22-8 钢结构工程.doc

22-8 钢结构工程
22-8-1 基本要求
1．在负温度下安装钢结构时，要注意温度变化引起的钢结构外形尺寸的偏差。如钢结构在常温下制作在负温下安装时，要采取措施调整偏差。
2．钢结构制作和安装用的钢尺、量具，应和土建施工单位使用的钢尺、量具，用同一精度级别进行检定。并制定土建结构和钢结构的不同验收标准和不同温度膨胀系数差值的调整措施。
3．在负温度下施工的钢材，宜采用平炉或氧气转炉Q235钢、16Mn、15MnV、16Mnq和15MnVq钢。钢材应保证冲击韧性。Q235钢应具有－20℃合格的保证，其他应具有－40℃合格的保证。
4．在负温度下焊接接头的板厚大于40mm时，节点的约束力较大，且当承受板厚方向的拉力作用时，还要求钢材板厚伸长率的保证，以防出现层状撕裂。
5．选用负温度下钢结构焊接用的焊条、焊丝，在满足设计强度要求的前提下，应选用屈服强度较低、冲击韧性较好的低氢型焊条，重要结构可采用高韧性超低氢型焊条。
6．碱性焊条在使用前必须按照产品出厂证明书的规定进行烘焙。烘焙合格后，存放在80~100℃烘箱内，使用时取出放在保温筒内，随用随取。负温度下焊条外露超过2h的应重新烘焙。焊条的烘焙次数不宜超过3次。
7．焊剂在使用前必须按照出厂证明书的规定进行烘焙，其含水量不得大于0.1%。在负温度下焊接时，焊剂重复使用的间隔不得超过2h，否则必须重新烘焙。
8．气体保护焊用的二氧化碳，纯度不宜低于99.5%（体积比），含水率不得超过0.005%（重量比）。使用瓶装气体时，瓶内压力低于1N/mm2时应停止使用。在负温下使用时，要检查瓶嘴有无冰冻堵塞现象。
9．高强螺栓、普通螺栓应有产品合格证，高强螺栓应在负温下进行扭矩系数、轴力的复验工作，符合要求后方能使用。
10．钢结构使用的涂料应符合负温下涂刷的性能要求，禁止使用水基涂料。
22-8-2 钢结构制作
1．钢结构在负温下放样时，其切割、铣刨的尺寸，要考虑钢材在负温下收缩的影响。
2．端头为焊接接头的构件下料时，应根据工艺要求预留焊缝收缩量，多层框架和高层钢结构的多节柱还要预留荷载使柱子产生压缩的变形量。焊接收缩量和压缩变形量必须与钢材在负温下产生的收缩变形量相协调。
3．形状复杂和要求在负温下弯曲加工的构件，应按制作工艺规定的方向取料。弯曲构件的外侧不应有大于1mm的缺口和伤痕。
4．普通碳素结构钢工作地点温度低于－20℃，低合金钢工作地点温度低于－15℃时，不得剪切、冲孔，普通碳素结构钢工作地点温度低于－16℃，低合金结构钢工作地点温度低于－12℃时，不得进行冷矫正和冷弯曲。
5．负温度下需要对边缘加工的零件，应用精密切割加工，焊缝坡口宜采用自动切割。采用坡口机、刨条机进行坡口加工时，不得出现鳞状表面。重要结构的焊缝坡口，应用机加工或自动切割加工，不宜用手工气割加工。
6．构件的组装必须按工艺规定的顺序进行，由里向外扩展组拼。焊接结构如在负温下组拼时，预留焊缝收缩值宜由试验确定。点焊缝的数量和长度由计算确定。
7．零件组装必须把接缝两侧各50mm内的铁锈、毛刺、泥土、油污、冰雪等清理干净，并保持接缝干燥，没有残留水分。
8．负温度下焊接中厚钢板、厚钢板、厚钢管的预热温度可由试验确定，当无试验数据时，可参考表22-62。
钢板、钢管预热温度 表22-62
项目
钢材厚度（mm）
环境温度（℃）
预热温度（℃）
低碳钢构件
30以下
30~50
50~70
70以上
－30以下
－30~－10
－10~0
任何温度
36
36
36
100
低碳钢管
16以下
16~30
30~40
40~50
50以上
－30以下
－30~－20
－20~－10
－10~0
任何温度
36
36
36
36
100
16Mn
16Mnq
15MnV
15MnVq
10以下
10~16
16~24
24~40
40以上
－26以下
－26~－10
－10~－5
－5~0
任何温度
36
36
36
36
100~150
9．在负温度下构件组装定型后进行焊接时，应严格按焊接工艺规定进行，由于焊接的起始点和收尾点比常温更易产生未焊透和积累各种缺陷，因此，单条焊缝的两端必须设置引弧板和熄弧板。引弧板和熄弧板的材料应和母材一致。严禁在母材上引弧。
10．负温度下厚度大于9mm的钢板应分多层焊接，焊缝应由下往上逐层堆焊。为了防止温度降得太低，原则上一条焊缝要一次焊完，不得中断，在再次施焊时，应先进行处理，清除焊接缺陷，合格后方可按焊接工艺规定再继续施焊。
11．在负温度下露天焊接钢结构时，宜搭设临时防护棚。雨水、雪花严禁飘落在炽热的焊缝上。
12．在负温度下厚钢板焊接完成后，在焊缝两侧板厚的2~3倍范围内，立即进行后热处理，加热温度150~300℃，保持1~2h。焊缝焊完后或后热处理完后，要采取保温措施，使焊缝缓慢冷却，冷却速度不大于10℃/min。
13．当构件在负温度下进行热矫正时，钢材加热温度不得超过800℃（暗樱红色），200~400℃时结束，并使其缓慢冷却。
14．在负温度下制作的钢构件进行检查验收时，其外形尺寸应考虑当时温度的影响。等强接头和要求焊透的焊缝必须100%超声波检查，其余焊缝按30%~50%超声波抽样检查。负温度下超声波探伤仪用的探头，与钢材接触面间应使用不冻结的油基藕合剂。不合格的焊缝应铲除重焊。
15．在低于0℃的钢构件上涂刷防腐涂层前，应进行涂刷工艺试验。涂刷时必须将构件表面的铁锈、油污、边沿孔洞的飞边毛刺等清除干净，并保持构件表面干燥。为了加快涂层干燥速度，可用热风、红外线照射干燥。干燥温度和时间由试验确定。雨雪天气或构件上有薄冰时不得进行涂刷工作。
22-8-3 钢结构安装
1．冬期运输堆存钢结构时，必须采取防滑措施。构件堆放场地必须平整坚实，无水坑、地面无结冰。同一型号构件叠放时，必须保证构件的水平度，垫块必须在同一垂直线上，防止构件溜滑。
2．钢结构安装前除按常规检查外，尚须根据负温度条件对构件质量进行详细复验。凡是在制作中漏检和运输堆放中造成的构件变形等，偏差大于规定，影响安装质量时，必须在地面进行修理、矫正。符合设计要求和规范规定后方能起吊安装。
3．绑扎、起吊钢构件的钢索与钩件直接接触时，要加防滑隔垫。凡是与构件同时起吊的节点板、安装人员使用的挂梯、校正用的卡具、绳索必须绑扎牢固。直接使用吊环、吊耳起吊构件时，要检查吊环、吊耳连接焊缝有无损伤。
4．在负温度下安装构件，要编制钢构件安装顺序图表，施工中严格按照规定顺序安装。平面上应从建筑物的中心逐步向四周扩展安装，立面上宜从下部逐件往上安装。
5．钢结构的焊接工作要编制焊接工艺。在一节柱的一层构件安装、校正、栓接并预留焊缝收缩量后，平面上从结构中心开始向四周对称扩展焊接。严禁在结构外圈向中心焊接，一个构件的两端不得同时进行焊接。
6．构件上有积雪、结冰、结露时，安装前应清除干净，但不得损伤涂层。
7．在负温度下安装钢结构的专用机具应按负温度要求进行检验。
8．在负温度下安装钢结构时，柱子、主梁、支撑等大构件安装后应立即进行校正。校正后立即进行永久固定。当天安装的构件，要形成空间稳定体系，保证钢结构的安装质量和结构的安全。
9．高强螺栓接头安装时，构件的摩擦面必须干净，不得有积雪、结冰，并不得雨淋、接触泥土、油污等脏物。
10．多层钢结构安装时，楼面上堆放的荷载必须限制，施工活荷载、积雪、结冰的重量不得超过钢梁和楼板的承载能力。
11．栓钉焊接前，应根据负温度值的大小，对焊接电流、焊接时间等参数进行测定，保证栓钉在负温度下的焊接质量。
22-8-4 网架结构负温焊接
1．焊前预热、焊后缓冷
用喷灯或水焊工具在焊前加热，加热范围为球焊道外100mm左右，钢管200mm左右，加热温度一般为150~200℃，一人焊，另一人烤，施焊后再烘烤一段时间，自然冷却。焊完第一遍后连续焊第二遍，一次完成。
2．选用低氢焊接材料
使用的焊条应升高一个等级，现场设烘干箱，烘干温度约300℃，时间为2~3h。
3．减少或消除约束应力
缩小制作单元块体，防止个别杆件因焊口应力集中产生裂缝。通过试验和计算，确定杆件焊接收缩量。总拼时，应从中间向两边或四周发展。单元块体焊接时，一般先焊下弦，使下弦收缩向上拱起，然后焊腹杆及上弦。