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第1章 钢结构常用钢材1

1.1钢材基础知识1

1.1.1钢铁牌号表示方法1

1.1.2钢材性能6

1.1.3钢材力学性能常用指标9

1.1.4钢材化学成分10

1.1.5钢的工艺性能、抗蠕变性、抗腐蚀性11

1.1.6钢材分类12

1.1.7钢材品种规格12

1.2设计原则及几点说明15

1.2.1设计原则15

1.2.2几点说明16

1.3材料的选用17

1.3.1 材料选用有关内容17

1.3.2应用指导19

1.3.3强度设计值23

1.4常用钢材主要性能25

1.4.1概述25

1.4.2优质碳素结构钢26

1.4.3碳素结构钢（GB/T700—2006）31

1.4.4低合金高强度结构钢（GB/T1591—1994）31

1.4.5高耐候结构钢（GB/T4171—2000）36

1.4.6焊接结构用耐候钢38

1.4.7船体用结构钢（摘自中国船级社材料与焊接规范1998）40

1.4.8桥梁用结构钢43

1.4.9锅炉和压力容器用钢板（GB 713—2008）44

1.4.10焊接气瓶用钢板50

1.4.11汽车制造用优质碳素结构钢热轧钢板和钢带52

1.4.12集装箱用钢板及钢带（GB/T18982—2003）53

1.4.13高层建筑结构用钢板（YB 4104—2000）53

1.4.14碳素结构钢和低合金结构钢冷轧薄板和钢带（GB/T11253—2007）57

1.4.15 优质碳素结构钢冷轧薄板和钢带（GB/T13237—1991）57

1.4.16不锈钢复合钢板和钢带（GB/T8165—1997）57

1.4.17 不锈复合钢冷轧薄钢板和钢带（GB/T17102—1997）60

1.5钢板和钢带的尺寸及理论质量61

1.5.1 热轧钢板、钢带（摘自GB/T709—2006）61

1.5.2冷轧钢板、钢带（摘自GB/T708—2006）65

1.5.3不锈钢质量计算方法68

1.5.4花纹钢板（摘自GB 3277—2000）69

1.6常用型钢71

1.6.1热轧等边角钢（摘自GB/T706—2008）71

1.6.2热轧不等边角钢（摘自GB/T706—2008）81

1.6.3热轧工字钢（摘自GB/T706—2008）81

1.6.4热轧槽钢（摘自GB/T706—2008）84

1.6.5热轧H型钢和剖分T型钢（GB/T11263—2005）87

1.6.6热轧轻型H型钢100

1.6.7冷弯Z型钢和C型钢100

1.6.8压型钢板的基板105

1.6.9铝及铝合金压型板（摘自GB 6891—2006）108

1.6.10常用压型彩钢板分类和规格109

1.6.11冷弯方形空心型钢和矩形空心型钢（摘自GB 6728—2000）114

1.6.12钢材理论质量计算公式117

1.7圆钢、方钢、六角钢与钢筋118

1.7.1冷拉圆钢、方钢、六角钢（摘自GB 905—1994）118

1.7.2钢筋混凝土用热轧带肋钢筋（摘自GB 1499.2—2007）121

1.7.3预应力混凝土用热处理钢筋（摘自GB 4463—1984）125

1.8钢管126

1.8.1常用钢管名称、标准、牌号及主要用途126

1.8.2结构用无缝钢管127

1.8.3输送流体用钢管144

1.8.4中直缝高频焊接钢管146

1.8.5螺旋埋弧焊管146

1.8.6结构用高强度耐候焊接钢管（摘自YB/T4112—2002）148

1.9不锈钢材料和钢管154

1.9.1不锈钢类别及特征154

1.9.2不锈钢钢种特性155

1.9.3常见不锈钢化学成分157

1.9.4不锈钢力学性能159

1.9.5铬镍系不锈钢162

1.9.6铬系不锈钢162

1.9.7TBS双相不锈钢分类、产品标准及性能163

1.9.8日本JIS G3459标准力学性能165

1.9.9日本JIS G3463锅炉、热交换器用不锈钢管力学性能166

1.9.10流体输送用不锈钢焊接钢管（摘自GB/T12771—2000）166

1.9.11机械结构用不锈钢焊接钢管（摘自GB 12770—2002）175

1.9.12不锈钢结构用冷弯空心型钢182

1.9.13 不锈钢无缝钢管182

1.9.14石油裂化用无缝钢管（摘自GB9948—2006）182

第2章 放样与号料184

2.1钢结构工程放样与号料的发展184

2.2电脑放样的技术要求和优点185

2.3实尺放样185

2.3.1作基准线和垂线185

2.3.2作梁拱186

2.3.3圆柱螺旋面展开求参数187

2.3.4半球体球罐壳展开188

2.3.5容器封头展开190

2.3.6容器圆柱体筒体展开192

2.4号料192

2.4.1号料工具192

2.4.2号料准备193

2.4.3号料要点193

2.4.4提高钢材利用率经验194

2.4.5加工符号194

2.4.6钢板、角钢号料长度计算196

第3章 钢材的气割与剪切201

3.1数据概要201

3.2火焰切割202

3.2.1气体、气瓶及减压器（阀）202

3.2.2手工切割设备208

3.2.3气割机212

3.2.4工艺参数和质量标准226

3.3水电解氢氧源切割231

3.3.1特点231

3.3.2主要技术参数232

3.4等离子弧切割232

3.4.1设备组成及切割原理232

3.4.2等离子弧切割机233

3.4.3等离子弧切割工艺参数236

3.4.4等离子弧切割常见缺陷238

3.5碳弧气刨239

3.6钢材剪切241

第4章 钢材加工246

4.1钢材加工卷板机246

4.1.1常用卷板机246

4.1.2 W 11 STNC 20 × 8000三辊数控万能式卷板机246

4.1.3 W11STNC 75 × 3200三辊数控万能式卷板机246

4.1.4板料校平机248

4.1.5板料折弯机248

4.1.6型材弯曲机249

4.1.7数控肋骨冷弯机251

4.1.8 H型钢翼缘矫正机251

4.1.9弯管机及管子割刀252

4.1.10 锻压机分类255

4.1.11 单臂液压机255

4.1.12龙门式移动液压机256

4.2钢材加工工艺257

4.2.1冷作硬化和蓝脆257

4.2.2板材弯曲和折边加工259

4.2.3 V形、U形模压弯原理与计算262

4.2.4折边裂缝特征、原因及预防措施270

4.2.5钢板折角及折边允差270

4.3型钢弯曲加工272

4.3.1型材与管材的弯曲工艺272

4.3.2型材加工成形主控项目272

4.4边缘加工和端部铣平275

4.4.1边缘加工275

4.4.2刨边机型号和技术参数276

4.4.3端部铣平276

4.5制孔277

4.5.1技术要求277

4.5.2钻孔操作技能（钻头）280

4.5.3磁座钻281

4.5.4硬质合金钢板钻（即空心钻或取芯钻）285

4.5.5高速钢钢板钻（即空心钻或取芯钻）285

4.5.6舍弃式快速留芯钻287

4.6管子加工293

4.6.1弯管293

4.6.2管球加工294

4.7封头加工298

4.7.1封头加工参数298

4.7.2封头压制缺陷及防止措施300

第5章 组装（装配）和预拼装302

5.1组装分类和准备302

5.1.1组装分类302

5.1.2组装基本要求302

5.1.3工具及胎架304

5.1.4焊缝坡口307

5.1.5定位焊规格308

5.2组装规则和技能309

5.2.1拼板和型材组装规则及技能309

5.2.2多块钢板拼焊顺序和步骤311

5.2.3梁、柱接头组装311

5.2.4钢结构组装允许公差315

5.3预拼装324

5.3.1钢结构构件预拼装一般规定及主控项目324

5.3.2钢构件预拼装允许偏差326

5.3.3各类结构件工厂预拼装允许偏差326

5.4制作实例327

5.4.1 大跨度高耸重型厂房制作327

5.4.2积木式抗震别墅制作328

5.4.3埋弧自动焊全熔透焊接H型钢制作334

5.4.4？形钢柱制作336

5.4.5在专业生产线上制作H型钢337

5.4.6手工电弧焊H型钢制作338

5.4.7箱形柱制作340

5.4.8轻钢结构压型彩板房建筑数据341

第6章 焊接材料和设备344

6.1焊条344

6.1.1焊条组成及外形特征344

6.1.2焊条分类348

6.1.3各类焊条型号表示方法349

6.1.4各类焊条牌号表示方法355

6.1.5焊条品种362

6.2焊丝390

6.2.1分类390

6.2.2焊丝型号与牌号390

6.2.3焊丝品种392

6.3焊剂404

6.3.1焊剂的作用、效果与分类404

6.3.2低碳钢埋弧焊焊剂型号表示方法406

6.3.3低合金钢埋弧焊焊剂型号表示方法406

6.3.4焊剂牌号表示方法407

6.3.5焊剂品种408

6.4熔剂419

6.4.1气焊熔剂419

6.4.2钎焊熔剂419

6.5弧焊电源（焊接设备）420

6.5.弧焊电源的一般参数和外特性420

6.5.2电焊机型号代表字母及其含义422

6.5.3焊接电源基本要求及选用原则426

6.5.4弧焊电源分类形式和主体结构428

6.5.5焊接新设备的应用与发展趋势429

6.6手工电弧焊设备430

6.6.1弧焊变压器430

6.6.2弧焊整流器434

6.7埋弧自动焊设备438

6.7.1常用埋弧自动焊机438

6.7.2专用埋弧焊机438

6.7.3埋弧自动焊操作的辅助装置438

6.8熔化嘴电渣焊444

6.9电容储能缝焊机、点焊机及螺柱焊机445

6.10钨极氩弧焊（TIG）446

6.10.1TIG焊特点及应用范围447

6.10.2焊接设备的组成及附件448

6.10.3手工氩弧焊设备450

6.10.4不熔化极氩弧焊自动焊管机454

6.10.5 WSME逆变式（IGBT）交直流方波脉冲氩弧焊机456

6.11 MIG/MAG熔化极氩弧焊设备457

6.11.1特点及分类457

6.11.2 MIG设备组成458

6.11.3 MIG/MAG设备品种461

6.11.4逆变式（IGBT）熔化极焊机464

6.11.5半自动熔化极脉冲氩弧焊设备465

6.12二氧化碳（CO2）气体保护焊466

6.12.1CO2气体保护焊熔滴过渡种类及特点466

6.12.2设备及组成系统466

6.12.3二氧化碳焊机品种470

6.13等离子弧焊设备473

6.13.1脉冲等离子弧焊机474

6.13.2等离子弧焊475

6.14焊接辅助设备及工具475

6.14.1焊钳475

6.14.2面罩和滤光玻璃477

6.14.3焊缝检验尺477

6.14.4焊条保温筒477

6.14.5电焊条烘箱478

6.14.6焊件焊缝位置变位机479

6.14.7坡口加工机479

6.14.8电焊机电缆480

6.14.9焊缝清理工具481

6.14.10TEMPILSTIK°温度测试蜡笔482

6.14.11 SRX-1型焊丝盘绕去锈机483

6.14.12 ZH型焊剂回收机483

6.14.13 NZHG型自动内热式焊剂烘箱484

6.14.14电缆快速接头、快速连接器484

第7章 焊接工艺485

7.1焊接基础数据485

7.1.1焊缝质量等级与缺陷分级485

7.1.2焊接工艺规程486

7.1.3焊缝符号表示法486

7.1.4可焊性486

7.1.5线能量487

7.1.6应力集中488

7.1.7环境对施焊的影响490

7.1.8预热490

7.2手工电弧焊492

7.2.1手工电弧焊工艺参数492

7.2.2基本操作技能492

7.2.3手工电弧焊和气体保护焊焊缝坡口形式及尺寸493

7.2.4常用金属材料焊接500

7.2.5不锈钢焊接509

7.2.6不锈复合钢板焊接512

7.3埋弧自动焊519

7.3.1工艺参数521

7.3.2焊丝与焊剂的匹配及选用521

7.3.3低碳钢、低合金钢双面埋弧焊524

7.3.4对接焊焊剂垫上单面焊双面成形526

7.3.5奥氏体不锈钢埋弧自动焊528

7.4奥氏体不锈钢手工钨极氩弧焊529

7.5二氧化碳（CO2）气体保护焊532

7.6自保护焊540

7.7二氧化碳（CO2）气体保护焊陶瓷衬垫单面焊双面成形540

7.8熔化嘴电渣焊546

7.9焊接裂纹缺陷及防范546

第8章 焊接变形控制、利用与矫正549

8.1焊接变形概念549

8.2焊接变形原理及影响因素550

8.3焊接变形规律551

8.4控制焊接变形规则552

8.5变形的利用556

8.6矫正焊接变形方法559

8.6.1圆点加热矫正法560

8.6.2带状加热矫正法562

8.6.3楔形加热矫正法563

8.6.4螺旋带状火圈加热法564

8.7热矫正工艺564

8.8验收条件和质量标准566

8.8.1验收条件566

8.8.2质量标准566

8.8.3验收的重要数据567

8.8.4结构或构件变形的规定568

第9章 螺栓连接570

9.1普通螺栓连接570

9.1.1普通螺栓的种类和特征570

9.1.2普通螺栓连接构造573

9.1.3螺栓、螺钉、螺柱的力学性能等级及材料577

9.1.4钢结构普通螺栓品种578

9.2高强度螺栓连接582

9.2.1 分类、材料及代号582

9.2.2规格尺寸582

9.2.3施工准备587

9.2.4高强度螺栓安装要求591

9.2.5大六角头高强度螺栓连接副的复验及施工592

9.2.6扭剪型高强度螺栓连接副592

9.2.7高强度螺栓连接副施工质量验收594

9.2.8钢结构工程应用高强度螺栓595

9.3钢网架螺栓球节点用高强度螺栓595

9.4螺柱焊接598

9.5锚栓602

9.5.1Q235钢锚栓602

9.5.2 Q345钢锚栓604

9.6自钻自攻螺钉（栓）606

9.6.1选择原则606

9.6.2瑞士SFS工业集团系列自钻自攻螺钉606

第10章 铆接结构609

10.1铆接结构优缺点609

10.2铆钉直径d ≥10mm铆接结构（重型结构）609

10.2.1铆钉品种和材料609

10.2.2铆缝设计612

10.2.3铆钉孔与锁头614

10.2.4铆钉杆长度计算614

10.2.5铆接工艺614

10.2.6铆接技术工艺617

10.2.7旧铆钉勘验及更换618

10.2.8铆钉锁头规格及允许偏差619

10.3轻型铆接（d≤8mm铆钉）620

10.3.1特点620

10.3.2铆钉种类及使用材料621

10.3.3铆缝设计623

10.3.4铆接设备及工具626

10.3.5铆接工艺628

10.3.6质量标准与常见缺陷633

10.4单面铆接635

第11章 腐蚀与防护637

11.1腐蚀637

11.2除锈639

11.2.1目的639

11.2.2除锈等级和方法640

11.2.3涂装施工一般规定641

11.3涂料选择及常用品种特性642

11.3.1涂料品种选择642

11.3.2涂料产品种类代号642

11.3.3常用涂料品种及特性643

11.4重防腐蚀涂料649

11.4.1重防腐蚀涂料种类649

11.4.2工业钢结构重防腐蚀涂料施工及实例654

11.5大型钢结构涂层长效防腐659

11.5.1应用喷锌、喷铝提高防腐效果659

11.5.2“锌加”镀锌系统664

11.5.3氟碳涂料（PVDF）667

11.5.4锌-铝-镉合金牺牲阳极（GB/T4950—2002）667

11.5.5牺牲阳极要求674

11.6干膜测厚仪675

11.7涂装有关知识675

第12章 数据计算与换算678

12.1简易构件强度计算678

12.2设备加工能力数据计算681

12.3焊接计算684

12.3.1基本概念及相关计算684

12.3.2负载持续率（暂载率）FS计算684

12.3.3焊接材料和电能消耗计算686

12.3.4焊接变形计算691

12.4工程经济数据693

12.4.1动态分析的速度指标693

12.4.2计算动态数列694

12.5常用计量单位及其换算695

12.5.1 我国法定计量单位695

12.5.2常用计量单位换算697

12.5.3长度单位及其换算707

第13章 安全数据必读712

13.1 钢结构防火的重要性712

13.1.1钢结构防火的两个误区712

13.1.2钢结构耐火极限要求712

13.1.3防火涂料基本原理712

13.1.4钢结构防火涂料分类及技术性能713

13.1.5钢结构防火涂料选择规则和执行标准716

13.1.6钢结构制作防火工作十要领716

13.1.7灭火原则及灭火剂用途718

13.1.8救火与撤离719

13.1.9爆炸理论和爆炸先兆719

13.2警惕可燃气体“杀手”720

13.3安全使用氧-乙炔气721

13.4起重吊装安全723

第14章 钢结构制作质量常见病例速查727

14.1原材料常见病例727

14.2放样、号料常见病例728

14.3切割常见病例729

14.4制孔常见病例730

14.5端部铣平面常见病例731

14.6钢材冷加工常见病例731

14.7钢材热加工（热矫正）常见病例732

14.8组装过程中常见病例732

14.9钢结构总体预拼装常见病例738

14.10高强度螺栓连接常见病例738

14.11钢结构工程焊接质量常见病例738

14.12 铆接质量常见病例741

14.13 钢结构涂装质量常见病例742

附录1钢制压力容器焊接规程（JB/T 4709—2000）744

附录2数据速查索引表770

参考文献772