一、建筑钢结构概述
1、建筑钢结构的应用和发展：
上世纪最后十年，随着我国钢铁工业的迅速发展，年钢产量连续多年突破亿吨，钢材的品种和质量得到极大的提高，改变了由于钢产量不能满足国民经济各部门发展需要、而在钢结构应用上受到限制的情况。因此，国家技术政策随之发生了改变，由以往限制在建筑结构中应用钢结构转变为积极合理推广应用，从而促进了建筑钢结构的发展。同时也推进了建筑业向高层、超高层以及大跨度结构的发展。
2、建筑钢结构的应用范围：
根据我国的实践经验，工业与民用建筑钢结构的应用范围大致如下： ⑴、工业厂房：吊车起重量大或其工作较繁重的车间多采用钢骨架。如：电厂的锅炉房、钢厂的车间厂房等。
⑵、大跨度结构：体育场馆、候机厅、飞机库、大会堂等。 ⑶、高耸结构：包括塔架和桅杆结构，如电视塔和屋顶桅杆等。 ⑷、多层和高层建筑：这个我们见的和施工的就多了。
⑸、承受振动荷载影响及地震作用的结构：如设有较大锻锤的车间。 ⑹、板壳结构：如油库、煤气库、高炉、漏斗、水塔及各种管道等。 ⑺、其它特种结构：栈桥、管道支架、井架和海上采油平台等。 ⑻、可拆卸或移动的结构：临时场馆、工地的生活办公临建设施等。 ⑼、现在流行的轻钢结构的厂房。如：我们施工的武汉海尔工业园空调厂房等。
⑽、和混凝土组合成的组合结构：钢管混凝土柱，型钢混凝土柱（梁）、
压型钢板组合楼板等。
3、建筑钢结构的特点：
⑴、建筑钢材的强度高，塑性韧性好。适合于建造大跨度、高度高、承载重的结构，以及动力荷载下工作的吊车梁等，和地震区结构。
⑵、钢结构的重量轻。结构的轻质性指标是材料的重量密度和强度比值。钢材的容重虽然大，但强度高，做成的结构比较轻。经济性好。
⑶、可靠性高：材质均匀和力学计算的假定比较符合，设计出的结构不定性比较小，计算结果比较可靠。
⑷、钢结构制作简单，施工工期短。一般来说，钢结构的施工都是钢构件工厂施工，现场拼装。我们局在深圳创造的3天1层楼的深圳速度和2天半1层楼的新深圳速度都是钢结构的建筑。
⑸、密闭性能好：钢材和焊接的水密性和气密性好，适合于制作有密闭要求的高压容器、油库、管道等。
⑹、钢结构的耐腐蚀性差。钢材容易生锈，因此钢结构的除锈和防腐油漆和涂层施工很重要。
⑺、钢材耐热但不耐火。200℃温度下，钢材的主要性能下降不多，但在200℃温度以上，钢材的主要性能急剧下降。2001年9月11日美国纽约的世界贸易中心，大火烧了1小时20分钟就倒塌了。因此，外露钢结构有防火涂料施工要求，以延缓受高温倒塌的时间。
⑻、钢结构低温和其他条件下，可能发生脆性断裂。因此，钢结构施工也存在着冬季施工的保护措施。
4、建筑钢结构的结构形式及连接：
由于建筑钢材的强度高，塑性韧性好的良好特性，造就了钢结构建筑造
型奇特，形式多样。
⑴、建筑钢结构结构形式：建筑钢结构中应用的基本结构形式有：柱梁组合的钢框排架结构，门式钢架结构，钢桁架结构（钢管桁架结构），钢网架（壳）结构，冷弯薄壁型钢结构，膜索结构，以及与混凝土组合的型钢混凝土组合结构，钢与混凝土组合楼（屋）盖结构等等。
⑵、钢结构的连接形式：基本的连接形式有：螺栓连接，焊接和铆钉连接三种。还有就是三种基本连接方式的混合连接。
5、型钢混凝土组合结构介绍：
⑴、定义：型钢混凝土组合结构是把型钢埋入钢筋混凝土中的一种独立的结构形式。它克服了上述钢结构的缺点，具有良好的耐久性能和耐火性。这种结构各国叫法不同，我国曾沿用过日本的称呼钢骨混凝土，亦沿用过前苏联称呼劲性钢筋混凝土。建设部2001年10月23日发布的《型钢混凝土组合结构技术规程》（JGJ138-2001）正式称这种结构为型钢混凝土组合结构。
⑵、基本构件：型钢混凝土梁，型钢混凝土柱。
⑶、优点：除具有上述的耐久性和耐火性好的优点外，型钢混凝土组合结构比钢结构还具有节约钢材和受力性能好的优点；同时，与钢筋混凝土结构比较还具有承载力高，施工周期短，抗震性能好的优点。
⑷、应用：广泛应用于多、高层建筑，桥梁结构等中的框架结构、框架-剪力墙结构、框架-核心筒结构、底部大空间剪力墙结构、筒中筒结构等结构体系，既可全部采用也可部分采用。如图书城是部分采用。
⑸、型钢的分类：实腹式型钢构件可由型钢或钢板焊成。常见的截面形式有I 、H 、
［、等，也有矩形和圆形钢管。如下图：
空腹式型钢构件一般由缀板或缀条连接型钢（如：角钢或槽钢等）而组成。
6、钢管混凝土结构介绍：
钢管混凝土结构是在钢管内填充混凝土的结构形式。钢管有圆形钢管和矩形钢管。如果说型钢混凝土组合结构是肉包皮，那么钢管混凝土就是皮包肉。这种结构形式主要是为了增加结构的稳定性。如：湖北大学图书馆的钢管柱，拱桥的钢管混凝土圆形桥拱，武汉商场改建工程中也存在局部钢管混凝土结构。
7、钢与混凝土组合楼（屋）盖结构介绍：
包括组合梁结构和压型钢板与混凝土组合楼（屋面）板结构。
组合梁结构是指钢梁与梁上铺设的楼板（混凝土楼板或组合楼板）通过抗剪连接件共同组成的梁。
压型钢板与混凝土组合楼（屋面）板结构是指有压型钢板上浇注混凝土形成的组合楼板，根据压型钢板是否与混凝土共同工作可以分为组合板和非组合板。压型钢板的形式有开口型板、缩口型板和闭口型板。抗剪连接件有栓钉连接件、槽钢连接件、弯筋连接件。常用的是栓钉。
二、主要标准、规范及参考资料介绍
有关建筑钢结构的国家、地方及行业性的标准、规范、标准图集及参考资料，种类繁多，涉及应用材料、设计、施工、检验试验、管理等各个方面。
在我们工作中使用比较密切的主要有：
1、《钢结构设计规范》（GB50017-2003）
2、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GB50018-2002）
3、《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）
4、《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002 J218-2002）
5、《型钢混凝土组合结构技术规程》（JGJ138-2001 J130-2001）
6、《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ99-98）
7、01SG519、01(04)SG519多、高层民用建筑钢结构节点构造详图 国家标准图集，是钢结构施工中连接节点构造的引用标准。
8、钢与混凝土组合楼(屋) 盖结构构造(05SG522)
国家标准图集，介绍了压型钢板的规格种类和连接节点构造。
9、《热轧H 型钢和剖分T 型钢》（GB/T11263-2005）
自1997、1998年以来，我国H 型钢生产线相继建成投产，国家修订出版的这个标准，提供了目前大量使用的热轧H 型钢和剖分T 型钢的各种参数，作为《实用五金手册》的补充资料。
热轧H 型钢和剖分T 型钢的标记采用：高度H ×宽度B ×腹板厚度t1×翼缘板厚度t2。
10、《实用五金手册》和《实用金属材料手册》
上海科学技术出版社编写的《实用五金手册》和《实用金属材料手册》，收录了钢结构用的大部分型钢材料各种规格的单位理论重量，如：热轧圆钢、方钢、六角钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢、钢管、钢轨等的每米重量，钢板（钢带）、花纹钢板等的每平米重量。为钢结构工程量的计算提供了速算数据。同时也提供了常用型钢规格，以及连接件的各种实用数据。
11、《建筑钢结构施工手册》
由中国钢结构协会编著的这本手册，全面介绍了钢结构施工的知识，基本收录齐全了常用钢材的速算数据，可以作为《实用五金手册》的补充资料，同时也可以作为了解钢结构知识的学习资料。
12、其它的标准图集不一一列举，施工中根据设计图纸要求先行熟悉，应用。
三、钢结构工程的施工工艺
1、钢结构的施工阶段
所有钢结构都分为制作（加工）、运输、安装三个阶段。
2、建筑钢结构、网架工程施工企业专业资质等级和对应承包工程范围以及对制作厂考察
我司钢结构工程施工基本上采取专业分包形式，即选取具备相应专业资质的钢结构专业厂家或建安施工企业作为钢结构工程施工的分包单位，进行钢结构制作（加工）和运输，以及安装施工及管理。钢结构施工企业资质等级分为：钢结构专业一级、二级、三级。
钢结构施工企业的专业资质等级及对应的承包工程范围是：一级企业，可承担各类钢结构工程（包括网架、轻型钢结构工程）的制作与安装；二级企业，可承担单项合同额不超过企业注册资本金5倍且跨度33米及以下、总重量1200吨及以下、单体建筑面积24000平方米及以下的钢结构工程（包括轻钢结构工程）和边长80米及以下、总重量350吨及以下、建筑面积6000平方米及以下的网架工程的制作与安装；三级企业，可承担单项合同额不超
过企业注册资本金5倍且跨度24米及以下、总重量600吨及以下、单体建筑面积6000平方米及以下的钢结构工程（包括轻钢结构工程）和边长24米及以下、总重量120吨及以下、建筑面积1200平方米及以下的网架工程的制作与安装。
制作工厂的考察主要项目：
⑴、设备、机械、人员、场地及年产量。还要看构件及原材料堆场是否满足工程要求，以及工厂至现场的沿途情况是否影响构件的运输。
⑵、技术及管理人员数量及履历。
⑶、技术工人数量及技术水平与资格。
⑷、检查体制及检查试验设备。
⑸、工程实绩。
3、钢结构制作（加工）、安装主要施工工艺
钢结构制作（加工）施工工艺：
图纸深化设计及施工准备——原材料采购，复检——零部件下料加工——组装——焊接——校正——检验——预拼装——摩擦面处理——除锈、油漆——编号，堆放——装车出厂
钢结构安装施工工艺：
钢框架结构：施工准备——地脚螺栓或预埋铁件安装、固定——钢柱吊装、临时固定、校正——钢梁吊装、临时固定、校正——安装单元整体校正、固定——高强螺栓施工——安装焊接——探伤检验——二节钢柱吊装、拼装、临时固定、校正——钢梁吊装、临时固定、校正——安装单元整体校正、固定——高强螺栓施工——安装焊接——探伤检验﹍﹍循环施工直至施工完——整体结构检测、验收。
钢桁架结构：地脚螺栓或预埋铁件安装、固定——钢桁架拼装平台搭设、抄平——钢桁架构件吊装、拼装、临时固定、校正——安装单元整体校正、固定——高强螺栓施工——拼装焊接——探伤检验——安装单元的中间验收——安装单元吊装、拼装、临时固定、校正——检验——整体钢桁架安装单元间高强螺栓施工——安装焊接——探伤检验——应力释放——整体结构检测、验收。
⑴、图纸深化设计，就是将设计院的设计图编制成施工详图。是将设计意图的具体表现，原则上讲，设计蓝图和经过深化设计后的施工详图是等同的，是将原设计图中的隐含条件转化成了直观图纸，同时也可能将设计图中的不清楚和缺陷问题进行了补充和修正。这期间会有大量的设计变更洽商记录，和图纸会审纪要一起作为设计变更文件。需要特别说明的是，对按设计要求超重、超长的构件应与设计单位协商进行分段分节施工，应编制分段分节方案报请设计院和监理单位同意，这同样也属于设计变更文件。根据《高层民用建筑钢结构技术规程》的有关规定，施工详图的深化设计工作由制作厂家承担，且必须经过原设计单位的主要设计人员审核同意，方可进行制作施工。
图纸深化设计工作只是施工前技术准备工作的一个部分。
⑵、原材料的采购和复验、试验
根据《钢结构工程施工质量验收规范》要求，钢结构工程采用的原材料及成品应进行进场验收。凡涉及安全、功能的原材料及成品应按本规范进行复验，并应经监理工程师（建设单位技术负责人）见证取样、送样。
原材料进厂后，首先核对材质证明书是否真实，清楚，齐全；然后，核对原材料实物标记是否与材质证明书填写的一致，并进行实测实量，没问题
才填写报验单，请监理进行验收和见证取样、送样。
原材料的复验、试验应包括钢材的复验、焊接材料的复验、油漆的复检、高强螺栓按批次检验、栓钉的复验等等。
其他的检验试验有：焊接工艺评定，栓钉焊接工艺评定，全熔透焊缝的无损检测报告，摩擦面的抗滑移系数试验报告及复验报告，防火材料的耐火性能试验报告等等。
《钢结构工程施工质量验收规范第4.2.2-3条规定，板厚大于或等于40mm ，且设计有Z 向性能要求的厚板，有复验要求。对这一条的规范解释是：厚钢板存在各向异性（X 、Y 、Z 三个方向的屈服点、抗拉强度、伸长率、冷弯、冲击值等各项指标，以Z 向试验最差，尤其是塑性和冲击功值），因此当板厚等于或大于40mm ，且承受沿板厚方向拉力时，应进行复验。这项特殊指标的原材料价格比普通每吨贵1000多元。
钢板划分为薄板、厚板和超厚板。薄板是4mm 以下的钢板，厚板为4—60mm 。60mm 以上钢板为超厚板。也有不同说法，将4.5mm —20mm 厚的钢板叫中厚板的。
厚板Z 项性能的由来。（——）
高强螺栓的摩擦面抗滑移试验，每2000吨制作中应作为一个检验批做一组试验，安装前做一组复验，其费用，在补充定额中规定可另行计价。
⑶、零部件的下料和加工：
这道工序是将原材料进行画线，切割，钻孔等加工，焊接H 型钢的加工属于部件加工，它也有一套成熟的加工工艺。
⑷、焊接
钢结构的连接基本分为：焊接、铆钉连接、螺栓连接。除桥梁等施工外，
现在很少应用铆钉连接了。建筑钢结构中连接大量应用焊接、螺栓连接以及栓焊混合连接。
螺栓根据性能等级分为10个等级，其中S8.8、S9.8、S10.9、S12.9级螺栓材质为低合金钢或中碳钢，并经过热处理，通称为高强度螺栓。高强螺栓分扭剪型和大六角型。大六角型高强螺栓采用手动扭矩扳手进行施工，施工完毕要对高强螺栓的扭力矩进行复测。扭剪型高强螺栓一般采用电动扳手进行施工，其质量检查主要观测其尾部是否被拧断。高强螺栓的连接副摩擦面有抗滑移系数的要求，要做试验。定额规定H 型钢的高强螺栓连接根据图纸设计的螺栓规格数量计价。
焊接连接中设计要求的熔透焊接按质量等级分一级焊缝和二级焊缝。其无损探伤（一般为超声波探伤，还有磁粉探伤、X 射线探伤等），一级为100%，二级为20%抽查。
熔透焊缝根据焊接工位和焊接施工工艺的不同，可分为双面坡口焊接和单面坡口焊接。双面坡口焊接，一面焊接成型后，反面焊接需要采用碳弧气刨清根。单面坡口焊接一般属于另一面无法进行焊接采用的情况，原因是焊接变形为单向的，是不利的形式，安装焊接采用比较多。根据板厚情况采用不同的坡口形式，但反面一定需要点焊焊接衬板。除这两种焊接外，所有的焊接在起弧和终弧处都要求安装焊接引弧板，形成焊接部位形式。
⑸、预拼装
预拼装是需要分段加工的构件或部件，在工厂里预先拼装，以检查整体加工和连接质量情况，然后拆分的一道工序。对钢桁架来说是一道必须的工序，钢桁架的拼装有2次，一次是工厂的预拼装，另一次是现场的散件拼装。另有大型钢屋架也必须拆分部件加工，同钢桁架。
钢屋架等制作中需搭设要施工钢平台。 ⑹、摩擦面处理和除锈、油漆
摩擦面处理和除锈通常采用喷砂和抛丸的方法，除锈的质量检查是钢构件表面质量观察，然后比照标准卡确定除锈后的级别，一般St2.5级要求是：构件表面露出金属光泽，无黑色的氧化皮。
油漆施工，一般要求在除锈后2小时内进行，一道油漆的厚度大概只有25-30μm ，设计要求的厚度一般为室内100μm ，室外150μm 。现在一般采取无气喷涂法施工，很少采用刷涂施工。表面应无流淌、起皱纹、不平整等。表干后应用干漆膜测厚仪进行检查记录。结构安装工程完工，防火涂料施工前，最好是请监理和业主代表一起进行干漆膜厚度抽查记录。
⑺、预埋铁件和地脚螺栓施工
一般地脚螺栓的安装需要采取固定措施，新世界钢柱的地脚螺栓安装固定，还用角钢加工了固定支架。施工前一定要编制安装固定施工方案，混凝土施工完后，应对混凝土中固定的预埋铁件或地脚螺栓进行复测，其测量成果作为测量资料报验，对产生偏移的埋件应有纠偏方案和实施措施。
⑻、焊接H 型钢的制作工艺流程和检验标准
焊接H 型钢制作工艺流程图
焊接H 型钢的主要检验标准
四、钢结构工程量的计算
1、计算公式
钢结构工程量的计算有平米为单位，如油漆，防火涂料施工。但绝大多数的工程量以吨为计算单位。
⑴、记住一个重要的数据
钢结构材料的容重为：7.85吨/m3，是混凝土的3倍多。 ⑵、 2个基本计算公式
钢板（钢带）：重量T （kg ）=面积（m2）×钢板厚度（mm ）×系数7.85 型钢：重量T （kg ）=单位长度理论重量（kg/m）×型钢长度（m ）
2、钢结构工程量计算规则
详见定额。
实腹构件翼缘板和腹板每边增加25mm 的由来。
圆形钢漏斗按图示展开尺寸，依据钢板宽度分段计算，每段均以其上口（圆形以分段展开上口长度）与钢板宽度，按矩形计算。
五、钢结构工程施工过程中的资料收集及整理
1、钢结构工程施工及管理资料编制和收集
钢结构工程在施工及管理中会产生大量的施工记录资料，其中有部分资料并不用于竣工验收交工，只是作为施工过程的管理及质量控制。根据我个人的施工经验，按自己管理钢结构工程施工的工作流程介绍如下：
⑴、根据公司招投标确定的分包单位，收集分包单位企业资质证书和相
关专业人员的岗位证书，以及由分包单位确定的检验试验单位企业资质证书和相关专业人员的岗位证书。
分包单位的企业资质证书包括：主要有单位的营业执照，企业专业资质，组织机构代码，安全生产许可证，计量合格证。其他的如：贯标认证证书，资信、信誉等级证书，各种业绩证书等。
分包单位管理人员（项目经理、项目总工、五大员）相关证书。特殊工种作业人员上岗证书。钢结构施工的特殊工种有：焊工、起重工、油漆工等。
对制作分包单位考察报告。 分包单位资格向监理报验。 ⑵、施工中资料的编制及收集
组织制作、安装单位对设计图纸进行图纸会审，参与业主组织的图纸会审及设计交底会议，整理成图纸会审和设计交底资料。
组织制作、安装单位对工程钢结构施工编制施工方案和专项施工方案。审核后向监理报批。同时，由安装单位根据现场情况，对超大、超重构件或大型整体桁架、屋架提出分段、分节施工方案，报设计院和监理单位批准。组织协商钢结构工程检验批划分方案，以工程联系函形式通知监理单位、制作单位和安装单位或在施工方案中明确，遵照执行。
组织制作厂家对设计图进行深化设计，编制施工详图，对这一过程中新产生的图纸设计问题以及材料采购中需代换的材料，提出洽商，形成工程洽商记录文件。
组织制作、安装单位进行技术和安全以及资料等全方面的交底，形成交底记录文件。收集分包单位的各项交底记录。
工程资料中的需填写信息的统一名称通知。通讯录。协调达成一致的问
题的通知等等。如：构件计划进场问题，进场前和进场后的中间交接验收，驻厂问题等。
分包单位开始施工前应做的施工物资报检验、试验：焊接工艺评定报告、栓钉焊接工艺评定报告，原材料钢材的复验合格报告，焊接材料的复检合格报告，涂料的性能检测合格报告，高强螺栓、普通螺栓、紧固件的连接检测合格报告、栓钉的复检合格报告等。高强螺栓的抗滑移系数检测合格报告，制作厂按2000吨每批次及时做试验，安装单位在构件安装前及时复验。
分包单位施工物资报验，见证取样记录。
钢结构制作中的各项检查记录，隐蔽工程记录，焊接材料烘焙记录，出厂合格证及焊缝无损检测合格报告，构件出厂清单。出厂构件各分项工程检验批质量验收记录。入场后的交接验收记录。
安装单位对预埋件或地脚螺栓的安装前的隐蔽工程记录和固定后的复测成果记录及报验，纠偏方案及不合格项整改记录。
构件安装前的楼层放线定位测量记录及报验。
构件吊装记录和其他安装检查记录，安装中各分项工程检验批质量验收记录，安装焊缝的无损检测合格报告。
结构安装完成后应对整体钢结构进行整体垂直度和整体平面弯曲检查记录。
防腐涂料或防火涂料的抽查检查记录（自检和业主、监理抽查检）。 ⑶、竣工后资料整理
完工后，对整个钢结构工程施工资料进行整理。包括质量保证资料和检验批评定资料的核查，各分项工程质量验收记录表的核查，子分部工程的核查，钢结构工程观感质量检查，有关钢结构工程安全及功能的检验和见证项
目的检查。钢结构施工日志整理，有关钢结构主体结构验收自评报告编制。钢结构主体结构验收。竣工图编制。
对上述资料归类整理成册。如下表：
钢结构工程资料明细表
一、C1施工管理资料：
1、施工现场质量管理检查记录；
2、企业资质证及相关专业人员的岗位证书； 3、见证记录； 4、施工日志；
二、C2施工技术资料：
1、施工方案； 2、技术交底记录； 3、图纸会审记录； 4、设计变更通知单； 5、工程洽商记录； 6、钢结构竣工图；
三、C3施工测量记录：
1、预埋件或地脚螺栓安装复测成果记录； 2、楼层放线定位测量（全部覆盖）；
3、单层或多高钢结构垂直度观测、整体平面弯曲测量；
四、C4施工物资管理资料：
1、材料（钢材、焊材、螺栓、栓钉、油漆等）、构配件（成品、半成品）进场检验记录（自检记录）；
2、钢结构主要物资出厂质量合格证明文件、中文标志等（钢材、焊材、紧固件、涂料及其他）；
3、钢材性能检测报告（根据设计和规范要求做进场复试）； 4、焊接材料性能检测报告；
5、涂料性能检测报告（防锈、防腐、防火）； 6、高强螺栓、普通螺栓、紧固件连接检测报告； 7、高强螺栓抗滑移系数检测和复测报告；
五、C5施工记录：
1、隐蔽工程检查记录（螺栓预埋，钢结构构件加工隐蔽）； 2、预检记录； 3、交接检查记录； 4、构件吊装记录； 5、焊接材料烘焙记录； 6、其他施工检查记录；
六、C6施工试验记录：
1、钢结构焊接工艺评定报告； 2、全熔透焊缝无损检测报告及记录； 3、钢结构涂料厚度检测报告；
七、C7施工质量验收记录：
1、检验批质量验收记录表； 2、分项工程质量验收记录表；