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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