钢结构构造与识图

本书是在国家示范专业项目式课程教学改革成果的基础上，根据建筑钢结构行业的职业能力要求，以培养学生的实际应用能力为目标进行编写的。全书体现“标准融入、项目贯通”的编写原则，以实际典型工程项目为载体，内容循序渐进，按照由简单到复杂的顺序编排。本书包括六大模块，即建筑钢结构识图基础，门式刚架构造与识图，多、高层钢框架构造与识图，重型钢结构厂房构造与识图，钢桁架构造与识图，空间网格结构构造与识图；共分为20个学习单元，每个单元按照建筑钢结构的制造和安装施工顺序安排内容，并与典型结构构件的有关规范、图集、图纸识图相融合，便于掌握实际操作技能。
本书配有免费的电子教学课件、思考题参考答案，详见前言。

苏英志 结构工程专业硕士，现从事建筑类专业课程的教学与研究工作已有十余年，先后完成《建筑钢结构施工》和《钢结构构造与识图》校级精品课程的建设工作，编写全国规划教材3本，荣获河北省教育厅多媒体课件大赛三等奖等。

模块1  建筑钢结构识图基础

单元1  建筑钢结构发展及特点 （2）
1.1  我国建筑钢结构材料与发展 （2）
1.2  我国建筑钢结构行业发展和相关建议 （4）
1.3  建筑钢结构的类型和技术特点 （6）
1.3.1  高层和重型钢结构 （6）
1.3.2  大跨度空间钢结构（包括膜结构） （6）
1.3.3  轻钢结构 （6）
1.3.4  钢混组合结构 （7）
1.3.5  钢结构住宅 （7）
1.4  本课程的主要内容和学习方法 （7）
知识梳理与总结 （8）
思考题1 （8）
实训1 （8）

单元2  建筑结构用钢材 （9）
2.1  建筑结构用钢材的分类 （9）
2.1.1  碳素结构钢 （9）
2.1.2  优质碳素结构钢 （10）
2.1.3  低合金高强度结构钢 （10）
2.1.4  Z向钢板 （10）
2.1.5  其他建筑用钢 （10）
2.1.6  H型钢和T型钢 （11）
2.2  建筑结构用钢材的性能 （12）
2.2.1  建筑结构用钢材的力学性能 （12）
2.2.2  建筑结构用钢材的工艺性能 （12）
2.3  建筑结构用钢材的选择 （13）
知识梳理与总结 （13）
思考题2 （14）
实训2 （14）

单元3  建筑钢结构制图标准及图纸表达 （14）
3.1  建筑钢结构制图标准 （14）
3.1.1  基本规定 （14）
3.1.2  尺寸标注 （15）
3.2  建筑钢结构图纸表达方法 （19）
3.2.1  构件表示 （19）
3.2.2  型钢表示 （20）
3.2.3  螺栓、孔表示 （20）
3.2.4  焊缝符号及标注方法 （21）
知识梳理与总结 （24）
思考题3 （24）
实训3 （24）

模块2  门式刚架构造与识图

单元4  门式刚架的构成、特点与选材 （26）
4.1  门式刚架的组成与荷载传递 （26）
4.1.1  门式刚架的结构体系组成 （26）
4.1.2  荷载传递 （27）
4.2  门式刚架的结构形式和确定原则 （27）
4.2.1  门式刚架的结构形式 （27）
4.2.2  门式刚架的常见类型和适用范围 （27）
4.2.3  门式刚架合理形式的确定 （29）
4.3  门式刚架的结构特点 （30）
4.4  门式刚架的建筑尺寸和结构布置 （31）
4.4.1  门式钢架的建筑尺寸 （31）
4.4.2  门式钢架的结构布置 （32）
4.5  门式刚架的钢材选用 （32）
4.5.1  结构类型及其重要性 （32）
4.5.2  荷载性质 （32）
4.5.3  工作温度 （33）
知识梳理与总结 （33）
思考题4 （33）
实训4 （33）

单元5  门式刚架基础构造与识图 （33）
5.1  门式刚架基础设计的特点 （34）
5.1.1  基础形式 （34）
5.1.2  柱脚受力 （34）
5.1.3  防止基础破坏措施 （34）
5.1.4  基础设计内容 （34）
5.1.5  基础与上部结构的连接 （35）
5.2  门式刚架基础构造设计 （35）
5.2.1  刚接和铰接柱脚设计 （35）
5.2.2  锚栓设计 （35）
5.2.3  门式刚架柱脚节点构造应满足的条件 （37）
5.3  典型柱基础详图 （37）
5.3.1  柱下独立基础 （38）
5.3.2  柱下条形基础 （38）
知识梳理与总结 （39）
思考题5 （39）
实训5 （39）

单元6  门式刚架主结构构造与识图 （39）
6.1  门式刚架柱 （39）
6.1.1  楔形柱 （40）
6.1.2  等截面柱或阶形柱 （40）
6.2  门式刚架横梁 （40）
6.3  门式刚架连接节点 （40）
6.3.1  节点连接的主要形式与连接方法 （40）
6.3.2  连接节点构造应注意的事项 （41）
6.4  门式刚架山墙 （42）
6.4.1  山墙构架构造 （43）
6.4.2  刚框架山墙构造 （43）
6.4.3  抗风柱设计 （44）
6.5  门式刚架伸缩缝 （45）
6.6  门式刚架托梁 （46）
6.7  门式刚架夹层 （47）
6.7.1  夹层的布置 （48）
6.7.2  夹层的设计 （48）
知识梳理与总结 （48）
思考题6 （49）
实训6 （49）

单元7  门式刚架次结构构造与识图 （49）
7.1  次结构系统的组成与冷弯薄壁型钢 （49）
7.1.1  次结构系统的组成 （49）
7.1.2  冷弯薄壁型钢的特点与应用 （50）
7.2  门式刚架屋面檩条 （51）
7.2.1  屋面檩条的布置和构造 （51）
7.2.2  侧向支撑的布置和构造 （52）
7.3  门式刚架墙面檩条 （54）
7.3.1  墙梁的布置和构造 （54）
7.3.2  侧向支撑的布置和构造 （55）
知识梳理与总结 （56）
思考题7 （56）
实训7 （56）

单元8  门式刚架支撑系统构造与识图 （57）
8.1  门式刚架支撑系统的作用及承受荷载 （57）
8.1.1  门式刚架支撑系统的主要作用 （57）
8.1.2  纵向风荷载 （58）
8.1.3  檩条系统的传力 （58）
8.2  门式刚架支撑的受力形式 （58）
8.3  门式刚架支撑平面的设置与布置原则 （59）
8.3.1  支撑平面的设置 （59）
8.3.2  支撑具体布置 （59）
8.4  门式刚架支撑分类与连接节点 （61）
8.4.1  张拉圆钢支撑、角钢支撑 （61）
8.4.2  系杆 （62）
8.4.3  隅撑 （63）
8.4.4  门架支撑 （63）
知识梳理与总结 （65）
思考题8 （65）
实训8 （65）

单元9  门式刚架围护结构构造与识图 （65）
9.1  门式刚架屋面系统 （66）
9.1.1  压型钢板 （67）
9.1.2  复合保温板 （71）
9.1.3  金属屋面板的连接与固定 （73）
9.1.4  屋面开洞的方式及防水处理 （76）
9.2  门式刚架墙面系统 （79）
9.2.1  砖和纸面石膏板 （79）
9.2.2  玻璃纤维增强水泥板 （80）
9.2.3  粉煤灰轻质墙板或砌块 （80）
9.2.4  压型钢板和EPS夹芯板 （80）
9.3  门式刚架围护结构的保温与隔热 （82）
9.3.1  保温隔热材料的种类 （82）
9.3.2  保温层的有关构造 （82）
9.4  门式刚架围护结构的采光与通风 （82）
9.4.1  采光 （82）
9.4.2  通风 （83）
9.5  门式刚架屋面排水 （88）
9.6  门式刚架压型钢板规格与连接详图 （89）
9.7  门式刚架门窗规格 （89）
知识梳理与总结 （90）
思考题9 （90）
实训9 （90）

单元10  门式刚架辅助结构构造与识图 （91）
10.1  雨篷 （91）
10.2  吊车梁 （92）
10.2.1  吊车梁的截面形式与系统组成 （92）
10.2.2  常用的吊车梁 （93）
10.2.3  焊接工字形吊车梁 （94）
10.3  牛腿 （95）
10.3.1  实腹柱上支承吊车梁的牛腿（门刚常用） （95）
10.3.2  格构柱上支承吊车梁的牛腿 （95）
10.4  钢平台 （96）
10.4.1  钢平台的组成与分类 （96）
10.4.2  平台梁 （96）
10.4.3  平台柱与柱间支撑 （97）
10.4.4  平台板 （97）
10.5  钢楼梯和栏杆 （98）
10.5.1  钢楼梯 （98）
10.5.2  栏杆 （100）
10.6  挑檐和女儿墙 （101）
10.6.1  挑檐 （101）
10.6.2  女儿墙 （102）
知识梳理与总结 （103）
思考题10 （103）
实训10 （104）

单元11  门式刚架连接件和密封材料 （104）
11.1  螺栓 （104）
11.2  锚栓 （105）
11.3  自攻螺丝 （106）
11.4  抽芯拉铆钉 （107）
11.5  密封材料 （107）
11.5.1  常用的密封胶（膏） （108）
11.5.2  防水盖片 （108）
11.5.3  泡沫堵头 （108）
知识梳理与总结 （109）
思考题11 （110）
实训11 （110）

模块3  多、高层钢结构构造与识图

单元12  钢结构房屋的分类及应用 （112）
12.1  钢结构房屋的分类及特点 （112）
12.2  多、高层民用钢结构房屋的应用和发展 （113）
12.2.1  多、高层民用钢结构房屋的发展 （113）
12.2.2  多、高层民用钢结构房屋的工程实例 （114）
12.2.3  发展多、高层民用钢结构房屋符合我国产业政策的要求 （116）
12.2.4  发展多、高层民用钢结构房屋需要解决的问题 （117）
知识梳理与总结 （119）
思考题12 （119）
实训12 （119）

单元13  多、高层钢结构的结构体系及布置 （119）
13.1  多、高层钢结构的结构体系 （120）
13.1.1  柱-支撑体系 （121）
13.1.2  纯框架体系 （121）
13.1.3  框架-支撑体系 （121）
13.1.4  框架-墙板体系 （121）
13.1.5  框架-剪力墙体系 （122）
13.1.6  框架-核心筒休系 （122）
13.1.7  筒中筒体系 （122）
13.1.8  筒束体系 （122）
13.2  多、高层钢结构的结构布置 （122）
13.2.1  平面布置 （122）
13.2.2  立面布置 （123）
13.2.3  抗侧力体系布置 （123）
13.2.4  楼盖布置 （1

我国进入新世纪后，建筑钢结构行业的发展非常迅速，钢结构建筑应用范围进一步扩大，市场发展十分迅猛，但满足钢结构设计、制造、安装的一线技术人员却严重短缺，人才供需失衡的现状对钢结构行业持续健康发展所产生的制约效应越来越明显。为缓解人才供需失衡现状，提高建筑类专业学生和钢结构行业一线技术人员的专业水平，我们通过对钢结构职业岗位充分的调研，提炼出核心专业能力，将能力要求注入到本课程内容的教学与组织过程中。
1．编写原则
本书是以建筑钢结构行业职业能力要求为出发点，突出教学内容的实用性与针对性，以培养学生的实际应用能力为目标进行编写的。本书在编写过程中，处处体现“标准融入、项目贯通”的编写原则。
（1）“标准融入”就是将钢结构工程建设中的各项标准充分融入到课程教学的实施过程中，来体现职业能力与岗位技能相适应、学习项目与结构形式相一致、教学组织过程与工作过程相协调的建设思路，从而实现学生的能力递进与层次逐步提升的目标。
（2）“项目贯通”就是以钢结构工程中常见的5个典型结构——门式刚架结构，多、高层钢框架结构，重型钢结构，钢桁架结构和空间网格结构作为学习对象，以代表性的实际工程项目为载体，将学习内容贯穿于“识图初步—理解构造—识图提高—应用实际”的核心能力培养之中。
2．编写特色
在开展国家示范专业建设课程改革成果的基础上，本课程教学团队通过对建筑钢结构行业人才结构及技能需求的调研，归纳出行业岗位构成及相应的职业能力要求；然后，根据能力要求结合高职教育的特点，选取具有普适性的典型实际工程为教学载体，合理地进行教学内容编排。本书的编写主要有以下特色。
（1）与建筑钢结构岗位构成一一对应，采用模块式内容编排。建筑钢结构行业目前主要的职业岗位有设计员、详图员、施工员等，各学习模块划分与职业岗位一一对应。

序号 主要职业岗位 学 习 模 块 备 注
1 各岗位 模块1 建筑钢结构识图基础 各模块之间相互联系、不可分割，学习时，可结合自身情况，对某些模块重点学习
2 设计员、详图员、施工员 模块2 门式刚架构造与识图
3 设计员、详图员、施工员 模块3 多、高层钢结构构造与识图
4 设计员、详图员、施工员 模块4 重型钢结构厂房构造与识图
5 设计员、详图员、施工员 模块5 钢桁架构造与识图
6 设计员、详图员、施工员 模块6 空间网格结构构造与识图

（2）结合职业岗位特点，以真实项目为载体，以工作过程为导向，进行单元教学。各模块中学习单元的编排考虑到建筑钢结构的制造和安装施工顺序特点，以实际典型工程项目为载体，按照先后工序排序，学习载体为典型的结构构件——与有关规范、图集、图纸识图顺序一致，便于培养实际操作技能。
（3）紧密结合与建筑钢结构行业有关的国家、行业部门制定的现行规范、标准、图集等文件，力争反映当前建筑钢结构的特点，并具有一定的前瞻性。

序号 规范、标准、图集名称 规范、标准、图集号
1 《钢结构设计规范》 GB 50017—2003
2 《钢结构工程施工质量验收规范》 GB 50205—2001
3 《钢结构焊接规范》 GB 50661—2011
4 《钢结构施工规范》 GB 50755—2012
5 《厚度方向性能钢板》 GB/T 5313—2010
6 《建筑结构荷载规范》 GB 50009—2012
7 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 GB 50018—2002
8 《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》 CECS 102：2002（2012年版）
9 《锅炉钢结构设计规范》 GB/T 22395—2008
10 《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》 GB/T 3632—2008
11 《碳素结构钢》 GB/T 700—2006
12 《建筑结构用钢板》 GB/T 19879—2005
13 《高强度结构用调质钢板》 GB/T 16270—2009
14 《低合金高强度结构钢》 GB/T 1591—2008
15 《焊接H型钢》 YB 3301—2005
16 《热轧H型钢和剖分T型钢》 GB/T 11263—2010
17 《门式刚架轻型房屋钢结构》 02SG518—1
18 《钢结构设计制图深度和表示方法》 03G102
19 《实腹式钢吊车梁》 03SG520—1
20 《实腹式钢吊车梁》 03SG520—2
21 《多、高层民用建筑钢结构节点构造详图》 01（04）SG519—1
22 《钢梯》 02（03）J401
23 《压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造》 01J925—1

3．主要内容及参考学时
本书设有6个模块，共分为20个学习单元，涵盖从识图基础到各典型钢结构（由易到难）构造与识图的全部环节，有助于读者系统了解钢结构整个施工图识图过程。课时安排建议为64～96学时，各院校可根据实际教学情况进行内容和课时调整。各单元学时建议安排如下。
序号 学 习 模 块 学 习 单 元 参考学时
1 建筑钢结构识图基础 单元1 建筑钢结构发展及特点 2 8
2 单元2 建筑结构用钢材 2
3 单元3 建筑钢结构制图标准及图纸表达方法 4
4 门式刚架构造与识图 单元4 门式刚架概述 2 36
5 单元5 门式刚架基础构造与识图 4
6 单元6 门式刚架主结构构造与识图 8
7 单元7 门式刚架次结构构造与识图 4
8 单元8 门式刚架支撑系统构造与识图 4
9 单元9 门式刚架围护结构构造与识图 6
10 单元10 门式刚架辅助结构构造与识图 6
11 单元11* 门式刚架连接件和密封材料 2
12 多、高层钢结构构造与
识图 单元12 钢结构房屋的分类、特点、应用及发展 2 32
13 单元13 多、高层钢结构的结构体系及布置 2
14 单元14 多、高层钢结构组成及连接节点构造与识图 28
15 重型钢结构厂房构造与
识图 单元15 单层重钢厂房构造与识图 4 6
16 单元16* 锅炉钢结构构造与识图 2
续表
序号 学 习 模 块 学 习 单 元 参考学时
17 钢桁架构造与识图 单元17* 普通钢桁架屋架构造与识图 4 8
18 单元18 管桁架构造与识图 4
19 空间网格结构构造与
识图 单元19 网架结构构造与识图 4 6
20 单元20* 网壳结构构造与识图 2
注：星号标出的单元为建议选学内容 合计 96

4．读者对象
本书内容通俗易懂，便于教学，为高等职业本专科院校建筑类专业的教材，也可作为开放大学、成人教育、自学考试、中职学校、培训班的教材，以及工程技术人员的参考工具书。
5．编写分工
本书由邢台职业技术学院苏英志、张广峻任主编并统稿，张鹏、杨文军任副主编，王丽、钟静、苑敏、汤梦玲及邢台学院闫峰参加编写。在本书编写过程中得到了有关企业工程技术人员的大力支持，在此一并表示衷心的感谢！
由于编者水平和时间有限，书中难免有不当和疏漏之处，敬请读者给予批评指正。
为了方便教师教学，本书还配有免费的电子教学课件与思考题参考答案，请有此需要的教师登录华信教育资源网免费注册后进行下载。