鋼結構:建築工程結構形式-中文百科頻道

特點

強度高、塑性韌性好、材質均勻、質量輕、制造簡便，施工工期短、密實性較好。鋼結構是主要由鋼制材料組成的結構，是主要的建築結構類型之一。結構主要由型鋼和鋼闆等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構件組成，各構件或部件之間通常采用焊縫、螺栓或鉚釘連接。因其自重較輕，且施工簡便，廣泛應用于大型廠房、場館、超高層等領域。

基本介紹

以鋼材制作為主的結構，是主要的建築結構類型之一。鋼材的特點是強度高、自重輕、整體剛性好、變形能力強，故用于建造大跨度和超高、超重型的建築物特别适宜；材料勻質性和各向同性好，屬理想彈性體，最符合一般工程力學的基本假定；材料塑性、韌性好，可有較大變形，能很好地承受動力荷載；

建築工期短；其工業化程度高，可進行機械化程度高的專業化生産。鋼結構今後應研究高強度鋼材，大大提高其屈服點強度；此外要軋制新品種的型鋼，例如H型鋼（又稱寬翼緣型鋼）和T形鋼以及壓型鋼闆等以适應大跨度結構和超高層建築的需要。

另外還有無熱橋輕鋼結構體系，建築本身是不節能的，本技術用巧妙的特種連接件解決了建築的冷熱橋問題；小桁架結構使電纜和上下水管道從牆裡穿越，施工裝修都方便；無比節能是世界上唯一的一家以冷彎薄壁型鋼建7層住宅的建築體系。

在我國，鋼結構行業的市場化程度較高，市場競争較為激烈。目前我國鋼結構企業在4,000-5,000家左右。據中國鋼結構協會統計，截至目前，擁有鋼結構制造企業資質的單位共238家，但多數為年産1萬噸以下的中小企業，年産10萬以上的企業僅30多家。大部分企業生産規模較小，行業集中度不高。

（1）從鋼結構不同業務類型的市場細分情況來看——智研咨詢整理

在輕型鋼結構領域，由于進入壁壘相對較低，參與競争的中小型企業衆多，呈現較強的區域化競争格局，市場競争較為激烈，産品毛利率相對較低。競争的重點體現為工廠化制造的規模優勢。

在大跨度空間鋼結構、高層重型鋼結構、橋梁鋼結構、大型鍋爐剛架、海洋平台鋼結構等高端應用領域，由于鋼結構工程技術含量高，制作安裝難度大、資金要求高，資質要求高，産品質量及精度要求高，生産企業相對較少，因而進入門檻較高，市場競争取決于企業技術與資金實力、規模、産品質量與品牌，産品毛利率較高。

競争主體主要為擁有鋼結構制造企業特級資質的行業領先者（據中國鋼結構協會統計，到目前為止，全國擁有鋼結構制造企業特級資質的企業有本公司、精工鋼構、東南網架、杭蕭鋼構、滬甯鋼機、鴻路鋼構等61家），競争環境相對緩和，市場發展前景廣闊，預計未來将成為鋼結構工程中的競争重點。

（2）從區域分布來看，規模較大的鋼結構企業大多集中在上海、浙江、安徽、

山東、廣東、北京等地，沿海及中部城市鋼結構制造業發展走在全國前列。據統計，20012年鋼結構産量位居全國前五名的省市是：浙江203萬噸，上海182萬噸，安徽147萬噸，山東119萬噸，江蘇91萬噸，合計占全國鋼結構産量1/3以上1。

（3）行業未來競争态勢

①在節能環保的政策背景下逐步提高行業集中度

我國鋼結構企業數量不少，但上規模、有影響力的企業不多，行業集中度不高，具有行業整合能力、節能低耗的大型鋼結構制造企業較少。“十二五”期間，根據國家産業政策調整，一些中小企業在競争中将被逐步淘汰，一些具有技術優勢、規模優勢、自主創新優勢、品牌優勢和客戶優勢、具備設計制作安裝一體化經營實力、在國際市場具有一定競争力的企業将在競争中通過開拓市場、擴張産能、技術升級逐漸做大做強，未來行業集中度将不斷提高。

②“設計、制造與安裝”一體化經營模式逐漸成為高端鋼結構企業的發展模式

國際上鋼結構優勢企業主要采用“設計、制造與安裝”一體化經營的業務模式。

目前國内衆多鋼結構企業受技術能力方面的制約，多采用構件加工與安裝的經營模式，而廣大中小企業更是僅以構件加工為主，盈利能力無法與行業内領先企業相比。

優秀的鋼結構企業必須擁有一支技術過硬的安裝隊伍，具備嚴密的施工組織、完善的施工方案、娴熟的安裝技術，并配之以先進的安裝設備，從而為建設優質工程提供保證。

随着鋼結構市場競争的日趨激烈，一些高端鋼結構企業在鋼結構産品制造的基礎上逐步延伸前後端業務鍊，采用了國際上主流的“設計、制造與安裝”一體化經營的業務模式，在設計及安裝環節提升競争力，從而獲取了高于行業平均的毛利率水平。

③在重型鋼結構等高端市場的競争形勢将日趨激烈

在鋼結構市場中，大跨度空間鋼結構、高層重型鋼結構、橋梁鋼結構、大型鍋爐剛架、海洋平台鋼結構等基于其技術要求高、工藝難度大而具有較高的市場準入壁壘，具有較高的附加值。同時，下遊行業的快速發展對重型鋼結構産品産生明顯的引導與拉動作用，持續引導鋼結構産品快速升級換代，以适應工業化、城市化、基礎設施建設等的快速發展。未來随着行業産品的持續、快速升級，一些技術升級能力強、能夠快速适應市場的企業将獲得更高的産品附加值，重型鋼結構等高端市場的競争形勢将日趨激烈。

④圍繞産業布局在區域市場展開競争

在區域分布上，規模較大的鋼結構企業大多集中在上海、浙江、安徽、江蘇等長三角地區以及天津、北京等京津唐地區，廣大的中西部地區處于起步階段。近年來，随着國家中部崛起、西部大開發戰略的實施，中西部地區投入逐步加大，為鋼結構企業提供了廣闊的市場空間，中南、西南、西北正逐步成為鋼結構行業發展的新興區域。未來随着中西部地區的後發優勢逐漸凸顯，一些在東部沿海區域具備競争優勢，同時在中西部地區提前布局的企業将在區域市場競争中取得領先優勢。

總體上，鋼結構行業企業衆多，市場較分散。盡管目前已逐步形成了一些實力強、品牌度高的大型企業，但尚缺乏市場占有率高、有一定話語權、具備行業整合能力的龍頭企業。

應用

屋面系統

是由屋架、結構OSB面闆、防水層、輕型屋面瓦（金屬或瀝青瓦）及相關連接件組成的。邁特建築輕鋼結構的屋面，外觀可以有多種組合。材料也有多種。在保障了防水這一技術的前提下，外觀有了許多的選擇方案。

牆體結構

輕鋼結構住宅的牆體主要由牆架柱、牆頂梁、牆底梁、牆體支撐、牆闆和連接件組成。建築輕鋼結構住宅一般将内橫牆作為結構的承重牆，牆柱為C形輕鋼構件，其壁厚根據所受的荷載而定，通常為0.84～2毫米，牆柱間距一般為400～600毫米，建築輕鋼結構住宅這種牆體結構布置方式，可有效承受并可靠傳遞豎向荷載，且布置方便，但邁特建築輕鋼結構住宅牆體結構不能承受水平荷載。

技術性能

保溫節能技術輕鋼結構為确保達到保溫效果，在建築物的外牆和屋面中使用的保溫隔熱材料能長期使用并能保溫隔熱。建築輕鋼結構住宅一般除了在牆的牆柱間填充玻璃纖維網格布外，在牆外側再貼一層保溫材料，有效隔斷了通過牆柱至外牆闆的熱橋；樓層之間擱栅内填充玻璃纖維，減少通過樓層的熱傳遞;所有内牆牆體的牆柱之間均填充玻璃纖維，減少戶牆之間的熱傳遞。

防火技術輕鋼結構一個最關鍵的問題是防火技術的應用，輕鋼結構住宅的耐火等級為四級。建築輕鋼結構住宅在牆的兩側與樓蓋的天花處貼防火石膏闆，對于普通防火牆和分戶牆用25.4毫米厚(1吋)石膏闆保護，以達到1個小時的防火要求，另外在牆體牆柱間與樓蓋擱栅間填充的玻璃纖維對于防火與熱傳遞也起了積極的保護作用。

隔聲技術輕鋼結構在内外牆及樓蓋擱栅間填充玻璃棉，有效阻止了通過空氣傳播的音頻部分，而對于通過固體傳播的沖擊聲，作如下構造處理：對于分戶牆用二道牆柱構成帶有中間空隙的二道牆體；而對于吊頂用的固定石膏闆的小龍骨，用帶有小切槽的彈性構造以有效減少樓層間的固體聲傳播。

施工技術

一、鋼結構安裝焊接前的準備工作

試驗鋼材包括Q345GJC-Z15（壁厚70mm）、Q345GJC-Z15（壁厚40mm）、Q345C（翼緣厚28mm），焊接位置為柱—柱橫焊、柱—梁平焊（包括桁架梁上下翼緣平焊）、T型角立焊。坡口形式及尺寸按設計要求。焊後外觀及超聲波檢查合格後取樣進行了力學和物理試驗。試驗結果接頭的抗拉強度達到母材抗拉強度标準值，接頭彎曲180°無裂紋。采用的焊接材料和焊接設備技術條件應符合國家标準，性能優良。清渣、氣刨、焊條烘幹保溫等裝置應齊全有效。

二、手工電弧焊及CO2氣保焊焊材和設備

（1）焊條應在高溫烘幹箱中烘幹，焊條烘幹次數不得超過兩次。

（2）焊絲包裝應完好，如有破損而導緻焊絲污染或彎折、紊亂時應部分棄之。

（3）CO2氣體純度應不低于99.9%（體積比），含水量應低于0.05%（重量比），瓶内高壓低于1MPa時應停止使用。

（4）焊機電壓應正常，地線壓緊牢固，接觸可靠，電纜及焊鉗無破損，送絲機應能均勻送絲，氣管應無漏氣或堵塞。

三、安裝焊接程序及一般規定

焊接的一般順序為：焊前檢查→預熱除鏽→裝焊墊闆和引弧闆→焊接→檢驗

1．焊前檢查坡口角度、鈍邊、間隙及錯口量，坡口内和兩側的鏽斑、油污、氧化鐵皮等應清除幹淨。

2．預熱。焊前用氣焊或特制烤槍對坡口及其兩側各100mm範圍内的母材均勻加熱，并用表面測溫計測量溫度，防止溫度不符合要求或表面局部氧化，預熱溫度。

3．重新檢查預熱溫度，如溫度不夠應重新加熱，使之符合要求。

4．裝焊墊闆及引弧闆，其表面清潔程度要求與坡口表面相同，墊闆與母材應貼緊，引弧闆與母材焊接應牢固。

5．焊接：第一層的焊道應封住坡口内母材與墊闆的連接處，然後逐道逐層累焊至填滿坡口，每道焊縫焊完後，都必須清除焊渣及飛濺物，出現焊接缺陷應及時磨去并修補。

6．一個接口必須連續焊完，如不得已而中途停焊時，應進行保溫緩冷處理，再焊前，應重新按規定加熱。

7．遇雨、雪天時應停焊，構件焊口周圍及上方應有擋風、雨棚，風速大于5m/s時應停焊。環境溫度低于零度時，應按規定采取預熱和後熱措施施工。

8．碳素結構鋼應在焊縫冷卻到環境溫度、低合金結構鋼應在完成24h以後，進行焊縫探傷檢驗。

9．焊工和檢驗人員要認真填寫作業記錄表。

四、典形節點的焊接順序和工藝參數

（1）上下柱無耳闆側由兩名焊工在兩側對稱焊至闆厚的1/3處時，切去耳闆。

（2）然後在切去耳闆側由兩名焊工在兩側對稱焊至闆厚的1/3處。

（3）再由兩名焊工分别承擔相鄰兩面的焊接。

（4）每兩層之間焊道的接頭應相互錯開，兩名焊工焊接的焊道接頭也要注意每層錯開，焊接過程中要注意檢測層間溫度。

（5）焊接工藝參數：

CO2氣保焊：焊絲直徑Φ1.2mm，電流280～320A，焊速350～450mm/min

焊絲伸出長度：約20mm，氣體流量25～80L/min，

電壓29～34V，層間溫度120～150℃

五、柱—梁、梁—梁節點

（1）先焊梁的下翼緣，梁腹闆兩側的翼緣焊道要保持對稱焊接。

（2）待下翼緣焊完，然後焊接上翼緣。

（3）如翼緣闆厚大于30mm時，宜上下翼緣輪換施焊。

（4）焊接工藝參數：

CO2氣保焊：焊絲直徑φ1.2mm，電流280～360A，焊速300～500mm/min

焊絲伸出長度約20mm，氣體流量20～80L/mm

電壓30～38V，層間溫度120～150℃

制作

設備鋼結構的加工制作與精密鋼結構類似，介于普通結構件（對加工要求不高）與精密機械加工（要求加工較精細）之間，采用焊接或者栓接的連接方式。

同時鋼結構類型主要有:用于廠房的排架結構、用于多高層建築的框架結構、框架一剪力牆結構、框一筒結構，用于大空間的平闆網架結構和彎頂網充結構等等。建築功能不同，采用的結構形式也不同。鋼結構設計要執行國家的技術規範，做到技術先進、經濟合理、安全實用、确保質量。因此在結構設計制作的時候要注意以下要求:

1.首先根據建築功能要求，采用相應合理的結構體系。做到技術先進、結構新穎、達到建築和結構的完美統一。

2.鋼結構(除容器外)多以杆件為主，故杆件尺寸盡可能模數化、标準化，便于機械化制造、運送、安裝、提高生産率。

3.采用具有較高經濟指标的高效鋼材。

4.鋼結構的節點是至關重要的，要采用适當的連接方式，使節點設計與結構計算簡化模型相一緻。以往的結構破壞絕大多數發生在節點，所以對節點要精心設計，精心施工.采用先進的、可靠的連接方法.

材料要求

鋼結構在使用過程中會受到各種形式的作用(荷載、基礎不均勻沉降、溫度等)，所以要求鋼材應具有良好的機械性能(強度、塑性、韌性)和加工性能(冷熱加工和焊接性能)，以保證結構安全可靠。鋼材的種類很多，符合鋼結構要求的隻是少數幾種，如碳素鋼中的Q235，低合金鋼中的l6Mn，用于高強螺栓的20錳釩鋼(20MnV)等。

性能指标

1、強度

鋼材的強度指标由彈性極限σe，屈服極限σy，和抗拉極限σu，設計時以鋼材的屈服強度為基礎，屈服強度高可以減輕結構的自重，節省鋼材，降低造價。抗拉強度σu即是鋼材破壞前所能承受的最大應力，此時的結構因塑性變形很大而失去使用性能，但結構變形大而不垮，滿足結構抵抗罕遇地震時的要求。‘σu/σy值的大小，可以看作鋼材強度儲備的參數。

2、塑性

鋼材的塑性一般指應力超過屈服點後，具有顯着的塑性變形而不斷裂的性質。衡量鋼材塑性變形能力的主要指标是伸長率δ和斷面收縮率ψ。

3、冷彎性能

鋼材的冷彎性能是衡量鋼材在常溫下彎曲加工産生塑性變形時對産生裂紋的抵抗能力。鋼材的冷彎性能是用冷彎實驗來檢驗鋼材承受規定彎曲程度的彎曲變形性能。

4、沖擊韌性

鋼材的沖擊韌性是指鋼材在沖擊荷載作用下，斷裂過程中吸收機械動能的一種能力，是衡量鋼材抵抗沖擊荷裁作用，可能因低溫、應力集中，而導緻脆性斷裂的一項機械性能。一般通過标準試件的沖擊試驗來獲得鋼材的沖擊韌性指标。

5、焊接性能

鋼材的焊接性能是指在—定的焊接工藝條件下，獲得性能良好的焊接接頭。焊接性能可分為焊接過程中的焊接性能和使用性能上的焊接性能兩種。焊接過程中的焊接性能是指焊接過程中焊縫及焊縫附近金屬不産生熱裂紋或冷卻不産生冷卻收縮裂紋的敏感性。焊接性能好，是指在一定焊接工藝條件下，焊縫金屬和附近母材均不産生裂紋。使用性能上的焊接性能是指焊縫處的沖擊韌性和熱影響區内延性性能，要求焊縫及熱影響區内鋼材的力學性能不低于母材的力學性能。我國采用焊接過程的焊接性能試驗方法，也采用使用性使用性質上的焊接性能試驗方法。

6、耐久性

影響鋼材耐久性的因素很多。首先是鋼材的耐腐蝕性差，必須采取防護措施，防止鋼材腐蝕生鏽。防護措施有：定期對鋼材油漆維護，采用鍍鋅鋼材，在有酸，堿，鹽等強腐蝕介質條件下，采用特殊防護措施，如海洋平台結構采用“陽極保護”措施防止導管架腐蝕，在導管架上固定上鋅錠，海水電解質會自動先腐蝕鋅錠，從而達到保護鋼導管架的功能。其次由于鋼材在高溫和長期荷載作用下，其破壞強度比短期強度降低較多，故對長期高溫作用下的鋼材，要測定持久強度。鋼材随時間推移會自動變硬、變脆、即“時效”現象。對低溫荷載作用下的鋼材要檢驗其沖擊韌性。

要求

設備鋼結構通常會在以下方面提出特殊要求或者更高要求：

結構件：材質、表面粗糙度、公差、表面處理、直線度（或弧度）

連接：孔位偏差、螺栓等級；焊接方法、焊接标準、焊材；氣密性，要求進行無損檢測、液體滲透檢測等

整體結構：垂直度、水平度等

包裝：包裝材料、包裝方法

倉儲：環境溫度、環境濕度

運輸：裝卸、車内擺放、集裝箱内擺放，等等。

牌号

1．碳素結構鋼：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等

2．低合金高強度結構鋼

3．優質碳素結構鋼及合金結構鋼

4．專門用途鋼

區别

判定結構為重鋼與輕鋼結構确實沒有一個統一的标準，很多有經驗的設計師或項目經理也常常不能完全說明白，但我們可以以一些數據綜合考慮并加以判斷：

1、廠房行車起吊重量：大于等于25噸，可以認為為重鋼結構了。

2、每平米用鋼量：大于等于50KG/㎡，可認為是重鋼結構。

3、主要構件鋼闆厚度：大于等于10MM，輕鋼結構用的較少。

另外，還有一些參考值：如每平米造價，最大構件重量，最大跨度，結構形式，檐高等，以上這些在判斷廠房是否為重鋼或輕鋼時可以提供經驗數據，當然很多建築都是輕、重鋼都有。但有一些我們可以較肯定的說是重鋼：如：石化廠房設施、電廠廠房、大跨度的體育場館、展覽中心，高層或超高層鋼結構。

實際上國家規範和技術文件都并沒有重鋼一說，為區别輕型房屋鋼結構，也許稱一般鋼結構為“普鋼”更合适。因為普通鋼結構的範圍很廣，可以包含各種鋼結構，不管荷載大小，甚至包括輕型鋼結構的許多内容，輕型房屋鋼結構技術規程隻是針對其“輕”的特點而規定了一些更具體的内容，而且範圍隻局限在單層門式剛架。

輕鋼也是一個比較含糊的名詞，一般可以有兩種理解。一種是現行《鋼結構設計規範》（GBJ17－88）中第十一章“圓鋼、小角鋼的輕型鋼結構”，是指用圓鋼和小于L45*4和L56*36*4的角鋼制作的輕型鋼結構

由此可見，輕鋼與重鋼之分不在結構本身的輕重，而在所承受的圍護材料的輕重，而在結構設計概念上還是一緻的。

安裝

鋼構件的預制

按着安裝順序和工藝要求在鋼平台上進行鋼構件的預制和組裝，要保證焊接制作質量。

型鋼的拼接翼緣闆拼接接縫和腹闆拼接接縫的間距應大于200㎜。翼緣闆拼接長度不應小于2倍闆寬；腹闆拼接寬度不應小于300㎜，長度不應小于600㎜。

為了焊接方便，保證焊接質量，盡量将立柱、橫梁上的加強筋闆、連接闆、墊闆、挑梁（梁）等在地面鋼平台上按施工圖尺寸進行組對焊接。

在鋼平台上預制的鋼構件除按施工圖和規範要求制作組裝外，還應考慮現場安裝的工藝性和安裝尺寸的變化。

加固技術措施

鋼結構也是有損壞的時候，我們要即時發現即時解決問題，鋼結構網介紹鋼結構損壞的主要因素有：1)由荷載變化，超期服役，規範和規程改變導緻結構承載力不足；2)構件由于各種意外産生變形、扭曲、傷殘、凹陷等，緻使構件截面削弱，杆件翹曲，連接開裂等；3)溫差作用下引起構件或連接變形、開裂和翹曲；4)由于化學物質的侵蝕而産生腐蝕以及電化學腐蝕緻使鋼結構構件截面削弱；5)其它包括設計、生産、施工中的失誤及服役期中的違規使用和操作等。

鋼結構的加固技術措施主要有三種：1)截面補強法：在局部或沿構件全長以鋼材補強，連成整體使之共同受力；2)改變計算簡圖：增設附加支承，調整荷載分布情況，降低内力水平，對超靜定結構支座進行強迫位移，降低應力峰值；3)預應力拉索法：利用高強拉索加固結構薄弱環節或提高結構整體承載力、剛度和穩度。

優勢

鋼結構與其它建設相比，在使用中、設計、施工及綜合經濟方面都具有優勢，造價低，可随時移動。

一、鋼結構住宅比傳統建築能更好的滿足建築上大開間靈活分隔的要求，并可通過減少柱的截面面積和使用輕質牆闆，提高面積使用率，戶内有效使用面積提高約6%。

二、節能效果好，牆體采用輕型節能标準化的C型鋼、方鋼、夾芯闆，保溫性能好，抗震度好。節能50%，

三、将鋼結構體系用于住宅建築可充分發揮鋼結構的延性好、塑性變形能力強，具有優良的抗震抗風性能，大大提高了住宅的安全可靠性。尤其在遭遇地震、台風災害的情況下，鋼結構能夠避免建築物的倒塌性破壞。

四、建築總重輕，鋼結構住宅體系自重輕，約為混凝土結構的一半，可以大大減少基礎造價。

五、施工速度快，工期比傳統住宅體系至少縮短三分之一，一棟1000平米隻需20天、五個工人方可完工。

六、環保效果好。鋼結構住宅施工時大大減少了砂、石、灰的用量，所用的材料主要是綠色，100%回收或降解的材料，在建築物拆除時，大部分材料可以再用或降解，不會造成垃圾。

七、以靈活、豐實。大開間設計，戶内空間可多方案分割，可滿足用戶的不同需求。

八、符合住宅産業化和可持續發展的要求。鋼結構适宜工廠大批量生産，工業化程度高，并且能将節能、防水、隔熱、門窗等先進成品集合于一體，成套應用，将設計、生産、施工一體化，提高建設産業的水平。

鋼結構與普通鋼筋混凝土結構相比，其勻質、高強、施工速度快、抗震性好和回收率高等優越性，鋼比磚石和砼的強度和彈性模量要高出很多倍，因此在荷載相同的條件下，鋼構件的質量輕。從被破壞方面看，鋼結構是在事先有較大變形預兆，屬于延性破壞結構，能夠預先發現危險，從而避免。

鋼結構廠房具有總體輕、節省基礎、用料少、造價低、施工周期短，跨度大，安全可靠，造型美觀，結構穩定等優勢。鋼結構廠房廣泛應用于大跨度工業廠房、倉庫、冷庫、高層建築、辦公大樓，多層停車車場及民宅等建築行業。

缺點

鋼結構工程中質量問題的缺點

（一）複雜性

鋼結構工程項目施工質量問題的複雜性，主要表現在引發質量問題的因素繁多，産生質量問題的原因也複雜，即使是同一性質的質量問題，原因有時也不一樣，從而質量問題的分析、判斷和處理增加了複雜性。例如焊接裂縫，其既可發生在焊縫金屬中，也可發生在母材熱影響中，既可在焊縫表面，也可在焊縫内部；裂縫走向既可平行于焊道，也可垂直于焊道，裂縫既可能是冷裂縫，也可能是熱裂縫；産生原因也有焊接材料選用不當和焊接預熱或後熱不當之分。

（二）嚴重性

鋼結構工程項目施工質量問題的嚴重性表現在：一般的，影響施工順利進行，造成工期延誤，成本增加，嚴重的，建築物倒塌，造成人身傷亡，财産受損，引起不良的社會影響。

（三）可變性

鋼結構工程施工質量問題還将随着外界變化和時間的延長而不斷地發展變化，質量缺陷逐漸體現。例如，鋼構件的焊縫由于應力的變化，使原來沒有裂縫的焊縫産生裂縫：由于焊後在焊縫中有氫的活動的作用便可産生延遲裂縫。又如構件長期承受過載，則鋼構件要産生下拱彎曲變形，産生隐患。

（四）頻發性

由于我國現代建築都是以混凝土結構為主，從事建築施工的管理人員和技術人員對鋼結構的制作和施工技術相對比較生疏，以民工為主的具體施工人員更不懂鋼結構工程的科學施工方法，導緻施工過程中的事故時常發生。

易腐蝕

鋼結構必須注意防護，特别是薄壁構件，因此，處于較強腐蝕性介質内的建築物不宜采用鋼結構。鋼結構在塗油漆前應徹底除鏽，油漆質量和塗層厚度均應符合相關規範要求。在設計中應避免使結構受潮、漏雨，構造上應盡量避免存在于檢查、維修的死角。新建造的鋼結構一般隔一定時間都要重新刷塗料，維護費用較高。國内外正在發展各種高性能的塗料和不易鏽蝕的耐候鋼，鋼結構耐鏽蝕性差的問題有望得到解決。

不耐火

溫度超過250℃以内時，材質發生較大變化，不僅強度逐步降低，還會發生藍脆和徐變現象。溫度達600℃時，鋼材進入塑性狀态不能繼續承載。

斷裂

鋼結構在低溫和某些條件下，可能發生脆性斷裂，還有厚闆的層狀撕裂，都應引起設計者的特别注意。

鋼材較貴

采用鋼結構後結構造價會略有增加，往往影響業主的選擇。其實上部結構造價占工程總投資的比例很小，增加幅度約為10%。而以高層建築為例，增加幅度不到2%。顯然，結構造價單一因素不應作為決定采用何種材料的依據。如果綜合考慮各種因素，尤其是工期優勢，則鋼結構将日益受到重視。

安裝要點

（1）摩擦系數：其中F為抗滑移試驗所測得的使試件産生初始滑移的力，nf為摩擦面數，為與F對應的高強螺栓擰緊預拉力實測值之和。

（2）扭矩系數：，其中d為高強螺栓公稱直徑(mm)，M為施加扭矩值（N﹒M），P為螺栓預緊力。10.9級高強度大六角螺栓連接必須保證扭矩系數K的平均值為0.110～0.150。其标準偏差應小于等于0.010。

（3）初擰扭矩：為了縮小螺栓緊固過程中鋼闆變形的影響，可用二次擰緊來減小先後擰緊螺栓之間的相互影響。高強螺栓第一次擰為初擰，使其軸力宜達到标準軸力的60%～80%。

（4）終擰扭矩：高強螺栓最後緊固用的扭矩為終擰扭矩。考慮各種預應力的損失，終擰扭矩一般比按設計預拉力作理論計算的扭矩值大5%～10%。

鋼結構清理

鋼結構抛丸機，清理過程中由電氣控制的可調速輸送輥道将鋼結構件或鋼材送進清理機室體内抛射區，其周身各面受到來自不同坐标方位的強力密集彈丸打擊與磨擦，使之其上的氧化皮、鏽層及其污物迅速脫落，鋼材表面就獲得一定粗糙度的光潔表面，在清理室外兩邊進出口輥道裝卸工件。

落入鋼材上面的彈丸與鏽塵經吹掃裝置吹掃，撒落下來的丸塵混合物由回收螺旋輸送到室體漏鬥、縱橫向螺旋輸送機彙集于提升機下部，再提升到機器上部的分離器裡，分離後的純淨彈丸落入分離器料鬥中内，供抛丸循環使用。抛丸清理中産生塵埃，由抽風管送向除塵系統，淨化處理後的淨氣排放到大氣中，顆粒狀塵埃被捕捉收集。

1.清理室

清理室為大容腔闆式箱形組焊結構，室體内壁襯有ZGMn13耐磨防護闆，清理作業在密封的容腔内進行。

2.輸送輥道

分為室内輸送輥道和裝卸料段輸送輥道。

室内輥道外套高鉻耐磨護套及限位環，高鉻耐磨護套用于保護輥道，承受彈丸打擊，限位環可使工件按預定的位置運行，防止跑偏，造成事故。

3.提升機

主要由上、下部傳動、筒體、皮帶、料鬥等組成。

提升機上下同徑帶輪采用筋闆、輪闆與輪毂組焊成多邊形結構，以增強磨擦力，避免打滑現象，延長了皮帶使用壽命。

提升機罩殼折彎成形，打開提升機中殼上的蓋闆可維修更換料鬥和搭接皮帶。打開提升機下殼上的蓋闆可排除底部彈丸的阻塞。

調整提升機上殼兩側螺栓帶動拉闆上下移動便可保持提升皮帶的松緊度。

上下帶輪采用帶方座外球面球軸承，受到振動沖擊時可自動調整，密封性好。

4.分離器

螺旋輸送器主要由減速電機、螺旋軸、螺旋體殼組成。

采用帶方座外球面球軸承，該軸承受到振動沖擊時能自動調整，密封性好。

6.輸丸管道

本輸丸管道具有雙重控丸功能，每一閘管上方均設一閘闆，分别切斷來自分離器的彈丸，便于維修各自的抛丸器；閘闆開啟大小，可以調節彈丸流量，也可根據清理工件的規格任意組合，開啟與關閉閘門數量，以節約能源，減少對機器的磨損，并保證滿足生産需要。

7.抛丸器

采用單圓盤抛丸器，成為當今國内完美無缺的高水平抛丸器。它主要由轉動機構、葉輪、罩殼、定向套、分丸輪、護闆等組成，其中葉輪采用Cr40材質由鍛造而成，葉片、定向套、分丸輪及護闆均采用高鉻.

8.吹掃裝置

本裝置采用高壓風機，并在室體内輔室部分設有不同角度的多組彈性吹嘴，對工件表面馀留的彈丸進行吹掃清理。

9.進出口密封

工件進出口密封裝置，均采用橡膠彈簧鋼闆制成，為防止在抛丸時，彈丸飛濺出清理室外，在工件進出口處各設多道加強密封，其特點為彈性強、壽命長、密封效果俱佳。

10.除塵系統

布袋式除塵器

主要由袋式除塵器和風機、除塵管道等一起組成除塵系統。除塵效率可達99.5%。

11.電氣控制

電氣控制系統采用常規控制實現對全機的控制，采用國内外生産的優質電器元件，具有可靠性高及維修方便等優點，主電路由小型斷路器和熱繼電器實現對各電機的短路、缺相、過載保護。并設有多處急停開關，方便緊急關機，防止事故擴大。

在清理室及清掃室的各個檢修門上設有安全保護開關，當任何一個檢修門打開後，抛丸器不能啟動。

總結

通過式抛丸機主要用于金屬結構、機床床身、鋼(鑄鐵)制品、網架、工程機械與橋梁制造業，随着國家對環境污染的懲罰力度的加大，酸洗清理已經逐漸被市場淘汰，通過式抛丸機會得到越來越多的使用。

安裝質量控制

①安裝前，施工單位應對構件的産品合格證、設計文件與預拼裝記錄進行檢查，并複驗記錄構件的尺寸。鋼結構的變形、缺陷超出允許偏差時，應進行處理。

安裝前，應編制詳細的測量和矯正工藝，厚鋼闆的焊接應在焊接安裝前進行模拟産品結構的工藝試驗，編制相應的施工工藝。對拼裝好的屋架應預設一定的起拱度。

②鋼結構吊裝就位後，應對構件定位軸線、标高等設計要求控制點進行測量做好标記，對吊裝對接接頭質量進行焊前檢查。安裝好臨時支撐及鋼浪索以使鋼屋架在施工過程中安全穩定。

③鋼結構安裝時，施工單位應提交每榀構件吊裝後的标高尺寸、焊接、塗裝等分别向監理提交驗收。

知識分享

鋼結構施工重點知識分享，這些都是從事鋼結構的你應該了解的基本知識點：

1、鋼結構體系具有自重輕、安裝容易、施工周期短、抗震性能好、投資回收快、環境污染少等綜合優勢，塑性和韌性好、抗沖擊性好。

2、鋼材的種類有：按厚度不同分薄闆(薄鋼闆厚度<4mm)、中闆(中厚度4-20mm)和厚闆(厚度20--60mm)大于60為特厚種。鋼帶包括在鋼闆類内。

3、普通螺栓與高強螺栓的區别?

普通螺栓一般用普通碳素結構鋼制造，不經熱處理，高強螺栓一般用優質碳素結構鋼或合金結構鋼制造，需要經過調質熱處理提高綜合機械性能。高強度分為，8.8級，10.9級，12.9級。

從強度等級:高強螺栓常用8.8S和10.9S兩個強度等級。普通螺栓一般有4.4級，4.8級5.6級8.8級。

從受力特點高強螺栓施加預拉力和靠摩擦力傳遞外力，普通螺栓靠栓杆抗剪力和孔壁承壓來傳遞剪力。

4、按受力特性分為：摩擦型與承壓型

摩擦型高強螺栓是依據被連接件之間的摩擦力傳遞外力，當監理等于摩擦力時，極為摩擦型高強螺栓連接的設計極限荷載。此時聯衆的杆件不會發生相對滑移，螺栓杆不受剪，螺栓孔壁不承壓。

承壓型高強螺栓與普通螺栓類似，剪力可以超過摩擦力，此時被連接構件之間會發生相對滑移，螺栓杆與孔壁接觸，連接依靠摩擦力與螺栓杆的剪切、承壓共同傳力。

承壓型高強螺栓的變形較大，不适用于直接承受動力荷載結構的連接。

5、焊條種類幾種

大體有十幾種：碳鋼焊條、低合金鋼焊條、钼和鉻钼耐熱鋼焊條、低溫鋼焊條、不鏽鋼焊條、堆焊焊條、鑄鐵焊條、鎳及鎳合金焊條、銅及銅合金焊條、鋁及鋁合金焊條及特殊用途焊條。

6、焊縫缺陷：

(1)未焊透：母體金屬接頭處中間(X坡口)或根部(V、U坡口)的鈍邊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頭的機械強度，在未焊透的缺口和端部會形成應力集中點，在焊接件承受載荷時容易導緻開裂。

(2)未熔合：固體金屬與填充金屬之間(焊道與母材之間)，或者填充金屬之間(多道焊時的焊道之間或焊層之間)局部未完全熔化結合，或者在點焊(電阻焊)時母材與母材之間未完全熔合在一起，有時也常伴有夾渣存在。

(3)氣孔：在熔化焊接過程中，焊縫金屬内的氣體或外界侵入的氣體在熔池金屬冷卻凝固前未來得及溢出而殘留在焊縫金屬内部或表面形成的空穴或孔隙，視其形态可分為單個氣孔、鍊狀氣孔、密集氣孔(包括蜂窩狀氣孔)等，特别是在電弧焊中，由于冶金過程進行時間很短，熔池金屬很快凝固，冶金過程中産生的氣體、液态金屬吸收的氣體，或者焊條的焊劑受潮而在高溫下分解産生氣體，甚至是焊接環境中的濕度太大也會在高溫下分解出氣體等等，這些氣體來不及析出時就會形成氣孔缺陷。

盡管氣孔較之其它的缺陷其應力集中趨勢沒有那麼大，但是它破壞了焊縫金屬的緻密性，減少了焊縫金屬的有效截面積，從而導緻焊縫的強度降低。

7、無損探傷是在不損壞工件或原材料工作狀态的前提下，對被檢驗部件的表面和内部質量進行檢查的一種測試手段。

常用無損探傷方法：

超聲波探傷：利用超聲能透入金屬材料的深處，并由一截面進入另一截面時，在界面邊緣發生反射的特點來檢查零件缺陷的一種方法，當超聲波束自零件表面由探頭通至金屬内部，遇到缺陷與零件底面時就分别發生反射波來，在螢光屏上形成脈沖波形，根據這些脈沖波形來判斷缺陷位置和大小。

射線探傷(X射線、γ射線)：利用射線穿透物體來發現物體内部缺陷的探傷方法。

磁粉探傷：是用來檢測鐵磁性材料表面和近表面缺陷的一種檢測方法。當工件磁化時，若工件表面有缺陷存在，由于缺陷處的磁阻增大而産生漏磁，形成局部磁場，磁粉便在此處顯示缺陷的形狀和位置，從而判斷缺陷的存在。

8、零部件加工的程序：準備工作、矯正、放羊、切割、彎曲、制孔、組裝、焊接、檢測、除鏽、塗裝。

9、金屬表面除鏽方法有：手工處理、機械處理、化學處理和火焰處理四種。

(1)手工處理:

手工處理主要用鏟刀、鋼絲刷、砂布、斷鋼鋸條等工具，靠手工敲、鏟、刮、刷、砂的方法來達到清除鐵鏽，這是漆工傳統的除鏽方法，也是最簡便的方法，沒有任何環境及施工條件限制，但由于效率及效果太差，隻能适用小範圍的除鏽處理。

(2)機械除鏽法

機械除鏽法主要是利用一些電動、風動工具來達到清除鐵鏽的目的。常用電動工具如電動刷、電動砂輪;風動工具如風動刷。電動刷和風動刷是利用特制圓形鋼絲刷的轉動，靠沖擊和摩擦把鐵鏽或氧化皮清除幹淨，特别對表面鐵鏽，效果較好，但對較深鏽斑很難除去。

電動砂輪實際是手提砂輪機，可以在手中随意移動，利用砂輪的高速旋轉除去鐵鏽，效果較好，特别對較深的鏽斑，其工作效率高，施工質量也較好，使用方便，是一種較理想的除鏽工具。但在操作中須注意，不要把金屬表皮打穿。

(3)噴砂、噴丸處理法

噴砂、噴丸處理法同前節清除舊塗膜使用法。(4)火焰處理法火焰處理法是利用氣焊槍對少量手工難以清除的較深的鏽蝕斑，進行燒紅，讓高溫使鐵鏽的氧化物改變化學成份而達到除鏽目的。使用此法，須注意不要讓金屬表面燒穿，以及防止大面積表面産生受熱變形。

(5)化學處理法

化學處理法實際是酸洗除鏽法，利用酸性溶液與金屬氧化物(鐵鏽)發生化學反應，生成鹽類，而脫離金屬表面。常用的酸性溶液有：硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸。操作中将酸性溶液塗于金屬鐵鏽部位讓其慢慢與鐵鏽發生化學反應而去掉。鐵鏽去除後應用清水沖洗，并用弱堿溶液進行中和反應，再用清水沖洗後揩幹、烘幹，以防很快生鏽。

對酸洗過的金屬表面須要經粗糙處理或磷化處理，主要是增加金屬表面與底漆的附着力。

在稀釋濃硫酸時，應慢慢把硫酸倒入容器的水中，并不斷攪拌，切勿相反操作，以免硫酸液濺出傷人。

10、常見的起重設備：門式起重機塔式起重機履帶起重機汽車起重機輪式起重機桅杆式起重機千斤頂轉揚機葫蘆橋式起重機。

著名建築

巴黎艾菲爾鐵塔

艾菲爾鐵塔是一座于1889年建成位于法國巴黎戰神廣場上的镂空結構鐵塔，高300米，天線高24米，總高324米。

該塔塔身為鋼架镂空結構，有海拔57米、115米和274米的三層平台可供遊覽，第四層平台海拔300米，設氣象站。頂部架有天線，為巴黎電視中心。從地面到塔頂裝有電梯和階梯，710級階梯。

據了解，鐵塔使用了1500多根巨型預制梁架、150萬顆鉚釘、12000個鋼鐵鑄件，總重7000噸，由250個工人花了17個月建成。

吉隆坡雙子塔

吉隆坡雙子塔位于吉隆坡市中心美芝律，高88層，是當今世界名冠第一的超級建築。巍峨壯觀，氣勢雄壯，是馬來西亞的驕傲。它以451.9米的高度打破了美國芝加哥希爾斯大樓保持了22年的最高記錄，成為當今世界獨一無二的巨型建築。

這個工程于1993年12月27日動工，1996年2月13日正式封頂，1997年建成使用。它是馬來西亞國家石油公司用20億馬币建成的。世界著名的建築大師——西澤配利是這座大樓的設計者。

紐約帝國大廈

帝國大廈是一棟超高層的現代化辦公大樓，它和自由女神像一起被稱為紐約的标志。地上建築有381米高的帝國大廈，自1931年以來，雄踞世界最高建築的寶座達40年之久，直到1971年才被世貿中心超過。

上世紀30年代，建築師設法增加了一節200英尺高的圓塔，使帝國大廈的高度為1250英尺。這座摩天大樓隻用了410天就建成，也可算是建築史上的奇迹。在很長一段時間裡，帝國大廈一直是世界最高的樓房。

倫敦千年穹頂

千年穹頂，位于倫敦東部泰晤士河畔的格林威治半島上，是英國政府為迎接21世紀而興建的标志性建築。

彎項直徑320m，周圈大于1000m，有12根穿出屋面高達100m的桅杆，屋蓋采用圓球形的張力膜結構。膜面支承在72根輻射狀的鋼索上，其截面為2×φ32，這些鋼索則通過間距25m的斜拉吊索與系索為桅杆所支撐，吊索與系索同時對桅杆起穩定作用。

據了解，千年穹頂共占地73公頃、總造價達12.5億美元的大型綜合展覽建築，包括一系列展示與演出的場地，以及購物商場、餐廳、酒吧等。

舊金山金門大橋

金門大橋橫跨南北，将舊金山市與Marin縣連結起來。花費四年多時間修建的這座橋是世界上最漂亮的結構之一。它已不是世界上最長的懸索橋，但它卻是最著名的。

金門大橋的巨大橋塔高227米，每根鋼索重6412公噸，由27000根鋼絲絞成。1933年1月始建，1937年5月首次建成通車。鋼塔聳立在大橋南北兩側，高342米，其中高出水面部分為227米，相當于一座70層高的建築物。塔的頂端用兩根直徑各為92.7厘米、重2.45萬噸的鋼纜相連，鋼纜中點下垂，幾乎接近橋身，鋼纜和橋身之間用一根根細鋼繩連接起來。資料顯示，鋼塔之間的大橋跨度達1280米，為世界所建大橋中罕見的單孔長跨距大吊橋之一。

拱門

密蘇裡州聖路易斯的蓋特威拱門，是美國最高的獨自挺立的紀念碑。這座閃閃發光的用鋼制成的圓弧造型，拔地而起，有将近200米高，跨度也是近200米，和高度完全一樣。

據記載，芬蘭裔美國人、著名建築設計師伊洛?薩裡嫩在1940年代後期的一次全美設計競賽中設計了蓋特威拱門。可是，該工程直到1963年2月才開始動工，1965年10月完工。後來，拱門上增添了一個運輸系統，讓人們可以登上拱門頂端的一個觀景台放眼眺望。蓋特威拱門座落在密西西比河畔，被人們譽為通往西部的大門。

悉尼歌劇院

悉尼歌劇院整個建築占地1.84公頃，長183米，寬118米，高67米，相當于20層樓的高度。它的外觀為三組巨大的殼片，聳立在一南北長186米、東西最寬處為97米的現澆鋼筋混凝土結構的基座上。

歌劇院整個分為三個部分：歌劇廳、音樂廳和貝尼朗餐廳。歌劇廳、音樂廳及休息廳并排而立，建在巨型花崗岩石基座上，各由4塊巍峨的大殼頂組成。

據稱，歌劇院的音樂廳最特别之處，就是位于音樂廳正前方，由澳洲藝術家RonaldSharp所設計建造的大管風琴。這個大管風琴由10,500個風管組成，号稱是全世界最大的機械木連杆風琴，此外，整個音樂廳建材使用均為澳洲木材，忠實呈現澳洲自有的風格。