本身不便移动的巨大金属结构，应用气割更能显示其优越性。供气割用的可燃气体种类很多，常用的有乙炔气、丙烷气和液化石油气等，但目前使用最多的还是乙炔气。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作气割气割2.氧-乙炔气割是根据某种金属被加热到一定温度时在氧气流中能够剧烈燃烧氧化的原理，用割炬来进行切割的。金属材料进行气割的条件如下：6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作（1）金属
19、材料的燃点必须低于其熔点。这是保证切割在燃烧过程中进行的基本条件。否则，切割时金属先熔化变为熔割过程，使割口过宽，而且不整齐。（2）燃烧生成的金属氧化物的熔点应低于金属本身的熔点，同时流动性要好。否则，就会在割口表面形成固态氧化物，阻碍氧气流与下层金属的接触，使切割过程不能正常进行。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作（3）金属燃烧时应能放出大量的热，而且金属本身的导热性要低。这是为了保证下层金属有足够的预热温度，使切割过程能连续进行。满足上述条件的金属材料有纯铁、低碳钢、中碳钢和普通低合金钢。而铸铁、高碳钢、高合金钢及铜、铝等有色金属及其合金，均难以进行氧乙炔气割。气割时必须
20、防止回火。回火的实质是氧乙炔混合气体从割嘴内流出的速度小于混合气体的燃烧速度。发生回火时，应及时采取措施，将乙炔皮管折拢并捏紧，同时紧急关闭气源，一般先关闭乙炔阀，再关闭氧气阀，使回火在割炬内迅速熄灭，稍待片刻后再开启氧气阀，以吹掉割炬内残余的燃气和微粒，然后再点火使用。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作提提 示示6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作钢结构制作中，常用的加工方法有钻孔、冲孔、扩孔、铰孔等，施工时也可根据不同的技术要求合理选用。制孔加工的技术要求6.2.36.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢
21、结构加工制作钻孔前先在构件上画出孔的中心和直径，在孔的圆周上（90位置）打4只冲眼，可供钻孔后检查用。孔中心的冲眼应大而深，在钻孔时作为钻头定心用。画线工具一般用画针和钢直尺。钻孔加工钻孔加工1.1 1）画线钻孔）画线钻孔6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作提提 示示6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作当批量大、孔距精度要求较高时，应采用钻模钻孔。钻模有通用型、组合式和专用钻模。通用型钻模可在当地模具出租站订租；组合式和专用钻模则由本单位设计制造。图6-9和图6-10所示为两种不同钻模的做法。2 2）钻模钻孔）钻模钻孔6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构
22、加工制作 图6-9 节点板钻模（a）钻模板 （b）钻套 （c）放进钻套后的钻模板6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作 图6-10 角钢钻模（a）模架尺寸 （b）钻套和模架1模架；2钻套6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作对无镗孔能力的单位，可先在钻模板上钻较大的孔眼，由钳工对钻套进行校对，符合公差要求后，拧紧螺钉，然后将模板大孔与钻套外圆间的间隙灌铅固定（见图6-11）。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作 图6-11 钻模1模板；2螺钉；3钻套冲孔是在冲孔机（冲床）上进行的，一般只能在较薄的钢板或型钢上冲孔。冲孔的操作要点如下：（1）冲孔的直径
23、应大于板厚，否则易损坏冲头。冲孔下模上平面的孔应比上模的冲头直径大0.81.5 mm。（2）构件冲孔时，应装好冲模，检查冲模之间间隙是否均匀一致，并用与构件相同的材料试冲，经检查质量符合要求后，再正式冲孔。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作2 2）冲孔加工）冲孔加工6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作（4）环境温度低于-20 时禁止冲孔。（3）大批量冲孔时，应按批抽查孔的尺寸及孔的中心距，以便及时发现问题，进行纠正。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作3 3）扩孔加工）扩孔加工扩孔是用麻花钻或扩孔钻将工件上原有的孔进行全部或局部扩大，主要用于构
24、件的拼装和安装，如叠层连接板孔，常先把零件孔钻成比设计小3 mm的孔，待整体组装后再行扩孔，以保证孔眼一致，孔壁光滑；或用于钻直径为30 mm以上的孔，先钻成小孔，后扩成大孔，以减小钻端阻力，提高工效。扩孔钻是扩孔的理想刀具。扩孔钻切屑少，容屑槽做得较小而浅，增多刀齿（3或4齿），加粗钻心，从而提高扩孔钻的刚度。这样扩孔时导向性好，切削平稳，可增大切削用量并改善加工质量。扩孔钻的切削速度可为钻孔的0.5倍，进给量为钻孔的1.52倍。扩孔前，可先用0.9倍孔径的钻头钻孔，再用等于孔径的扩孔钻头进行扩孔。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作3 3）扩孔加工）扩孔加工6.2 6.2
25、高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作铰孔是用铰刀对已经过粗加工的孔进行精加工，这样可降低孔的表面粗糙度，提高精度。铰孔时必须选择好铰削用量和冷却润滑液。铰削用量包括铰孔余量、切削速度（机铰时）和进给量，这些都对铰孔的精度和表面粗糙度有很大影响。4 4）铰孔加工）铰孔加工6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作提提 示示6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作为了保证焊缝质量和焊透以及装配的准确性，不仅需要将钢板边缘刨成或铲成坡口，还需将边缘刨直或铣平。常用的边缘加工方法主要有铲边、刨边、铣边、碳弧气刨和气割坡口等。边缘加工的技术要求6.2.4对加工质量要求不高，并且工作
26、量不大的边缘加工可采用铲边加工。铲边有手工铲边和机械铲边（风动铲锤）两种，手工铲边的工具有手锤和手铲等，机械铲边的工具有风动铲锤和铲头等。风动铲锤是用压缩空气作动力的一种风动工具。一般手动铲边和机械铲边的构件，其铲线尺寸与施工图纸尺寸要求相差不超过1 mm。铲边后的棱角垂直误差不得超过弦长的1/3 000，且不得大于2 mm。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作铲边铲边1.铲边时应注意以下事项：（1）开动空气压缩机前，应放出储风罐内的油、水等混合物。（2）铲前应检查空气压缩机设备上的螺栓、阀门是否完整，风管是否破裂漏风等。（3）铲边时，铲头要注机油或冷却液，以防止铲头退火。（4
27、）铲边结束后应卸掉铲锤并妥善保管，冬期施工后应盘好铲锤风带并放入室内，以防止带内存水冻结。（5）铲边时，对面不应有人或障碍物。（6）高空铲边时，施工人员应系好安全带。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作刨边要在刨边机上进行。需切削的板材固定在作业台上，由安装在移动刀架上的刨刀来切削板材的边缘。刀架上可以同时固定两把刨刀，以同方向进刀切削，也可在刀架往返行程时正反向切削。刨边刨边2.6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作刨边加工有刨直边和刨斜边两种。刨边加工的加工余量随钢材的厚度、钢板的切割方法的不同而不同，一般的
28、刨边加工余量为24 mm，下料时可参考表6-4预放刨削余量，并应用符号注明刨斜边或刨直边。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作被刨削的钢板放上机床后，可用刀架上的划线盘测定其刨削线，并予以调整，然后用千斤顶压牢钢板。刨刀的中心线应略高于被刨钢板的中心线，这样可在刨削时，使刨刀的力向下压紧钢板而不使钢板颤动，以防止损坏刨刀和机床。刨直边的钢板可以将数块叠在一起进行，以提高生产效率。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作提提 示示6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作对于有些构件的端部，可采用铣边（端面加工）的方法代替刨边，铣边是为了保持构件的精度。例如
29、吊车梁、桥梁等接头部分，钢柱或塔架等金属抵撑部位，能使其力由承压面直接传至底板支座，以减少连接焊缝的焊脚尺寸，其加工质量优于刨边的加工质量。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作铣边铣边3.此种铣边加工，一般是在端面铣床或铣边机上进行的。端面铣削也可在铣边机上进行。铣边机的结构与刨边机相似，但加工时用盘形铣刀代替刨边机走刀箱上的刀架和刨刀。其生产效率较高。刨边与铣边的加工质量标准比较如表6-6所示。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作碳弧气刨的切割原理是直流反接
30、（工件接负极），通电后电弧将工件熔化，压缩空气将熔化金属吹掉，从而达到刨削或切削金属的目的。碳弧气刨专用碳棒用石墨制造，为提高导电能力外镀纯铜皮。碳棒的规格主要有6、7、8、10及5 mm15 mm等。碳弧气刨的应用范围：用碳弧气刨挑焊根，比采用风凿生产率高，特别适用于仰位和立位的刨切，噪声比风凿小，并能减轻劳动强度；采用碳弧气刨翻修有焊接缺陷的焊缝时，容易发现焊缝中各种细小的缺陷；碳弧气刨还可以用来开坡口，清除铸件上的毛边和浇冒口，以及铸件中的缺陷等，同时还可以切割金属如铸铁、不锈钢、铜、铝等。碳弧气刨碳弧气刨4.气割坡口包括手工气割和用半自动、自动气割机进行坡口切割。其操作方法和使用的工具
31、与气割相同。所不同的是，气割坡口将割炬嘴偏斜成所需要的角度，对准要开坡口的地方运行割炬。由于此种方法简单易行、效率高，能满足开形、形坡口的要求，所以已被广泛采用，但要注意切割后需清理干净氧化铁残渣。气割机切割坡口时割嘴的位置如表6-7所示。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作气割坡口气割坡口5.6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作钢结构组装的方法包括地样法、仿形复制装配法、立装法、卧装法、胎模装配法。（1）地样法。地样法是指用11的比例在装配平台上放出构件实样，然后根据零件在实样上的位置，分别组装起来成为构件。
32、此装配方法适用于桁架、构架等小批量结构的组装。（2）仿形复制装配法。仿形复制装配法是指先用地样法组装成单面（单片）的结构，然后定位点焊牢固，将其翻身，作为复制胎模，在其上面装配另一单面结构，往返两次组装。此种装配方法适用于横断面互为对称的桁架结构。钢结构组装的方法及要求6.2.5钢结构组装的方法钢结构组装的方法1.6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作（3）立装法。立装法是指根据构件的特点及其零件的稳定位置，选择自上而下或自下而上的顺序装配的方法。此装配方法适用于放置平稳、高度不大的结构或者大直径的圆筒。（4）卧装法。卧装法是指将构件卧放进行装配的装配方法。适用于断面不大，但长度
33、较大的细长构件。（5）胎模装配法。胎模装配法是指将构件的零件用胎模定位在其装配位置上的组装方法。此种装配方法适用于制造构件批量大、精度高的产品。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作组装要求组装要求2.（1）必须按工艺要求的次序进行，当有隐蔽焊缝时，必须先予施焊，经检验合格后方可覆盖。为减少变形，尽量采用小件组焊，经矫正后再用大件组装。（2）组装的零件、部件应经检查合格,零件、部件连接接触面和沿焊缝边缘3050 mm范围内的铁锈、毛刺、污垢、冰雪、油迹等应清除干净。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作（3）布置拼装胎具时，其定位必须考虑预放出焊接收缩量及加工余量。
34、（4）为减少大件组装焊接的变形，一般应先采取小件组焊，经矫正后，再组装大部件。胎具及组装的首件必须经过检验方可大批进行组装。（5）板材、型材的拼接应在组装前进行；构件的组装应在部件组装、焊接、矫正后进行，以便减少构件的残余应力，保证产品的制作质量。构件的隐蔽部位应提前进行组装。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作（7）组装好的构件应立即用油漆在明显部位编号，写明图号、构件号、件数等，以便查找。（6）组装时要求磨光顶紧的部位，其顶紧接触面应有75以上的面积紧贴。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作焊接构件时，由于焊缝的收缩产生很大的内应力，构件容易产生疲劳的时效变
35、形，由于低碳钢和低合金钢的塑性好，可由应力重分配抵消部分疲劳影响，时效变形在一般构件中影响不大，因此不需进行很大处理，但是对于精度要求较高的机械骨架、齿轮箱体等，需进行退火处理。钢结构热处理的技术要求6.2.66.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作提提 示示6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作焊缝区局部热处理，300 以下为自由升温，从300 开始控制升温速度，升温速度不大于150/，升至规定温度时进行保温，保温时间一般按每毫米板厚23 min进行计算，但不小于1 h。保温结束后，开始降温并控制降温速度，降温速度不大于150/h，直到降至300 以下，可于空气中自
36、然冷却。钢构件预拼装的技术要求如下：（1）钢筋安装时，保护层厚度必须符合施工图纸及施工质量验收规范的要求。为控制保护层厚度，制作50 mm50 mm水泥砂浆垫块，其厚度等于保护层厚度；不允许用薄垫块叠合使用，严禁用石子和短钢筋头作 为垫块；用于墙、柱的砂浆垫块内要预埋2022号铁丝。（2）纵向受拉钢筋的搭接长度、最小锚固长度应符合设计要求。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作 钢构件预拼装的技术要求6.2.76.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作（3）当采用搭接连接时，纵向受压钢筋的受压搭接长度不应小于纵向受拉钢筋搭接长度的0.7倍，且在任何情况下不应小于200
37、mm。（4）轴心受拉及小偏心受拉杆件的纵向受力钢筋不宜采用绑扎搭接接头。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作（5）同一构件中相邻纵向受力钢筋的绑扎搭接接头宜相互错开。钢筋绑扎搭接接头连接区段长度为1.3倍搭接长度，凡搭接接头中点位于该连接区段长度内的搭接接头均属于同一连接区段。位于同一连接区段内受拉钢筋搭接接头面积百分率：对梁类，板类及墙类构件不大于25%，对柱类构件不大于50%。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作（6）梁、柱类纵向受力钢筋搭接长度范围内，按设计要求配置箍筋；当设计无具体要求时，应符合下列规定：箍筋直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍。受拉
38、搭接区段的箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的5倍，且不应大于100 mm。受压搭接区段的箍筋间距不应大于搭接钢筋较小直径的10倍，且不应大于200 mm。当柱中纵向受力钢筋直径大于25 mm 时，应在搭接接头两个端面外100 mm范围内各设置两个箍筋，其间距宜为50 mm。6.2 6.2 高层钢结构加工制作高层钢结构加工制作（7）纵向受力钢筋焊接接头应相互错开。钢筋焊接接头连接区段的长度为35 d（d为纵向受力钢筋的较大直径）且不小于500 mm，凡接头中点位于该连接区段长度内的焊接接头均属于同一连接区段。位于同一连接区段内的受力钢筋的焊接接头面积百分率对纵向受拉钢筋接头不大于50%。（8）焊
39、条。电弧焊所采用的焊条，其性能应符合现行国家标准非合金钢及细晶粒钢焊条（GB/T 51172012）或热强钢焊条（GB/T 51182012）的规定。高层建筑钢结构安装的独有施工特点如下：（1）由于结构复杂而使施工复杂化。钢结构安装的精确度要求高，允许误差小，为保证这些精度要采取一些特殊措施。而当建筑物采用钢混凝土组合结构时，钢筋混凝土结构为现场浇筑，允许误差较大，两者配合，往往会产生矛盾。6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装 高层钢结构安装的特点6.3.1（2）高空作业受天气的影响较大。钢结构高层建筑的结构安装作业属高空作业，受风的影响很大，当风速达到某一限值时，起重安装工作就难以进
40、行，会被迫停工。所以，在高空可进行工作的时间要比一般情况更短，在安排施工计划时必须考虑这一因素。6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装（3）高空作业工作效率低。随着建筑物高度的增大，工作效率也有所降低。这主要表现在两个方面：一是人的工作效率降低，主要是恶劣天气（风、雨、寒冷等）的影响，以及高处工作产生不安全感的心理影响；二是起重安装效率降低，起重高度增大后，一个工作循环的时间延长，单位时间内的吊次减少，工效随之降低。6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装（4）施工安全问题十分突出。由于高度高，材料、工具、人员一旦坠落，则会造成重大安全事故。尤其是钢结构电焊量大，防火十分重要，必须引
41、起高度重视。6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装高层钢结构安装都用塔式起重机，这就要求塔式起重机的臂杆足够长，以使其具有足够的覆盖面；要有足够的起重能力，满足不同部位构件的起吊要求；钢丝绳容量要满足起吊高度要求；起吊速度要有足够挡位，满足安装需要；多机作业时，相互间要有足够的高差，互不碰撞。6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装 高层钢结构安装前的准备工作6.3.21 1）安装机械的选择）安装机械的选择6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装提提 示示6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装高层钢结构安装需按照建筑物平面形状、结构形式、安装机械数量和位置等划分流水段。总的
42、原则是：平面流水段划分应考虑钢结构安装过程中的整体稳定性和对称性，安装顺序一般由中央向四周扩展，以减少焊接误差。立面流水段一般以一节钢柱高度内所有构件作为一个流水段。一个立面安装流水段内的安装顺序如图6-12所示，一个钢结构标准单元的施工顺序如图6-13所示。2 2）安装流水段的划分）安装流水段的划分6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装图6-12 一个立面安装流水段内的安装顺序6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装图6-13 一个钢结构标准单元的施工顺序6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装表6-8 标准节框架的安装方法6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装提提 示示
43、在标准节框架的安装中，应进一步划分主要流水区和次要流水区。以框架可进行整体校正为划分原则，塔式起重机爬升部位为主要流水区，其余为次要流水区，安装施工工期的长短取决于主要流水区。一般主要流水区内构件由钢柱和框架梁组成，其间的次要构件可后安装，主要流水区构件一经安装完成，即开始框架整体校正。划分主要和次要流水区的目的是争取交叉施工，以缩短安装施工的总工期。6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装钢构件从制作厂发运前应进行必要的包装处理，特别是构件的加工面、轴孔和螺纹，均应涂以油脂和贴上油纸，或用塑料布包裹，螺孔应用木楔塞住。装运时要防止相互挤压变形，
44、避免损伤加工面。钢构件的运输中转、配套和堆放钢构件的运输中转、配套和堆放1.1 1）运输）运输现场钢结构安装是根据规定的安装流水顺序进行的。钢构件必须按照流水顺序的要求供货到现场，但是构件加工厂是按构件的种类分批生产供货的，与结构安装流水顺序不一致。因此，宜设置钢构件中转堆场调节。中转堆场的主要作用有：6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装2 2）中转）中转6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装（1）储存制造厂的钢构件（工地现场没有条件储存大量构件）。（2）根据安装施工流水顺序进行构件配套，组织供应。（3）对钢构件质量进行检查和修复，保证把合格的构件送到现场。6.3 6.3 高层钢
45、结构安装高层钢结构安装中转堆场应尽量靠近工程现场，同市区公路相通，符合运输车辆的运输要求，要求电源、水源和排水管道畅通，场地平整。堆场的规模应根据钢构件储存量、堆放措施、起重机行走路线、汽车道路、辅助材料堆场、构件配套用地、生活用地等情况确定。配套是指按安装流水顺序，以一个结构安装流水段为单元，将所有钢构件分别从堆场整理出来，集中到配套场地，在数量和规格齐全之后进行构件预检和处理修复，然后根据安装顺序，分批将合格的构件由运输车辆供应到施工现场。6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装3 3）配套）配套钢构件应按安装流水顺序配套运入现场，利用现场的装卸机械尽量将其就位到安装机械的回转半径内。
46、因运转造成的构件变形，在施工现场均要加以矫正。一般情况下，结构安装用地面积宜为结构工程占地面积的1.01.5倍。6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装4 4）现场堆放）现场堆放6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装钢构件的预检钢构件的预检4.1 1）出厂检验）出厂检验钢构件在出厂前，制造厂应根据制作规范、规定及设计图的要求进行产品检验，填写质量报告和实际偏差值。钢构件交付结构安装单位后，结构安装单位在制造厂质量报告的基础上，根据构件性质分类，再进行复核或抽检。6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装预检钢构件的计量工具和标准应事先统一，质量标准也应统一。特别是对钢卷尺的标准要十
47、分重视，有关单位（业主、土建单位、安装单位、制造厂）应各执统一标准的钢卷尺，制造厂按此尺制造钢构件，土建施工单位按此尺进行柱基定位施工，安装单位按此尺进行结构安装，业主按此尺进行结构验收。标准钢卷尺由业主提供，钢卷尺需同标准基线进行足尺比较，确定各地钢卷尺的误差值以及尺长方程式，应用时按标准条件实施。2 2）计量工具）计量工具结构安装单位对钢构件预检的项目，主要是与施工安装质量和工效直接有关的数据，如几何外形尺寸、螺孔大小和间距、预埋件位置、焊缝坡口、节点摩擦面、附件数量规格等。构件的内在制作质量应以制造厂质量报告为准。预检数量一般是关键构件全部检查，其他构件抽检10%20%，应记录预检数据。
48、6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装3 3）预检）预检6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装构件预检宜由结构安装单位和制造厂联合派人参加，同时也应组织构件处理小组，对预检出的偏差及时给予修复，严禁不合格的构件运到工地现场，更不应该将不合格构件送到高空去处理。6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装第一节钢柱是直接安装在钢筋混凝土柱基底顶上的。钢结构的安装质量和工效同柱基的定位轴线、基准标高直接相关。安装单位对柱基的预检重点是定位轴线间距、柱基顶面标高和地脚螺栓预埋位置。柱基的检查柱基的检查5.定位轴线从基础施工起就应重视，先要做好控制桩。待基础浇筑混凝土后，再根据控制桩将定位
49、轴线引测到柱基钢筋混凝土底板面上，然后检查定位轴线是否同原定位轴线重合、封闭，每根定位轴线总尺寸误差值是否超过控制数，纵横定位轴线是否垂直、平行。定位轴线检查在弹过线的基础上进行。检查应由业主、土建、安装三方联合进行，对检查数据要统一认可签证。6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装1 1）定位轴线的检查）定位轴线的检查柱间距检查是在定位轴线认可后进行的。采用标准尺实测柱距。柱距偏差值应严格控制在3 mm范围内，绝不能超过5 mm。若柱距偏差超过5 mm，则必须调整定位轴线。原因是定位轴线的交点是柱基中心点，是钢柱安装的基准点，钢柱竖向间距以此为准。框架钢梁连接螺孔的孔洞直径一般比高强度螺
50、栓直径大1.52.0 mm，若柱距过大或过小，将直接影响框架梁的安装连接和钢柱的垂直。6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装2 2）柱间距的检查）柱间距的检查6.3 6.3 高层钢结构安装高层钢结构安装3 3）单独柱基中心线的检查）单独柱基中心线的检查检查单独柱基的中心线同定位轴线之间的误差，调整柱基中心线使其同定位轴线重合，然后以柱基中心线为依据，检查地脚螺栓的预埋位置。检查柱基地脚螺栓，其内容包括：检查螺栓的螺纹长度是否能保证钢柱安装后螺母拧紧的需要；检查螺栓垂直度，超过规定必须矫正，矫正方法包括冷校法和火焰热校法；检查螺纹是否损坏，检查合格后在螺纹部分涂上油，盖好帽盖加以保护；检查
