钢结构工程主要的建筑结构类型之一。是现代建筑工程中较普通的结构形式之一。中国是最早用铁制造承重结构的国家，钢结构工程是以钢材制作为主的结构。远在秦始皇时代(公元前246-219年)就已经用铁做简单的承重结构，而西方国家在17世纪才开始使用金属承重结构。

特点

强度高、塑性韧性好、材质均匀、质量轻、制造简便，施工工期短、密实性较好。钢结构是主要由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻，且施工简便，广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。

基本介绍

以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜；材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载；

建筑工期短；其工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生产。钢结构今后应研究高强度钢材，大大提高其屈服点强度；此外要轧制新品种的型钢，例如H型钢（又称宽翼缘型钢）和T形钢以及压型钢板等以适应大跨度结构和超高层建筑的需要。

另外还有无热桥轻钢结构体系，建筑本身是不节能的，本技术用巧妙的特种连接件解决了建筑的冷热桥问题；小桁架结构使电缆和上下水管道从墙里穿越，施工装修都方便；无比节能是世界上唯一的一家以冷弯薄壁型钢建7层住宅的建筑体系。

在我国，钢结构行业的市场化程度较高，市场竞争较为激烈。目前我国钢结构企业在4,000-5,000家左右。据中国钢结构协会统计，截至目前，拥有钢结构制造企业资质的单位共238家，但多数为年产1万吨以下的中小企业，年产10万以上的企业仅30多家。大部分企业生产规模较小，行业集中度不高。

（1）从钢结构不同业务类型的市场细分情况来看——智研咨询整理

在轻型钢结构领域，由于进入壁垒相对较低，参与竞争的中小型企业众多，呈现较强的区域化竞争格局，市场竞争较为激烈，产品毛利率相对较低。竞争的重点体现为工厂化制造的规模优势。

在大跨度空间钢结构、高层重型钢结构、桥梁钢结构、大型锅炉刚架、海洋平台钢结构等高端应用领域，由于钢结构工程技术含量高，制作安装难度大、资金要求高，资质要求高，产品质量及精度要求高，生产企业相对较少，因而进入门槛较高，市场竞争取决于企业技术与资金实力、规模、产品质量与品牌，产品毛利率较高。

竞争主体主要为拥有钢结构制造企业特级资质的行业领先者（据中国钢结构协会统计，到目前为止，全国拥有钢结构制造企业特级资质的企业有本公司、精工钢构、东南网架、杭萧钢构、沪宁钢机、鸿路钢构等61家），竞争环境相对缓和，市场发展前景广阔，预计未来将成为钢结构工程中的竞争重点。

（2）从区域分布来看，规模较大的钢结构企业大多集中在上海、浙江、安徽、

山东、广东、北京等地，沿海及中部城市钢结构制造业发展走在全国前列。据统计，20012年钢结构产量位居全国前五名的省市是：浙江203万吨，上海182万吨，安徽147万吨，山东119万吨，江苏91万吨，合计占全国钢结构产量1/3以上1。

（3）行业未来竞争态势

①在节能环保的政策背景下逐步提高行业集中度

我国钢结构企业数量不少，但上规模、有影响力的企业不多，行业集中度不高，具有行业整合能力、节能低耗的大型钢结构制造企业较少。“十二五”期间，根据国家产业政策调整，一些中小企业在竞争中将被逐步淘汰，一些具有技术优势、规模优势、自主创新优势、品牌优势和客户优势、具备设计制作安装一体化经营实力、在国际市场具有一定竞争力的企业将在竞争中通过开拓市场、扩张产能、技术升级逐渐做大做强，未来行业集中度将不断提高。

②“设计、制造与安装”一体化经营模式逐渐成为高端钢结构企业的发展模式

国际上钢结构优势企业主要采用“设计、制造与安装”一体化经营的业务模式。

目前国内众多钢结构企业受技术能力方面的制约，多采用构件加工与安装的经营模式，而广大中小企业更是仅以构件加工为主，盈利能力无法与行业内领先企业相比。

优秀的钢结构企业必须拥有一支技术过硬的安装队伍，具备严密的施工组织、完善的施工方案、娴熟的安装技术，并配之以先进的安装设备，从而为建设优质工程提供保证。

随着钢结构市场竞争的日趋激烈，一些高端钢结构企业在钢结构产品制造的基础上逐步延伸前后端业务链，采用了国际上主流的“设计、制造与安装”一体化经营的业务模式，在设计及安装环节提升竞争力，从而获取了高于行业平均的毛利率水平。

③在重型钢结构等高端市场的竞争形势将日趋激烈

在钢结构市场中，大跨度空间钢结构、高层重型钢结构、桥梁钢结构、大型锅炉刚架、海洋平台钢结构等基于其技术要求高、工艺难度大而具有较高的市场准入壁垒，具有较高的附加值。同时，下游行业的快速发展对重型钢结构产品产生明显的引导与拉动作用，持续引导钢结构产品快速升级换代，以适应工业化、城市化、基础设施建设等的快速发展。未来随着行业产品的持续、快速升级，一些技术升级能力强、能够快速适应市场的企业将获得更高的产品附加值，重型钢结构等高端市场的竞争形势将日趋激烈。

④围绕产业布局在区域市场展开竞争

在区域分布上，规模较大的钢结构企业大多集中在上海、浙江、安徽、江苏等长三角地区以及天津、北京等京津唐地区，广大的中西部地区处于起步阶段。近年来，随着国家中部崛起、西部大开发战略的实施，中西部地区投入逐步加大，为钢结构企业提供了广阔的市场空间，中南、西南、西北正逐步成为钢结构行业发展的新兴区域。未来随着中西部地区的后发优势逐渐凸显，一些在东部沿海区域具备竞争优势，同时在中西部地区提前布局的企业将在区域市场竞争中取得领先优势。

总体上，钢结构行业企业众多，市场较分散。尽管目前已逐步形成了一些实力强、品牌度高的大型企业，但尚缺乏市场占有率高、有一定话语权、具备行业整合能力的龙头企业。

应用

屋面系统

是由屋架、结构OSB面板、防水层、轻型屋面瓦（金属或沥青瓦）及相关连接件组成的。迈特建筑轻钢结构的屋面，外观可以有多种组合。材料也有多种。在保障了防水这一技术的前提下，外观有了许多的选择方案。

墙体结构

轻钢结构住宅的墙体主要由墙架柱、墙顶梁、墙底梁、墙体支撑、墙板和连接件组成。建筑轻钢结构住宅一般将内横墙作为结构的承重墙，墙柱为C形轻钢构件，其壁厚根据所受的荷载而定，通常为0.84～2毫米，墙柱间距一般为400～600毫米，建筑轻钢结构住宅这种墙体结构布置方式，可有效承受并可靠传递竖向荷载，且布置方便，但迈特建筑轻钢结构住宅墙体结构不能承受水平荷载。

技术性能

保温节能技术轻钢结构为确保达到保温效果，在建筑物的外墙和屋面中使用的保温隔热材料能长期使用并能保温隔热。建筑轻钢结构住宅一般除了在墙的墙柱间填充玻璃纤维网格布外，在墙外侧再贴一层保温材料，有效隔断了通过墙柱至外墙板的热桥；楼层之间搁栅内填充玻璃纤维，减少通过楼层的热传递;所有内墙墙体的墙柱之间均填充玻璃纤维，减少户墙之间的热传递。

防火技术轻钢结构一个最关键的问题是防火技术的应用，轻钢结构住宅的耐火等级为四级。建筑轻钢结构住宅在墙的两侧与楼盖的天花处贴防火石膏板，对于普通防火墙和分户墙用25.4毫米厚(1吋)石膏板保护，以达到1个小时的防火要求，另外在墙体墙柱间与楼盖搁栅间填充的玻璃纤维对于防火与热传递也起了积极的保护作用。

隔声技术轻钢结构在内外墙及楼盖搁栅间填充玻璃棉，有效阻止了通过空气传播的音频部分，而对于通过固体传播的冲击声，作如下构造处理：对于分户墙用二道墙柱构成带有中间空隙的二道墙体；而对于吊顶用的固定石膏板的小龙骨，用带有小切槽的弹性构造以有效减少楼层间的固体声传播。

施工技术

一、钢结构安装焊接前的准备工作

试验钢材包括Q345GJC-Z15（壁厚70mm）、Q345GJC-Z15（壁厚40mm）、Q345C（翼缘厚28mm），焊接位置为柱—柱横焊、柱—梁平焊（包括桁架梁上下翼缘平焊）、T型角立焊。坡口形式及尺寸按设计要求。焊后外观及超声波检查合格后取样进行了力学和物理试验。试验结果接头的抗拉强度达到母材抗拉强度标准值，接头弯曲180°无裂纹。采用的焊接材料和焊接设备技术条件应符合国家标准，性能优良。清渣、气刨、焊条烘干保温等装置应齐全有效。

二、手工电弧焊及CO2气保焊焊材和设备

（1）焊条应在高温烘干箱中烘干，焊条烘干次数不得超过两次。

（2）焊丝包装应完好，如有破损而导致焊丝污染或弯折、紊乱时应部分弃之。

（3）CO2气体纯度应不低于99.9%（体积比），含水量应低于0.05%（重量比），瓶内高压低于1MPa时应停止使用。

（4）焊机电压应正常，地线压紧牢固，接触可靠，电缆及焊钳无破损，送丝机应能均匀送丝，气管应无漏气或堵塞。

三、安装焊接程序及一般规定

焊接的一般顺序为：焊前检查→预热除锈→装焊垫板和引弧板→焊接→检验

1．焊前检查坡口角度、钝边、间隙及错口量，坡口内和两侧的锈斑、油污、氧化铁皮等应清除干净。

2．预热。焊前用气焊或特制烤枪对坡口及其两侧各100mm范围内的母材均匀加热，并用表面测温计测量温度，防止温度不符合要求或表面局部氧化，预热温度。

3．重新检查预热温度，如温度不够应重新加热，使之符合要求。

4．装焊垫板及引弧板，其表面清洁程度要求与坡口表面相同，垫板与母材应贴紧，引弧板与母材焊接应牢固。

5．焊接：第一层的焊道应封住坡口内母材与垫板的连接处，然后逐道逐层累焊至填满坡口，每道焊缝焊完后，都必须清除焊渣及飞溅物，出现焊接缺陷应及时磨去并修补。

6．一个接口必须连续焊完，如不得已而中途停焊时，应进行保温缓冷处理，再焊前，应重新按规定加热。

7．遇雨、雪天时应停焊，构件焊口周围及上方应有挡风、雨棚，风速大于5m/s时应停焊。环境温度低于零度时，应按规定采取预热和后热措施施工。

8．碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度、低合金结构钢应在完成24h以后，进行焊缝探伤检验。

9．焊工和检验人员要认真填写作业记录表。

四、典形节点的焊接顺序和工艺参数

（1）上下柱无耳板侧由两名焊工在两侧对称焊至板厚的1/3处时，切去耳板。

（2）然后在切去耳板侧由两名焊工在两侧对称焊至板厚的1/3处。

（3）再由两名焊工分别承担相邻两面的焊接。

（4）每两层之间焊道的接头应相互错开，两名焊工焊接的焊道接头也要注意每层错开，焊接过程中要注意检测层间温度。

（5）焊接工艺参数：

CO2气保焊：焊丝直径Φ1.2mm，电流280～320A，焊速350～450mm/min

焊丝伸出长度：约20mm，气体流量25～80L/min，

电压29～34V，层间温度120～150℃

五、柱—梁、梁—梁节点

（1）先焊梁的下翼缘，梁腹板两侧的翼缘焊道要保持对称焊接。

（2）待下翼缘焊完，然后焊接上翼缘。

（3）如翼缘板厚大于30mm时，宜上下翼缘轮换施焊。

（4）焊接工艺参数：

CO2气保焊：焊丝直径φ1.2mm，电流280～360A，焊速300～500mm/min

焊丝伸出长度约20mm，气体流量20～80L/mm

电压30～38V，层间温度120～150℃

制作

设备钢结构的加工制作与精密钢结构类似，介于普通结构件（对加工要求不高）与精密机械加工（要求加工较精细）之间，采用焊接或者栓接的连接方式。

同时钢结构类型主要有:用于厂房的排架结构、用于多高层建筑的框架结构、框架一剪力墙结构、框一筒结构，用于大空间的平板网架结构和弯顶网充结构等等。建筑功能不同，采用的结构形式也不同。钢结构设计要执行国家的技术规范，做到技术先进、经济合理、安全实用、确保质量。因此在结构设计制作的时候要注意以下要求:

1.首先根据建筑功能要求，采用相应合理的结构体系。做到技术先进、结构新颖、达到建筑和结构的完美统一。

2.钢结构(除容器外)多以杆件为主，故杆件尺寸尽可能模数化、标准化，便于机械化制造、运送、安装、提高生产率。

3.采用具有较高经济指标的高效钢材。

4.钢结构的节点是至关重要的，要采用适当的连接方式，使节点设计与结构计算简化模型相一致。以往的结构破坏绝大多数发生在节点，所以对节点要精心设计，精心施工.采用先进的、可靠的连接方法.

材料要求

钢结构在使用过程中会受到各种形式的作用(荷载、基础不均匀沉降、温度等)，所以要求钢材应具有良好的机械性能(强度、塑性、韧性)和加工性能(冷热加工和焊接性能)，以保证结构安全可靠。钢材的种类很多，符合钢结构要求的只是少数几种，如碳素钢中的Q235，低合金钢中的l6Mn，用于高强螺栓的20锰钒钢(20MnV)等。

性能指标

1、强度

钢材的强度指标由弹性极限σe，屈服极限σy，和抗拉极限σu，设计时以钢材的屈服强度为基础，屈服强度高可以减轻结构的自重，节省钢材，降低造价。抗拉强度σu即是钢材破坏前所能承受的最大应力，此时的结构因塑性变形很大而失去使用性能，但结构变形大而不垮，满足结构抵抗罕遇地震时的要求。‘σu/σy值的大小，可以看作钢材强度储备的参数。

2、塑性

钢材的塑性一般指应力超过屈服点后，具有显着的塑性变形而不断裂的性质。衡量钢材塑性变形能力的主要指标是伸长率δ和断面收缩率ψ。

3、冷弯性能

钢材的冷弯性能是衡量钢材在常温下弯曲加工产生塑性变形时对产生裂纹的抵抗能力。钢材的冷弯性能是用冷弯实验来检验钢材承受规定弯曲程度的弯曲变形性能。

4、冲击韧性

钢材的冲击韧性是指钢材在冲击荷载作用下，断裂过程中吸收机械动能的一种能力，是衡量钢材抵抗冲击荷裁作用，可能因低温、应力集中，而导致脆性断裂的一项机械性能。一般通过标准试件的冲击试验来获得钢材的冲击韧性指标。

5、焊接性能

钢材的焊接性能是指在—定的焊接工艺条件下，获得性能良好的焊接接头。焊接性能可分为焊接过程中的焊接性能和使用性能上的焊接性能两种。焊接过程中的焊接性能是指焊接过程中焊缝及焊缝附近金属不产生热裂纹或冷却不产生冷却收缩裂纹的敏感性。焊接性能好，是指在一定焊接工艺条件下，焊缝金属和附近母材均不产生裂纹。使用性能上的焊接性能是指焊缝处的冲击韧性和热影响区内延性性能，要求焊缝及热影响区内钢材的力学性能不低于母材的力学性能。我国采用焊接过程的焊接性能试验方法，也采用使用性使用性质上的焊接性能试验方法。

6、耐久性

影响钢材耐久性的因素很多。首先是钢材的耐腐蚀性差，必须采取防护措施，防止钢材腐蚀生锈。防护措施有：定期对钢材油漆维护，采用镀锌钢材，在有酸，碱，盐等强腐蚀介质条件下，采用特殊防护措施，如海洋平台结构采用“阳极保护”措施防止导管架腐蚀，在导管架上固定上锌锭，海水电解质会自动先腐蚀锌锭，从而达到保护钢导管架的功能。其次由于钢材在高温和长期荷载作用下，其破坏强度比短期强度降低较多，故对长期高温作用下的钢材，要测定持久强度。钢材随时间推移会自动变硬、变脆、即“时效”现象。对低温荷载作用下的钢材要检验其冲击韧性。

要求

设备钢结构通常会在以下方面提出特殊要求或者更高要求：

结构件：材质、表面粗糙度、公差、表面处理、直线度（或弧度）

连接：孔位偏差、螺栓等级；焊接方法、焊接标准、焊材；气密性，要求进行无损检测、液体渗透检测等

整体结构：垂直度、水平度等

包装：包装材料、包装方法

仓储：环境温度、环境湿度

运输：装卸、车内摆放、集装箱内摆放，等等。

牌号

1．碳素结构钢：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等

2．低合金高强度结构钢

3．优质碳素结构钢及合金结构钢

4．专门用途钢

区别

判定结构为重钢与轻钢结构确实没有一个统一的标准，很多有经验的设计师或项目经理也常常不能完全说明白，但我们可以以一些数据综合考虑并加以判断：

1、厂房行车起吊重量：大于等于25吨，可以认为为重钢结构了。

2、每平米用钢量：大于等于50KG/㎡，可认为是重钢结构。

3、主要构件钢板厚度：大于等于10MM，轻钢结构用的较少。

另外，还有一些参考值：如每平米造价，最大构件重量，最大跨度，结构形式，檐高等，以上这些在判断厂房是否为重钢或轻钢时可以提供经验数据，当然很多建筑都是轻、重钢都有。但有一些我们可以较肯定的说是重钢：如：石化厂房设施、电厂厂房、大跨度的体育场馆、展览中心，高层或超高层钢结构。

实际上国家规范和技术文件都并没有重钢一说，为区别轻型房屋钢结构，也许称一般钢结构为“普钢”更合适。因为普通钢结构的范围很广，可以包含各种钢结构，不管荷载大小，甚至包括轻型钢结构的许多内容，轻型房屋钢结构技术规程只是针对其“轻”的特点而规定了一些更具体的内容，而且范围只局限在单层门式刚架。

轻钢也是一个比较含糊的名词，一般可以有两种理解。一种是现行《钢结构设计规范》（GBJ17－88）中第十一章“圆钢、小角钢的轻型钢结构”，是指用圆钢和小于L45*4和L56*36*4的角钢制作的轻型钢结构

由此可见，轻钢与重钢之分不在结构本身的轻重，而在所承受的围护材料的轻重，而在结构设计概念上还是一致的。

安装

钢构件的预制

按着安装顺序和工艺要求在钢平台上进行钢构件的预制和组装，要保证焊接制作质量。

型钢的拼接翼缘板拼接接缝和腹板拼接接缝的间距应大于200㎜。翼缘板拼接长度不应小于2倍板宽；腹板拼接宽度不应小于300㎜，长度不应小于600㎜。

为了焊接方便，保证焊接质量，尽量将立柱、横梁上的加强筋板、连接板、垫板、挑梁（梁）等在地面钢平台上按施工图尺寸进行组对焊接。

在钢平台上预制的钢构件除按施工图和规范要求制作组装外，还应考虑现场安装的工艺性和安装尺寸的变化。

加固技术措施

钢结构也是有损坏的时候，我们要即时发现即时解决问题，钢结构网介绍钢结构损坏的主要因素有：1)由荷载变化，超期服役，规范和规程改变导致结构承载力不足；2)构件由于各种意外产生变形、扭曲、伤残、凹陷等，致使构件截面削弱，杆件翘曲，连接开裂等；3)温差作用下引起构件或连接变形、开裂和翘曲；4)由于化学物质的侵蚀而产生腐蚀以及电化学腐蚀致使钢结构构件截面削弱；5)其它包括设计、生产、施工中的失误及服役期中的违规使用和操作等。

钢结构的加固技术措施主要有三种：1)截面补强法：在局部或沿构件全长以钢材补强，连成整体使之共同受力；2)改变计算简图：增设附加支承，调整荷载分布情况，降低内力水平，对超静定结构支座进行强迫位移，降低应力峰值；3)预应力拉索法：利用高强拉索加固结构薄弱环节或提高结构整体承载力、刚度和稳度。

优势

钢结构与其它建设相比，在使用中、设计、施工及综合经济方面都具有优势，造价低，可随时移动。

一、钢结构住宅比传统建筑能更好的满足建筑上大开间灵活分隔的要求，并可通过减少柱的截面面积和使用轻质墙板，提高面积使用率，户内有效使用面积提高约6%。

二、节能效果好，墙体采用轻型节能标准化的C型钢、方钢、夹芯板，保温性能好，抗震度好。节能50%，

三、将钢结构体系用于住宅建筑可充分发挥钢结构的延性好、塑性变形能力强，具有优良的抗震抗风性能，大大提高了住宅的安全可靠性。尤其在遭遇地震、台风灾害的情况下，钢结构能够避免建筑物的倒塌性破坏。

四、建筑总重轻，钢结构住宅体系自重轻，约为混凝土结构的一半，可以大大减少基础造价。

五、施工速度快，工期比传统住宅体系至少缩短三分之一，一栋1000平米只需20天、五个工人方可完工。

六、环保效果好。钢结构住宅施工时大大减少了砂、石、灰的用量，所用的材料主要是绿色，100%回收或降解的材料，在建筑物拆除时，大部分材料可以再用或降解，不会造成垃圾。

七、以灵活、丰实。大开间设计，户内空间可多方案分割，可满足用户的不同需求。

八、符合住宅产业化和可持续发展的要求。钢结构适宜工厂大批量生产，工业化程度高，并且能将节能、防水、隔热、门窗等先进成品集合于一体，成套应用，将设计、生产、施工一体化，提高建设产业的水平。

钢结构与普通钢筋混凝土结构相比，其匀质、高强、施工速度快、抗震性好和回收率高等优越性，钢比砖石和砼的强度和弹性模量要高出很多倍，因此在荷载相同的条件下，钢构件的质量轻。从被破坏方面看，钢结构是在事先有较大变形预兆，属于延性破坏结构，能够预先发现危险，从而避免。

钢结构厂房具有总体轻、节省基础、用料少、造价低、施工周期短，跨度大，安全可靠，造型美观，结构稳定等优势。钢结构厂房广泛应用于大跨度工业厂房、仓库、冷库、高层建筑、办公大楼，多层停车车场及民宅等建筑行业。

缺点

钢结构工程中质量问题的缺点

（一）复杂性

钢结构工程项目施工质量问题的复杂性，主要表现在引发质量问题的因素繁多，产生质量问题的原因也复杂，即使是同一性质的质量问题，原因有时也不一样，从而质量问题的分析、判断和处理增加了复杂性。例如焊接裂缝，其既可发生在焊缝金属中，也可发生在母材热影响中，既可在焊缝表面，也可在焊缝内部；裂缝走向既可平行于焊道，也可垂直于焊道，裂缝既可能是冷裂缝，也可能是热裂缝；产生原因也有焊接材料选用不当和焊接预热或后热不当之分。

（二）严重性

钢结构工程项目施工质量问题的严重性表现在：一般的，影响施工顺利进行，造成工期延误，成本增加，严重的，建筑物倒塌，造成人身伤亡，财产受损，引起不良的社会影响。

（三）可变性

钢结构工程施工质量问题还将随着外界变化和时间的延长而不断地发展变化，质量缺陷逐渐体现。例如，钢构件的焊缝由于应力的变化，使原来没有裂缝的焊缝产生裂缝：由于焊后在焊缝中有氢的活动的作用便可产生延迟裂缝。又如构件长期承受过载，则钢构件要产生下拱弯曲变形，产生隐患。

（四）频发性

由于我国现代建筑都是以混凝土结构为主，从事建筑施工的管理人员和技术人员对钢结构的制作和施工技术相对比较生疏，以民工为主的具体施工人员更不懂钢结构工程的科学施工方法，导致施工过程中的事故时常发生。

易腐蚀

钢结构必须注意防护，特别是薄壁构件，因此，处于较强腐蚀性介质内的建筑物不宜采用钢结构。钢结构在涂油漆前应彻底除锈，油漆质量和涂层厚度均应符合相关规范要求。在设计中应避免使结构受潮、漏雨，构造上应尽量避免存在于检查、维修的死角。新建造的钢结构一般隔一定时间都要重新刷涂料，维护费用较高。国内外正在发展各种高性能的涂料和不易锈蚀的耐候钢，钢结构耐锈蚀性差的问题有望得到解决。

不耐火

温度超过250℃以内时，材质发生较大变化，不仅强度逐步降低，还会发生蓝脆和徐变现象。温度达600℃时，钢材进入塑性状态不能继续承载。

断裂

钢结构在低温和某些条件下，可能发生脆性断裂，还有厚板的层状撕裂，都应引起设计者的特别注意。

钢材较贵

采用钢结构后结构造价会略有增加，往往影响业主的选择。其实上部结构造价占工程总投资的比例很小，增加幅度约为10%。而以高层建筑为例，增加幅度不到2%。显然，结构造价单一因素不应作为决定采用何种材料的依据。如果综合考虑各种因素，尤其是工期优势，则钢结构将日益受到重视。

安装要点

（1）摩擦系数：其中F为抗滑移试验所测得的使试件产生初始滑移的力，nf为摩擦面数，为与F对应的高强螺栓拧紧预拉力实测值之和。

（2）扭矩系数：，其中d为高强螺栓公称直径(mm)，M为施加扭矩值（N﹒M），P为螺栓预紧力。10.9级高强度大六角螺栓连接必须保证扭矩系数K的平均值为0.110～0.150。其标准偏差应小于等于0.010。

（3）初拧扭矩：为了缩小螺栓紧固过程中钢板变形的影响，可用二次拧紧来减小先后拧紧螺栓之间的相互影响。高强螺栓第一次拧为初拧，使其轴力宜达到标准轴力的60%～80%。

（4）终拧扭矩：高强螺栓最后紧固用的扭矩为终拧扭矩。考虑各种预应力的损失，终拧扭矩一般比按设计预拉力作理论计算的扭矩值大5%～10%。

钢结构清理

钢结构抛丸机，清理过程中由电气控制的可调速输送辊道将钢结构件或钢材送进清理机室体内抛射区，其周身各面受到来自不同坐标方位的强力密集弹丸打击与磨擦，使之其上的氧化皮、锈层及其污物迅速脱落，钢材表面就获得一定粗糙度的光洁表面，在清理室外两边进出口辊道装卸工件。

落入钢材上面的弹丸与锈尘经吹扫装置吹扫，撒落下来的丸尘混合物由回收螺旋输送到室体漏斗、纵横向螺旋输送机汇集于提升机下部，再提升到机器上部的分离器里，分离后的纯净弹丸落入分离器料斗中内，供抛丸循环使用。抛丸清理中产生尘埃，由抽风管送向除尘系统，净化处理后的净气排放到大气中，颗粒状尘埃被捕捉收集。

1.清理室

清理室为大容腔板式箱形组焊结构，室体内壁衬有ZGMn13耐磨防护板，清理作业在密封的容腔内进行。

2.输送辊道

分为室内输送辊道和装卸料段输送辊道。

室内辊道外套高铬耐磨护套及限位环，高铬耐磨护套用于保护辊道，承受弹丸打击，限位环可使工件按预定的位置运行，防止跑偏，造成事故。

3.提升机

主要由上、下部传动、筒体、皮带、料斗等组成。

提升机上下同径带轮采用筋板、轮板与轮毂组焊成多边形结构，以增强磨擦力，避免打滑现象，延长了皮带使用寿命。

提升机罩壳折弯成形，打开提升机中壳上的盖板可维修更换料斗和搭接皮带。打开提升机下壳上的盖板可排除底部弹丸的阻塞。

调整提升机上壳两侧螺栓带动拉板上下移动便可保持提升皮带的松紧度。

上下带轮采用带方座外球面球轴承，受到振动冲击时可自动调整，密封性好。

4.分离器

螺旋输送器主要由减速电机、螺旋轴、螺旋体壳组成。

采用带方座外球面球轴承，该轴承受到振动冲击时能自动调整，密封性好。

6.输丸管道

本输丸管道具有双重控丸功能，每一闸管上方均设一闸板，分别切断来自分离器的弹丸，便于维修各自的抛丸器；闸板开启大小，可以调节弹丸流量，也可根据清理工件的规格任意组合，开启与关闭闸门数量，以节约能源，减少对机器的磨损，并保证满足生产需要。

7.抛丸器

采用单圆盘抛丸器，成为当今国内完美无缺的高水平抛丸器。它主要由转动机构、叶轮、罩壳、定向套、分丸轮、护板等组成，其中叶轮采用Cr40材质由锻造而成，叶片、定向套、分丸轮及护板均采用高铬.

8.吹扫装置

本装置采用高压风机，并在室体内辅室部分设有不同角度的多组弹性吹嘴，对工件表面馀留的弹丸进行吹扫清理。

9.进出口密封

工件进出口密封装置，均采用橡胶弹簧钢板制成，为防止在抛丸时，弹丸飞溅出清理室外，在工件进出口处各设多道加强密封，其特点为弹性强、寿命长、密封效果俱佳。

10.除尘系统

布袋式除尘器

主要由袋式除尘器和风机、除尘管道等一起组成除尘系统。除尘效率可达99.5%。

11.电气控制

电气控制系统采用常规控制实现对全机的控制，采用国内外生产的优质电器元件，具有可靠性高及维修方便等优点，主电路由小型断路器和热继电器实现对各电机的短路、缺相、过载保护。并设有多处急停开关，方便紧急关机，防止事故扩大。

在清理室及清扫室的各个检修门上设有安全保护开关，当任何一个检修门打开后，抛丸器不能启动。

总结

通过式抛丸机主要用于金属结构、机床床身、钢(铸铁)制品、网架、工程机械与桥梁制造业，随着国家对环境污染的惩罚力度的加大，酸洗清理已经逐渐被市场淘汰，通过式抛丸机会得到越来越多的使用。

安装质量控制

①安装前，施工单位应对构件的产品合格证、设计文件与预拼装记录进行检查，并复验记录构件的尺寸。钢结构的变形、缺陷超出允许偏差时，应进行处理。

安装前，应编制详细的测量和矫正工艺，厚钢板的焊接应在焊接安装前进行模拟产品结构的工艺试验，编制相应的施工工艺。对拼装好的屋架应预设一定的起拱度。

②钢结构吊装就位后，应对构件定位轴线、标高等设计要求控制点进行测量做好标记，对吊装对接接头质量进行焊前检查。安装好临时支撑及钢浪索以使钢屋架在施工过程中安全稳定。

③钢结构安装时，施工单位应提交每榀构件吊装后的标高尺寸、焊接、涂装等分别向监理提交验收。

知识分享

钢结构施工重点知识分享，这些都是从事钢结构的你应该了解的基本知识点：

1、钢结构体系具有自重轻、安装容易、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势，塑性和韧性好、抗冲击性好。

2、钢材的种类有：按厚度不同分薄板(薄钢板厚度<4mm)、中板(中厚度4-20mm)和厚板(厚度20–60mm)大于60为特厚种。钢带包括在钢板类内。

3、普通螺栓与高强螺栓的区别?

普通螺栓一般用普通碳素结构钢制造，不经热处理，高强螺栓一般用优质碳素结构钢或合金结构钢制造，需要经过调质热处理提高综合机械性能。高强度分为，8.8级，10.9级，12.9级。

从强度等级:高强螺栓常用8.8S和10.9S两个强度等级。普通螺栓一般有4.4级，4.8级5.6级8.8级。

从受力特点高强螺栓施加预拉力和靠摩擦力传递外力，普通螺栓靠栓杆抗剪力和孔壁承压来传递剪力。

4、按受力特性分为：摩擦型与承压型

摩擦型高强螺栓是依据被连接件之间的摩擦力传递外力，当监理等于摩擦力时，极为摩擦型高强螺栓连接的设计极限荷载。此时联众的杆件不会发生相对滑移，螺栓杆不受剪，螺栓孔壁不承压。

承压型高强螺栓与普通螺栓类似，剪力可以超过摩擦力，此时被连接构件之间会发生相对滑移，螺栓杆与孔壁接触，连接依靠摩擦力与螺栓杆的剪切、承压共同传力。

承压型高强螺栓的变形较大，不适用于直接承受动力荷载结构的连接。

5、焊条种类几种

大体有十几种：碳钢焊条、低合金钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、低温钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条及特殊用途焊条。

6、焊缝缺陷：

(1)未焊透：母体金属接头处中间(X坡口)或根部(V、U坡口)的钝边未完全熔合在一起而留下的局部未熔合。未焊透降低了焊接接头的机械强度，在未焊透的缺口和端部会形成应力集中点，在焊接件承受载荷时容易导致开裂。

(2)未熔合：固体金属与填充金属之间(焊道与母材之间)，或者填充金属之间(多道焊时的焊道之间或焊层之间)局部未完全熔化结合，或者在点焊(电阻焊)时母材与母材之间未完全熔合在一起，有时也常伴有夹渣存在。

(3)气孔：在熔化焊接过程中，焊缝金属内的气体或外界侵入的气体在熔池金属冷却凝固前未来得及溢出而残留在焊缝金属内部或表面形成的空穴或孔隙，视其形态可分为单个气孔、链状气孔、密集气孔(包括蜂窝状气孔)等，特别是在电弧焊中，由于冶金过程进行时间很短，熔池金属很快凝固，冶金过程中产生的气体、液态金属吸收的气体，或者焊条的焊剂受潮而在高温下分解产生气体，甚至是焊接环境中的湿度太大也会在高温下分解出气体等等，这些气体来不及析出时就会形成气孔缺陷。

尽管气孔较之其它的缺陷其应力集中趋势没有那么大，但是它破坏了焊缝金属的致密性，减少了焊缝金属的有效截面积，从而导致焊缝的强度降低。

7、无损探伤是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段。

常用无损探伤方法：

超声波探伤：利用超声能透入金属材料的深处，并由一截面进入另一截面时，在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法，当超声波束自零件表面由探头通至金属内部，遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来，在萤光屏上形成脉冲波形，根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。

射线探伤(X射线、γ射线)：利用射线穿透物体来发现物体内部缺陷的探伤方法。

磁粉探伤：是用来检测铁磁性材料表面和近表面缺陷的一种检测方法。当工件磁化时，若工件表面有缺陷存在，由于缺陷处的磁阻增大而产生漏磁，形成局部磁场，磁粉便在此处显示缺陷的形状和位置，从而判断缺陷的存在。

8、零部件加工的程序：准备工作、矫正、放羊、切割、弯曲、制孔、组装、焊接、检测、除锈、涂装。

9、金属表面除锈方法有：手工处理、机械处理、化学处理和火焰处理四种。

(1)手工处理:

手工处理主要用铲刀、钢丝刷、砂布、断钢锯条等工具，靠手工敲、铲、刮、刷、砂的方法来达到清除铁锈，这是漆工传统的除锈方法，也是最简便的方法，没有任何环境及施工条件限制，但由于效率及效果太差，只能适用小范围的除锈处理。

(2)机械除锈法

机械除锈法主要是利用一些电动、风动工具来达到清除铁锈的目的。常用电动工具如电动刷、电动砂轮;风动工具如风动刷。电动刷和风动刷是利用特制圆形钢丝刷的转动，靠冲击和摩擦把铁锈或氧化皮清除干净，特别对表面铁锈，效果较好，但对较深锈斑很难除去。

电动砂轮实际是手提砂轮机，可以在手中随意移动，利用砂轮的高速旋转除去铁锈，效果较好，特别对较深的锈斑，其工作效率高，施工质量也较好，使用方便，是一种较理想的除锈工具。但在操作中须注意，不要把金属表皮打穿。

(3)喷砂、喷丸处理法

喷砂、喷丸处理法同前节清除旧涂膜使用法。(4)火焰处理法火焰处理法是利用气焊枪对少量手工难以清除的较深的锈蚀斑，进行烧红，让高温使铁锈的氧化物改变化学成份而达到除锈目的。使用此法，须注意不要让金属表面烧穿，以及防止大面积表面产生受热变形。

(5)化学处理法

化学处理法实际是酸洗除锈法，利用酸性溶液与金属氧化物(铁锈)发生化学反应，生成盐类，而脱离金属表面。常用的酸性溶液有：硫酸、盐酸、硝酸、磷酸。操作中将酸性溶液涂于金属铁锈部位让其慢慢与铁锈发生化学反应而去掉。铁锈去除后应用清水冲洗，并用弱碱溶液进行中和反应，再用清水冲洗后揩干、烘干，以防很快生锈。

对酸洗过的金属表面须要经粗糙处理或磷化处理，主要是增加金属表面与底漆的附着力。

在稀释浓硫酸时，应慢慢把硫酸倒入容器的水中，并不断搅拌，切勿相反操作，以免硫酸液溅出伤人。

10、常见的起重设备：门式起重机塔式起重机履带起重机汽车起重机轮式起重机桅杆式起重机千斤顶转扬机葫芦桥式起重机。

著名建筑

巴黎艾菲尔铁塔

艾菲尔铁塔是一座于1889年建成位于法国巴黎战神广场上的镂空结构铁塔，高300米，天线高24米，总高324米。

该塔塔身为钢架镂空结构，有海拔57米、115米和274米的三层平台可供游览，第四层平台海拔300米，设气象站。顶部架有天线，为巴黎电视中心。从地面到塔顶装有电梯和阶梯，710级阶梯。

据了解，铁塔使用了1500多根巨型预制梁架、150万颗铆钉、12000个钢铁铸件，总重7000吨，由250个工人花了17个月建成。

吉隆坡双子塔

吉隆坡双子塔位于吉隆坡市中心美芝律，高88层，是当今世界名冠第一的超级建筑。巍峨壮观，气势雄壮，是马来西亚的骄傲。它以451.9米的高度打破了美国芝加哥希尔斯大楼保持了22年的最高记录，成为当今世界独一无二的巨型建筑。

这个工程于1993年12月27日动工，1996年2月13日正式封顶，1997年建成使用。它是马来西亚国家石油公司用20亿马币建成的。世界著名的建筑大师——西泽配利是这座大楼的设计者。

纽约帝国大厦

帝国大厦是一栋超高层的现代化办公大楼，它和自由女神像一起被称为纽约的标志。地上建筑有381米高的帝国大厦，自1931年以来，雄踞世界最高建筑的宝座达40年之久，直到1971年才被世贸中心超过。

上世纪30年代，建筑师设法增加了一节200英尺高的圆塔，使帝国大厦的高度为1250英尺。这座摩天大楼只用了410天就建成，也可算是建筑史上的奇迹。在很长一段时间里，帝国大厦一直是世界最高的楼房。

伦敦千年穹顶

千年穹顶，位于伦敦东部泰晤士河畔的格林威治半岛上，是英国政府为迎接21世纪而兴建的标志性建筑。

弯项直径320m，周圈大于1000m，有12根穿出屋面高达100m的桅杆，屋盖采用圆球形的张力膜结构。膜面支承在72根辐射状的钢索上，其截面为2×φ32，这些钢索则通过间距25m的斜拉吊索与系索为桅杆所支撑，吊索与系索同时对桅杆起稳定作用。

据了解，千年穹顶共占地73公顷、总造价达12.5亿美元的大型综合展览建筑，包括一系列展示与演出的场地，以及购物商场、餐厅、酒吧等。

旧金山金门大桥

金门大桥横跨南北，将旧金山市与Marin县连结起来。花费四年多时间修建的这座桥是世界上最漂亮的结构之一。它已不是世界上最长的悬索桥，但它却是最著名的。

金门大桥的巨大桥塔高227米，每根钢索重6412公吨，由27000根钢丝绞成。1933年1月始建，1937年5月首次建成通车。钢塔耸立在大桥南北两侧，高342米，其中高出水面部分为227米，相当于一座70层高的建筑物。塔的顶端用两根直径各为92.7厘米、重2.45万吨的钢缆相连，钢缆中点下垂，几乎接近桥身，钢缆和桥身之间用一根根细钢绳连接起来。资料显示，钢塔之间的大桥跨度达1280米，为世界所建大桥中罕见的单孔长跨距大吊桥之一。

拱门

密苏里州圣路易斯的盖特威拱门，是美国最高的独自挺立的纪念碑。这座闪闪发光的用钢制成的圆弧造型，拔地而起，有将近200米高，跨度也是近200米，和高度完全一样。

据记载，芬兰裔美国人、著名建筑设计师伊洛?萨里嫩在1940年代后期的一次全美设计竞赛中设计了盖特威拱门。可是，该工程直到1963年2月才开始动工，1965年10月完工。后来，拱门上增添了一个运输系统，让人们可以登上拱门顶端的一个观景台放眼眺望。盖特威拱门座落在密西西比河畔，被人们誉为通往西部的大门。

悉尼歌剧院

悉尼歌剧院整个建筑占地1.84公顷，长183米，宽118米，高67米，相当于20层楼的高度。它的外观为三组巨大的壳片，耸立在一南北长186米、东西最宽处为97米的现浇钢筋混凝土结构的基座上。

歌剧院整个分为三个部分：歌剧厅、音乐厅和贝尼朗餐厅。歌剧厅、音乐厅及休息厅并排而立，建在巨型花岗岩石基座上，各由4块巍峨的大壳顶组成。

据称，歌剧院的音乐厅最特别之处，就是位于音乐厅正前方，由澳洲艺术家RonaldSharp所设计建造的大管风琴。这个大管风琴由10,500个风管组成，号称是全世界最大的机械木连杆风琴，此外，整个音乐厅建材使用均为澳洲木材，忠实呈现澳洲自有的风格。

设计说明

设计依据

1国家现行建筑结构设计规范、规程。

2钢结构设计、制作、安装、验收应遵循下列规范、规程:

《建筑结构荷载规范》(GB50009-2001)(2006年版)

《钢结构设计规范》(GBJ50017-2003)

《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002)

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS102:2002)

《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)(2008年版)

《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001)

《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81-2002)

《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规程》(JGJ82-91)

《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》(GB8923)

主要设计条件

1按重要性分类，本工程安全等级为二级。

2本工程主体结构设计使用年限为25年。

3本工程建筑抗震设防类别为丁类，抗震设防烈度为4度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度为0.05g，场地类别为II类。

4永安地区基本风压为0.4KN/m2，地面粗糙度为B类，刚架、檀条、墙梁、及围护结构体型系数按《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）取值。

5设计荷载标准值：

屋面恒荷载（不含刚架自重）：0.20KN/m2。

屋面活荷载：计算刚架时为0.30KN/m2，计算屋面板及檀条时为0.50KN/m2。

屋面雪荷载：0KN/m2，屋面施工荷载：0KN。