云南钢结构

钢结构 （建筑结构类型）    
    钢结构是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，并采用硅烷化、


纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工艺。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、**高层等领域。
定义
   钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚度好、变形能力强，故用于建造


大跨度和**高、**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，较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**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。
特点
   1、材料强度高，自身重量轻
钢材强度较高，弹性模量也高。与混凝土和木材相比，其密度与屈服强度的


比值相对较低，因而在同样受力条件下钢结构的构件截面小，自重轻，便于


运输和安装，适于跨度大，高度高，承载重的结构。
2、钢材韧性，塑性好，材质均匀，结构可靠性高
适于承受冲击和动力荷载，具有良好的抗震性能。钢材内部组织结构均匀，


近于各向同性匀质体。钢结构的实际工作性能比较符合计算理论。所以钢结


构可靠性高。
3、钢结构制造安装机械化程度高
钢结构构件便于在工厂制造、工地拼装。工厂机械化制造钢结构构件成品精


度高、生产效率高、工地拼装速度快、工期短。钢结构是工业化程度较高的


一种结构。
4、钢结构密封性能好
由于焊接结构可以做到完全密封，可以作成气密性，水密性均很好的高压容


器，大型油池，压力管道等。
5、钢结构耐热不耐火
当温度在150℃以下时，钢材性质变化很小。因而钢结构适用于热车间，但


结构表面受150℃左右的热辐射时，要采用隔热板加以保护。温度在300℃ 


-400℃时.钢材强度和弹性模量均显着下降，温度在600℃左右时，钢材的强


度趋于零。在有特殊防火需求的建筑中，钢结构必须采用耐火材料加以保护


以提高耐火等级。
6、钢结构耐腐蚀性差
特别是在潮湿和腐蚀性介质的环境中，容易锈蚀。一般钢结构要除锈、镀锌


或涂料，且要定期维护。对处于海水中的海洋平台结构，需采用“锌块阳极


保护”等特殊措施予以防腐蚀。
7、低碳、节能、绿色环保，可重复利用
钢结构建筑拆除几乎不会产生建筑垃圾，钢材可以回收再利用。
发展历程
    中国虽然早期在铁结构方面有**的成就，但长期停留于铁制建筑物的


水平。直到19世纪末，我国才开始采用现代化钢结构。新中国成立后，钢结


构的应用有了很大的发展，不论在数量上或质量上都远远**过了过去。轻钢


结构的楼面由冷弯薄壁型钢架或组合梁、楼面OSB结构板，支撑、连接件等


组成。所用的材料是定向刨花板，水泥纤维板，以及胶合板。在这些轻质楼


面上每平方米可承受316～365公斤的荷载。
钢结构
钢结构(13张)
钢结构建筑的多少，标志着一个国家或一个地区的经济实力和经济发达程度


。进入2000年以后，我国国民经济显着增长，国力明显增强，钢产量成为世


界大国，在建筑中提出了要“积极、合理地用钢”，从此甩掉了“限制用钢


”的束缚，钢结构建筑在经济发达地区逐渐增多。特别是2008年前后，在奥


运会的推动下，出现了钢结构建筑热潮，强劲的市场需求，推动钢结构建筑


迅猛发展，建成了一大批钢结构场馆、机场、车站和高层建筑，其中，有的


钢结构建筑在制作安装技术方面具有世界*水平，如奥运会国家体育场等


建筑。
奥运会后，钢结构建筑得到普及和持续发展，钢结构广泛应用到建筑、铁路


、桥梁和住宅等方面，各种规模的钢结构企业数以万计，世界先进的钢结构


加工设备基本齐全，如多头多维钻床、钢管多维相贯线切割机、波纹板自动


焊接机床等。并且现在数百家钢结构企业的加工制作水平具有世界先进水平


，如钢结构制作特级和一级企业。近几年，钢产量每年多达6亿多吨，钢材


品种完**满足建筑需要。钢结构设计规范、钢结构材料标准、钢结构工程


施工质量验收规范、以及各种专业规范和企业工法基本齐全。 [1] 
钢结构下游行业对钢结构行业的发展具有较大的牵引和驱动作用，它们的需


求变化直接决定了行业未来的发展状况。
1.钢结构的上游行业为钢铁等原材料供应行业
钢铁行业是钢结构产业发展的物质基础，钢铁行业的技术进步为钢结构的应


用创造了有利条件。国内钢铁行业的一些大企业已经开始了建筑结构用钢的


品种和技术的研发，相继开发了高强钢和耐火、耐候、耐海水、抗层状撕裂


、抗低温用钢，以及H 型钢、高性能彩涂钢板、冷弯型钢等，为钢结构产业


的发展奠定了良好的应用基础。
2、上下游对本行业的影响
钢结构的上游主要是钢铁行业，钢材产品价格波动直接影响本行业的采购成


本。从整体上看，上游行业基本属于竞争性行业，生产用于钢结构的各类钢


板、钢管、型钢等钢材，其中H 型钢和中厚板是钢结构建筑中较为常用的产


品。产业洞察研究数据2011 年粗钢产量达6.96 亿吨，产量相对饱和，钢结


构生产所需的原材料能获得稳定的供应。
下游行业对钢结构行业的发展具有较大的牵引和驱动作用，它们的需求变化


直接决定了行业未来的发展状况。钢结构以其强度高、自重轻、抗震性能好


、工业化程度高、施工周期短、可塑性强、节能环保等综合优势，在工业厂


房、**基础设施建设、文教体育建设、电力、桥梁、海洋石油工程、航空


**等行业得到了广泛的应用，市场空间逐步扩大。另外，一旦住宅钢结构


市场取得突破，逐步取代传统建筑形态进入住宅建设领域，钢结构行业将引


来爆发性的增长。
应用
屋面系统
轻钢结构住宅屋面系统
轻钢结构住宅屋面系统
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**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**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。
技术性能编辑
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较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寸）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。
施工技术编辑
连接方法
焊接连接
螺栓连接
铆钉连接
重钢结构
1．厂房桁车起吊重量：≥25吨。
2．每平米用钢量：≥50KG/㎡。
轻钢结构
指用圆钢和小于L45×4和L56×36×4的角钢制作的轻型钢结。国家规范和技


术文件都并没有重钢一说。
《钢结构设计规范》GBJ17-88已经于2003年12月1日起废除，现时实行的是


《钢结构设计规范》GB50017-2003
设备钢结构
设备钢结构是指大型设备中的钢结构部分，根据技术人员的经验，以下结构


应可划入设备钢结构范畴：架桥机的塔架钢结构、起重机的起重大梁、起重


机车身、大型设备支架等，属于对精密性、材质、连接等要求较高的精密钢


结构之一。对于成套设备来说，是较主要的受力部分，在功能上起到结构性


作用。
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**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**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.
材料要求编辑
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。 [2] 
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较大应力，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**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。 [3] 
要求编辑
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。
钢构编辑
指用钢板和热扎、冷弯或焊接型材通过连接件连接而成的能承受和传递荷载


的结构形式。钢结构体系具有自重轻、工厂化制造、安装快捷、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，与钢筋混凝土结构相


比，更具有在“高、大、轻”三个方面发展的*特优势，在**范围内，特


别是发达国家和地区，钢结构在建筑工程领域中得到合理、广泛的应用。钢


结构行业通常分为轻型钢结构、高层钢结构、住宅钢结构、空间钢结构和桥


梁钢结构五大子类。
钢结构在各项工程建设中的应用较为广泛，如钢桥、钢厂房、钢闸门、各种


大型管道容器、高层建筑和塔轨机构等。
特点编辑
1． 钢结构自重较轻
2． 钢结构工作的可靠性较高
3． 钢材的抗振（震）性、抗冲击性好
4． 钢结构制造的工业化程度较高
5． 钢结构可以准确快速地装配
6． 钢结构室内空间大
7． 容易做成密封结构
8． 钢结构易腐蚀
9． 钢结构耐火性差
10．钢结构可回收利用
11．钢结构工期较短
牌号编辑
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
区别编辑
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：
高层钢结构
高层钢结构
1、厂房行车起吊重量：大于等于25吨，可以认为为重钢结构。
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，较大构件重量，较大跨度，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**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》（GBJ 17－88）中*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 。
钢结构安装编辑
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。
钢结构发展前景编辑
钢结构发展：应关注三大领域
钢结构
钢结构(8张)
根据行业发展状况，海洋石油工程装备、钢结构住宅、钢结构桥梁等三个领


域的发展应当引起国家有关主管部门的关注，如果受到重视和政策鼓励，完


全可以实现产业倍增的目标。
海洋石油的产量在2015年要达到1亿吨，海洋工程装备企业的目标是要为深


海1500米～3000米的开采提供大量装备，产业水平及规模必须提高；钢结构


住宅符合绿色环保、节能减排和循环经济政策，其工业化、标准化的钢结构


住宅产品具有广阔和无限的市场空间；全国59万座公路桥梁中钢结构桥梁不


足1%，铁路系统高速发展，新建线路以桥代路，80%均是预应力钢筋混凝土


桥梁。而钢结构桥梁在日本占到41%，美国占到33%，由此可见我国钢结构桥


梁的市场需求和产业发展与发达国家还有很大差距。
中国钢结构产业在近10余年期间发展迅速，已成为**钢结构用量较大、制


造施工能力较强、产业规模**、企业规模**的钢结构大国。
钢结构企业：须重视“十二五”发展
各地重大钢结构工程的成功建设，说明我国的钢结构综合技术水平已处于国


际先进水平。但我国的钢结构产业在信息化、自动化、标准化、科研创新方


面同发达国家相比还有不小的差距。
2011年是国家“十二五”规划起始之年，国家有关部委、行业协会及企业集


团、钢结构企业都在进行调研、分析市场及未来发展趋势。国家**、工


信部、科技部也正在研究有关战略性新型产业确定和规划目标，对具有国际


先进水平、自主创新能力强、国际竞争实力强大并可以**更多市场的产业


，将列入规划并给予支持、扶持政策。机遇也是挑战，我国钢结构产业能否


上台阶、上规模，“十二五”期间的发展至关重要。
中国钢结构协会经过调查研究，在听取有关*意见和建议后，草拟了《关


于钢结构产业在国家“十二五”规划的战略思考及建议草案》，在征求有关


人员的意见后，协会将组织有关*具体落实、完善，以促进“十二五”期


间钢结构行业取得更大发展。
钢结构行业由于其经济和技术的优越性、低碳减排、循环经济以及可工业化


、产业化发展，能更好的适应并满足当前我国国民经济建设需要，也将成为


具有市场广阔、企业众多、创新不断、充满蓬勃生机的新兴产业之一。
分析认为，“十二五”期间，获得政策扶持的钢结构行业有望在海洋工程、


住宅和桥梁领域大展拳脚，实现产量的倍增。


抗震性
低层别墅的屋面大都为坡屋面，因此屋面结构基本上采用的是由冷弯型钢构


件做成的三角型屋架体系，轻钢构件在封完结构性板材及石膏板之后，形成


了非常坚固的"板肋结构体系"，这种结构体系有着更强的抗震及抵抗水平荷


载的能力，适用于抗震烈度为8度以上的地区。
抗风性
型钢结构建筑重量轻、强度高、整体刚性好、变形能力强。建筑物自重仅是


砖混结构的五分之一，可抵抗每秒70米的飓风，使生命财产能得到有效的保


护。
耐久性
轻钢结构住宅结构全部采用冷弯薄壁钢构件体系组成，钢骨采用**级防腐高


强冷轧镀锌板制造，有效避免钢板在施工和使用过程中的锈蚀的影响，增加


了轻钢构件的使用寿命。结构寿命可达*。
保温性
采用的保温隔热材料以玻纤棉为主，具有良好的保温隔热效果。用以外墙的


保温板，有效的避免墙体的“冷桥”现象，达到了更好的保温效果。100mm


左右厚的R15保温棉热阻值可相当于1m厚的砖墙。
隔音性
隔音效果是评估住宅的一个重要指标，轻钢体系安装的窗均采用中空玻璃，


隔音效果好，隔音达40分贝以上；由轻钢龙骨、保温材料石膏板组成的墙体


，其隔音效果可高达60分贝。
健康性
干作业施工，减少废弃物对环境造成的污染，房屋钢结构材料可**回收，


其他配套材料也可大部分回收，符合当前环保意识；所有材料为绿色建材，


满足生态环境要求，有利于健康。
舒适性
轻钢墙体采用高效节能体系，具有呼吸功能，可调节室内空气干湿度；屋顶


具有通风功能，可以使屋内部上空形成流动的空气间，保证屋顶内部的通风


及散热需求。
快捷
全部干作业施工，不受环境季节影响。一栋300平方米左右的建筑，只需5个


工人30个工作日可以完成从地基到装修的全过程。
环保
材料可**回收，真正做到绿色无污染。
节能
全部采用高效节能墙体，保温、隔热、隔音效果好，可达到50%的节能标准


。
加固技术措施编辑
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，**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


**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。
优势编辑
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，**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。
缺点编辑
钢结构工程中质量问题
（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。
钢结构易腐蚀
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。
钢结构耐热不耐火
温度**过250℃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，钢材强度


几乎为零。
钢结构断裂
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。
安装要点编辑
（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**次拧为初拧，使其轴力


宜达到标准轴力的60%～80%。
（4） 终拧扭矩：高强螺栓较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%。
钢结构的清理——钢结构抛丸机
一.流程
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。
二.主要构成
DISA钢结构抛丸机
DISA钢结构抛丸机
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**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，


对工件表面余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。
三.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。
施工技术编辑
上海世博钢结构工程
上海世博钢结构工程
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**


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**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：**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20 mm，气体流量20～80L/mm
电压30～38V，层间温度120～150℃
钢结构特性编辑
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、刚度大，故用于建造大跨度和**高、**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，较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；加工精度高、效率高


、密闭性好，故可用于建造气罐、油罐和变压器等。
其缺点是耐火性和耐腐性较差。主要用于重型车间的承重骨架、受动力荷载


作用的厂房结构、板壳结构、高耸电视塔和桅杆结构、桥梁和仓库等大跨度


结构、高层和**高层建筑等。
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**高层建筑的需要。
钢结构又分轻钢和重钢。判定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，可以以一些数据综合考虑并加以判断。
安装质量控制编辑
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**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。
钢结构产量编辑
中国钢结构行业呈现持续和快速的增长势头，钢结构产量从2002年的850万


吨增长到2009年的2294万吨，年均复合增长率达到15.24%。据相关数据估计


，2010年，钢结构产量达到2600万吨。2011年，钢结构产量约为2900万吨。


我国钢结构行业正处于迅猛发展时期。
中国钢结构行业总体集中度较低。年产量1万吨以下、1-5万吨、5-30万吨、


30万吨以上的钢结构企业数量分别为4000-5000、100、20、6-8;拥有钢结构


特级制造资质的企业51家，拥有轻型钢结构工程设计专项**资质的企业82


家，而同时拥有上述资质及专业承包一级资质的企业更少。随着行业不断发


展，行业内并购整合现象将成为常态。
重点知识编辑
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，当剪力等于摩擦力


时，较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**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、放样、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，也是较简便的


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。