鋼結(jié)構(gòu)施工是通過微觀單元的組裝而形成宏觀結(jié)構(gòu)的過程，微觀的單元與宏觀的結(jié)構(gòu)的關(guān)系十分關(guān)鍵，是鋼結(jié)構(gòu)施工的基礎(chǔ)。與預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)不同，鋼結(jié)構(gòu)的微觀單元、模塊的差異度較大，其構(gòu)成要與施工工藝、技術(shù)能力以及結(jié)構(gòu)的宏觀需要等方面的因素相適應(yīng)。施工者需要根據(jù)設(shè)計圖紙，對于整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解設(shè)計，使其成為可以在工廠中生產(chǎn)的微觀單元。

鋼結(jié)構(gòu)基本單元或模塊的確定，應(yīng)根據(jù)構(gòu)件加工供應(yīng)商的生產(chǎn)能力，施工單位的吊裝、安裝能力，連接施工的方便性，連接點的力學(xué)穩(wěn)定性和單元與模塊的標(biāo)準(zhǔn)化程度等多方面因素加以確定。

鋼結(jié)構(gòu)的單元或模塊在工廠中加工制作完成后，運輸至現(xiàn)場進(jìn)行拼接與安裝。鋼結(jié)構(gòu)拼接過程中的連接方法有焊接、普通螺栓連接、高強(qiáng)度螺栓連接和鉚接等。

一、鋼結(jié)構(gòu)焊接

建筑工程中鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法，按焊接的自動化程度一般分為手工焊接、半自動焊接和自動化焊接三種，現(xiàn)場一般是手工焊接。與混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋焊接相比，鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場焊接一般僅采用電弧焊的方式，其他方式的焊接（如等離子焊）僅在工廠中進(jìn)行。從事現(xiàn)場焊接工作的焊工必須持證上崗，并在完成的焊縫處留有鋼印備查。施工完畢后，需要對焊縫進(jìn)行超聲探傷，當(dāng)超聲探傷不能說明問題時，則需要采用射線探傷以確定焊縫內(nèi)部狀態(tài)，對于不滿足施工驗收要求的焊縫，必須重焊或補(bǔ)焊，以滿足質(zhì)量要求。

二、焊接應(yīng)力與焊接變形

（1）焊接應(yīng)力與變形的原因與影響

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件或節(jié)點在焊接過程中，局部區(qū)域受到很強(qiáng)的高溫作用，產(chǎn)生異常變形，但熔化的液態(tài)或半液態(tài)鋼水卻可以適應(yīng)這種變形；在焊接后冷卻時，適應(yīng)變形的鋼水硬化后不能自由收縮，與周邊鋼材形成強(qiáng)烈的內(nèi)部作用，稱為焊接應(yīng)力。

焊接應(yīng)力有多種形式，具體分為縱向、橫向和Z向（厚向）應(yīng)力?？v向應(yīng)力，沿著焊縫長度方向的應(yīng)力；橫向應(yīng)力，垂直于焊縫長度方向且平行于構(gòu)件表面的應(yīng)力；厚度方向應(yīng)力，垂直于焊縫長度方向且垂直于構(gòu)件表面的應(yīng)力。而由于焊接應(yīng)力使焊縫處于三向應(yīng)力狀態(tài)，在鋼結(jié)構(gòu)實際受力過程中，阻礙了塑性變形，裂紋易發(fā)生和發(fā)展；對于承受動荷載的構(gòu)件，焊接應(yīng)力會降低疲勞強(qiáng)度。

在此不均勻的加熱和冷卻過程中，也會產(chǎn)生異常的變形，稱為焊接變形，表現(xiàn)在構(gòu)件局部的鼓起、歪曲、彎曲或扭曲等，對于受壓桿件，或結(jié)構(gòu)中受壓區(qū)域，焊接變形使得構(gòu)件曲率增加，降低了壓桿的穩(wěn)定性。

（2）減少焊接應(yīng)力與變形的方法

焊接變形預(yù)應(yīng)力問題不僅對于焊接工藝影響很大，也影響著最終焊接結(jié)構(gòu)的幾何形狀和焊縫的承載能力，應(yīng)盡可能避免。減小焊縫長度與鋼板厚度可以減少焊接時產(chǎn)生的熱量；焊接后采用回火處理，可以減小焊接應(yīng)力；而對稱性的焊接則可以通過焊接應(yīng)力之間形成的相互作用抵消宏觀焊接變形。具體來講，減少焊接應(yīng)力和焊接變形應(yīng)從以下幾方面著手：

1）采用適當(dāng)?shù)暮附映绦?，長焊縫采用分段焊接，厚大鋼板焊縫采用分層焊接；

2）盡可能采用對稱焊縫，使構(gòu)件產(chǎn)生的焊接變形呈相反方向，從而相互抵消；

3）施焊前使結(jié)構(gòu)有一個和焊接變形相反的預(yù)變形，在焊接過程中，隨著焊接變形的發(fā)生而逐步抵消；

4）對于小構(gòu)件焊前預(yù)熱、焊后回火，然后慢慢冷卻，以消除焊接應(yīng)力。

5）合理的焊縫設(shè)計，包括：避免焊縫集中、三向交叉焊縫；焊縫尺寸不宜太大；焊縫盡可能對稱布置，連接過渡平滑，避免應(yīng)力集中現(xiàn)象；避免仰焊等。

三、鋼結(jié)構(gòu)的螺栓連接

螺栓連接屬于冷加工過程，在施工中沒有熱效應(yīng)，不會產(chǎn)生異常應(yīng)力與變形，連接質(zhì)量穩(wěn)定可靠，也是目前鋼結(jié)構(gòu)主要采用的連接模式之一。

但采用螺栓連接也應(yīng)注意，由于螺栓必須通過螺栓孔才能固定，而螺栓孔則必然會減小鋼構(gòu)件的承載截面，因此對于小截面構(gòu)件來講，螺栓連接的使用會受到限制。另外，螺栓孔需要在鋼構(gòu)件的加工廠中通過專用的鉆床進(jìn)行加工，而工程中的環(huán)境，尤其是溫度與現(xiàn)場差異較大，當(dāng)鋼構(gòu)件運輸至現(xiàn)場過后，會由于熱脹冷縮產(chǎn)生螺栓孔錯位的現(xiàn)象，導(dǎo)致安裝困難。一般來說，鋼結(jié)構(gòu)施工過程中都會限制螺栓孔的現(xiàn)場處理，如擴(kuò)孔、增加新的螺栓孔等，因為這都會造成截面的進(jìn)一步折減，如果使用方法不當(dāng)，如氣割等熱加工形式，還會對于螺栓孔周邊的材質(zhì)形成損害。此時應(yīng)及時與設(shè)計方進(jìn)行協(xié)商，根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行處理。

鋼結(jié)構(gòu)中使用的連接螺栓一般分為普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓兩種。普通螺栓以螺栓自身受剪為主；高強(qiáng)螺栓則分為多種形式，以摩擦型的為主——通過螺栓拉力而形成的鋼板之間的摩擦力進(jìn)行傳力。