钢结构基本介绍
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、超高层等领域。钢结构容易锈蚀，一般钢结构要除锈、镀锌或涂料，且要定期维护。
钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚度好、抵抗变形能力强，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。
钢结构的特点
1. 材料的强度高，塑性和韧性好
钢材和其它建筑材料诸如混凝土、砖石和木材相比，强度要高得多。因此，特别适用于跨度大或荷载很大的构件和结构。钢材还具有塑性和韧性好的特点。塑性好，结构在一般条件下不会因超载而突然断裂；韧性好，结构对动力荷载的适应性强。良好的吸能能力和延性还使钢结构具有优越的抗震性能。
2. 钢结构构件断面小、自重轻；
钢材的密度虽比混凝土等建筑材料大，但钢结构却比钢筋混凝土结构轻，原因是钢材的强度与密度之比要比混凝土大得多。以同样的跨度承受同样荷载，钢屋架的质量最多不过钢筋混凝土屋架的1/3至1/4，冷弯薄壁型钢屋架甚至接近1/10，为吊装提供了方便条件。
3. 钢结构制作简便，加工周期短；
钢结构所用的材料单纯而且是成材，加工比较简便，并能使用机械操作。因此，大量的钢结构一般在专业化的金属结构厂做成构件，精确度较高。构件在工地拼装，可以采用安设简便的普通螺栓和高强度螺栓，有时还可以在地面拼装和焊接成较大的单元再行吊装，以缩短施工周期。小量的钢结构和轻钢屋架，也可以在现场就地制造，随即用简便机具吊装。此外，对已建成的钢结构也比较容易进行改建和加固，用螺栓连接的结构还可以根据需要进行拆迁。
4. 钢结构材质性能均匀，易于检测和控制，可靠性高；
5. 钢结构建筑易于改造，原料可重复使用，节省资源，环保资源；
6. 钢结构建筑可以实现大跨度、大空间结构；
7. 耐腐蚀性能差，涂料维护费用高；
钢材耐腐蚀的性能比较差，必须对结构注意防护。这使维护费用比钢筋混凝土结构高。不过在没有侵蚀性介质的一般厂房中，构件经过彻底除锈并涂上合格的油漆，锈蚀问题并不严重。近年来出现的耐大气腐蚀的钢材具有较好的抗锈性能，已经逐步推广应用。
8. 钢材耐热但不耐高强度大火
钢材长期经受100℃辐射热时，强度没有多大变化，具有一定的耐热性能，但温度达150℃以上时，就须用隔热层加以保护。温度升高材料强度明显降低，需外加防火涂料或外包混凝土。
钢结构制作要求
钢结构设备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。
钢结构设备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。
钢结构施工技术
1、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。
2、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。
钢结构（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。
3、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。
4、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℃
5、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%。
钢结构
（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%。