5鋼結構技術

5.1鋼結構CAD設計與CAM制造技術

(1)主要技術內容

推廣與應用鋼結構的關鍵是鋼結構欣的CAD技術，CAD技術包括：各類鋼

結構的建模、計算分析(平面與三維空間分析)、節點設計(框架的粱柱節

點、柱腳節點，桁架的杆件連接節點、支座節點，排架的柱腳節點、牛腿

節點、支撐節點)與施工圖的繪制(各類鋼框架、桁架、排架、網架、網殼、

粱、柱等結構與構件)．

鋼結構CAM用于鋼結構的輔助制造技術，包括杆件與板材的優化下料，鋼

管相貫節點下料及網架與網殼杆件與節點的計算機輔助加工，隨著CAM技

術的發展，將對鋼結構加工技術的進步起到積極作用。

(2)技術指標

鋼結構CAD設計技術可保證鋼結構設計的准備性，提高設計效率，CAM技

術可顯著提高鋼結構加工效率、節省鋼材，這二個技術的應用對于提高設

計與施工速度，降低工程成本有積極意義。

(3)適用範圍

該技術可應用于多、高層鋼結構、單層門式剛架、單層工業廠房、各類桁

架與屋架、大跨度體系場館與公共建築等鋼結構的設計，在確保結構安全

的前提下，提高設計效率、節省鋼材。

5.2鋼結構施工安裝技術

5.2.1厚鋼板焊接技術

(1)主要技術內容

在高層建築鋼結構柱與一些特殊大跨度重荷載桁架與梁的設計與施工中，

厚鋼板大量應用，而影響鋼結構焊接質量的一個最主要因素是厚鋼板的焊

接。爲解決厚鋼板的焊接司題要考慮如下因素：材料方面應采用有z向性

能要求的鋼板；焊縫形式應合理設計，以減小層狀撕裂：焊接材料采用低

氫型焊條：焊接工序要選擇合適的預熱溫度與焊後熱控制，並嚴格控制焊

接順序。

(2)技術指標

對于板厚大于或等于40mm，且承受沿板厚方向拉力作用的焊接時,應考慮

 厚鋼板的焊接問題。板材要有Z向性能保證，符合國家標准《厚度方向性

能钢板》GB／T 5313的规定。

(3)適用範圍

適用于高層、超高層的鋼結構的柱制作的焊接(箱型柱，11型柱)、粱柱節

點焊接，大跨度重載粱的翼緣與腹板的焊接，大跨度重載桁架節點焊接等

方面.

5.2.2結構安裝施工仿真技術

(1)主要技術內容

钢结构构安装施工仿真技术主要包括以下四个方面:  1．大型构件的吊装仿

真,檢驗構件安裝中與其它構件的及支架的碰撞與幹涉問題，得出正確的

安裝方式；2．施工進度仿真模擬，以直觀實現對于施工進度與質量的管理；

3、結構安裝的預變形技術，包括安裝構件的起拱與預變位，以最終實現結

構安裝完成後的正確幾何位置；4．結構構件的預拼裝模擬。

(2)技術指標

施工安裝仿真技術須依靠計算機建立三維實體模型，正確反映構件與各構

件在結構中的關系。在吊裝仿真中要模擬構件在吊裝中的運動關系，以實

見構件的正確就位，提高施王安裝效率：施工進度模擬要反映工程中各工

序關系，達到實時模擬的要求。

(3)適用範圍

適用于複雜型體的鋼結構與大跨度鋼結構的安裝

5.2.3 大跨度空司结构与大型钢构件的滑移施王技术

(1)主要技術內容

大跨度空間結構與大型鋼構件在施工安裝時，爲加快施工進度、減少腳手

架、確保焊接安裝質量，可采用滑移施工技術。滑移技術是在建築物的一

測搭設一條施工平台，在建築物二邊或跨中鋪設滑道，所有構件都在施工

子台上組裝，分條組裝後用牽引設備向前牽引滑移(可用分條滑移或整體

累積滑)。結構整體安裝完畢並滑移到位後，拆除滑道實現就位，

(2)技術指標

結構滑移沒計時要對滑移工況進行受力性能驗算，保證結構的杆件內力與

变形符合规范要求。滑杉牵引力要正确计算，  当钢与钢面滑动磨擦時。磨

擦系数取0.12-0.15：  当滚动磨擦时，滚动轴处磨擦系数取0.1。滑移时

要確保同步，位移不同步應小于50mm。

(3)適用範圍

適用于大跨度網架結構平面立體桁架(包括曲面桁架)及平面形式爲矩形

 的鋼結構屋蓋的安裝施工．

5.2.4大跨度空間結構與大跨度鋼結構的整體頂升與提升施工技術

(1)主要技術內容

對于大跨度屋蓋與鋼結構，具有地面拼裝條件，又有較好的周邊支承條件

時，可采用整體頂升與提升技術。屋蓋與鋼結構在地面安裝爲一個整體後，

利用周邊支承結構或臨時扒杆，應用頂升或提升技術將結構整體頂升或提

升，頂升或提升施工時應用計算機精確控制各點的同步性．頂升用實心千

斤項，利用千斤頂與臨時支架相配合遙級頂升，提升用穿心雙作用千斤頂，

且可連續提升。

(2)技術指標

對于整體頂升與提升時，要作施工狀態下結構整體受力性能驗算，並計算

各頂、提點的作用力，配備千斤頂。對于施工支架或下部結構應驗算承載

能力與整體穩定性。施工時各作用點的同步應控制于不大于30mm。

(3)適用範圍

適用于大跨度網架結構、桁架結構、大型鋼結構與構件整體安裝與施工。

5.3 钢与混凝土组合结构技术

(1)主要技術內容

鋼與混凝土組合結構主要包括鋼管混凝土、型鋼混凝土與組合梁．鋼管混

凝土可顯著減小柱的截面尺寸，提高承載力；型鋼混凝土承載能力高，剛

度大且抗震性能好；組合粱承載能力高且高跨比小。

銅管混凝上施工簡便，梁柱節點采用內環板或外環板式，施工與普通鋼結

構一致，鋼管內的混凝上可采用高抛免震搗混凝土，關鍵技術是設計合理

的粱柱節點與確保鋼管內澆搗混凝上的密實性。

型鋼混凝土除了鋼結構優點外還具備混凝土結構的優點，同時結構具有良

好的防火性能。其關鍵技術是如何合理解決梁柱節點區鋼筋的穿筋問題，

以確保節點良好的受力性能與加陝施工速度。

組合粱是在鋼粱上部澆築混凝土，形成混凝土受壓。鋼筋受拉的截面合理

受力形式，充分發揮鋼與混凝土各自的受力性能．組合粱施工時，鋼梁可

作爲模板的支撐。組合粱設計時要確保鋼粱與混凝土結合面的抗剪性能，

又要充分考慮鋼梁各工況下從施工到正常使用各階段的受力性能。

(2) 技术指标

钢管混凝上设计时应遵循《钢管混凝上结构设计与施工规程》CECS 28：90

的要求。型鋼混凝土設計時應遵循《型鋼混凝土組合結構技術規程》JGJ

138-2001的要求。

 (3)適用範圍

鋼管混凝土特別適合應用于高層、超高層建築的柱及其它有重載承載力沒

計要求的柱：型鋼混凝土適合于高層建築外框柱及公共建築的大柱網框架

與大跨度粱設計；組合粱適用于結構跨度較大而高跨比又有較高要求的樓

蓋結構。

5.4預應力鋼結構技術

(1)主要技術內容

預應力鋼結構是指索結構或索與其它結構組合的雜交結構。包括索結構，

斜拉結構、張弦粱結構、橫向加勁單曲懸索、預應力網架與預應力網殼結

構等方面。預應力鋼結構顯著改善結構受力性能，且有結構性能好．結構

優、用鋼量省、實現結構控制等諸多優點。預應力鋼結構，其關鍵點是依

靠索(斜拉索、拉索、懸索)通過預應力技術對結構建立與增大剛度。預應

力實現有多種方式，包括索的張拉及結構體系支座的強迫位移等．索可依

據設計要求采用整體索或鋼絞線集成索或直接爲高強鋼拉杆，預應力張拉

時宜分步到位，並必須作模擬計算分析。

(2)技術指標

索一般采用1 860NPa级高强钢丝或高强钢绞线,其设计强度一般取0.4倍

索的標准強度。

(3)適用範圍

預應力鋼結構廣泛適用于各種類型的大跨度的公共建築包括體育場館、候

機候車廳、展覽館，建築造型豐富、結構性能優異，有很好的應用前景。

5.5住宅結構技術

(1)主要技術內容

采用鋼結構作爲住宅的主要承重結構體系，對于低密度住宅以采用冷彎薄

壁型鋼結構體系爲土，牆體爲牆柱加石膏板，樓蓋爲c型擱柵加輕板：對

于多層住宅以鋼框架結構體系，樓板宜采用混凝土樓板，牆體爲預制輕板

或輕質砌塊。多層鋼結構住宅的另一個方向是采用帶鋼板剪力牆或與普鋼

混合的輕鋼結構：對于高層住宅，則山日框架與混凝土簡體組合構成的混

合結構或以帶鋼支撐的框架結構。

(2)技術指標

對于低層冷彎薄壁型銅住宅體系，其總結構用鋼量爲22—25kz／m²，開間

尺寸为3.3m～4.8m；多层钢框架住宅体系，其钢结构用钢量为 35～

40ks／m²，開間尺寸以3.3m—4.5m为宜；高层铜框架混合结构或带钢支撑

钢框架体系，其钢结构用钢量为50ks／m左右，開間尺寸为3.3m—7.2m为

 宜

（3）適用範圍

冷彎薄壁型鋼可廣泛應用于低層住宅（1~3層）的建設；鋼框架結構可

廣泛應用于多層住宅（1~4層）的建設；鋼與混凝土結構或帶鋼支撐框

架結構可應用于地層住宅（9~24層）的建設；鋼結構住宅建設要義産業化

爲目標做好牆板的配套工作，以試點工程爲基礎做好鋼結構住宅的推廣工

作。

5．6       高强度钢材的应用技术

（1）主要技術內容

對承受較大動荷載的焊接鋼結構，選材需要考慮可焊性好、沖擊韌性高、

強度較高、厚板焊接效應不明顯得優質鋼材。現國內開發研制的14MnNbq

和15MnVNq橋梁鋼，可達到上述要求，與其國標GB/T714-2000對應牌號

为Q370qE 和Q420qE。

（2）技術指標爲：

14MnNbq（Q370q-E）和15MnVNq（Q420q-E）橋梁鋼應正火交貨。14MnNbq

 （Q370q-E）鋼板厚t≤24mm的鋼板經雙方協議可按控軋或正火交貨。主

要技術指標爲：

  14MnNbq 钢

屈服強度：t=50~6mm；分別≥340-370Mpa

   抗拉极限强度：t=50~6mm；分别≥490-685Mpa

   冲击韧性：-40℃时  t≤24mm，Akv≥100J；t>24mm, Akv≥120J

   最大社用钢板厚度tmax:50mm

5MnVNq鋼：

    屈服强度：t=60--25mm；分别≥420--430Mpa

   抗拉极限强度：t=60--25mm；分别≥560--580Mpa

   冲击韧性：-40℃时  Akv≥100J

   最大社用钢板厚度: tmax：56mm

 (3) 适用范围

適用于大型鐵路橋梁用鋼、低溫地區焊接鋼結構、其它承受重荷載的焊接

鋼結構。

（4）已應用的典型工程

  该技术在九江长江公路铁路大桥、芜湖公路铁路大桥、秦沈铁路客运专

線結合梁鋼梁、榆懷線長壽長江大橋、青藏鐵路結合梁鋼梁、長東鐵路黃

河橋等大型工程中應用，經濟效益顯著。

 5.7鋼結構的防火防腐技術

(1)主要技術內容

鋼結構的防火防腐技術對于鋼結構的安全性能與耐久性起著極爲重要的

作用。就鋼結構的防火技術來說，一般采用防火塗料或防火板材預以保護。

防火塗料分爲超薄型、膨脹型與厚型三種類型。超薄型防火塗料，厚度最

厚僅爲2．6mm，采用輥塗、刷塗或噴塗；膨脹型防火塗料，最大厚度可達

7mm，采用噴塗方法施工；當無裝飾要求時，可采用不帶礦物纖維的非膨

脹厚型無機防火塗料，最大厚度爲50mm，采用塗抹或噴塗方法施工。對某

些粱柱需要包裹的情況廠還可以應用防火板材包裹，達到保護目的。采用

的各類防火塗料與材料必須得到消防部門指定的檢測機構的認可，施工時

必須按要求多道噴塗或塗刷，嚴格達到設計的防火塗料厚度要求。

鋼結構防腐按鋼結構的使用要求而定，一般情況下用常規防鏽漆即可，當

所處的環境條件較惡劣時必須要采用性能優異的防腐塗料如富鋅類塗料

或采用耐侯鋼．

(2)技術指標

按構件的建築防火要求與對結構的外觀要求選取適宜的防火塗料，超薄型

防火塗料，厚度0.6mm一2.6mm，其耐火極限爲0.5小時至2.5小時；膨脹

型防火塗料，厚度3.0mm一7.0mm，其耐火極限爲0.5小時至2.5小時；厚

型無機防火塗料，厚度8.0mm一50.0mm，其耐火極限爲0.5小時至3.0小

時。

(3)適用範圍

防火塗料或防火板材廣泛應用于各類鋼結構的保護，各類公共建築中當外

觀要求較高時采用超薄型防火塗料，各類大跨度結構常采用膨脹型防火塗

料，而大量的高層鋼結構則常用厚型防火塗料保護．