
鋼結(jié)構(gòu)
以鋼材制作為主的結(jié)構(gòu),是主要的建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型之一。鋼材的特點(diǎn)是強(qiáng)度高、自重輕、剛度大,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜;材料勻質(zhì)性和各向同性好,屬理想彈性體,最符合一般工程力學(xué)的基本假定;材料塑性、韌性好,可有較大變形,能很好地承受動(dòng)力荷載;建筑工期短;其工業(yè)化程度高,可進(jìn)行機(jī)械化程度高的專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn);加工精度高、效率高、密閉性好,故可用于建造氣罐、油罐和變壓器等。其缺點(diǎn)是耐火性和耐腐性較差。主要用于重型車(chē)間的承重骨架、受動(dòng)力荷載作用的廠房結(jié)構(gòu)、板殼結(jié)構(gòu)、高聳電視塔和桅桿結(jié)構(gòu)、橋梁和庫(kù)等大跨結(jié)構(gòu)、高層和超高層建筑等。鋼結(jié)構(gòu)今后應(yīng)研究高強(qiáng)度鋼材,大大提高其屈服點(diǎn)強(qiáng)度;此外要軋制新品種的型鋼,例如H型鋼(又稱(chēng)寬翼緣型鋼)和T形鋼以及壓型鋼板等以適應(yīng)大跨度結(jié)構(gòu)和超高層建筑的需要。 鋼結(jié)構(gòu)又分輕鋼和重鋼。判定沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),很多有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師或項(xiàng)目經(jīng)理也常常不能完全說(shuō)明白,可以以一些數(shù)據(jù)綜合考慮并加以判斷:
鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)常用規(guī)范如下:
《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50017-2003)
《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》(GB50018-2002)
《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》(GB50205-2001)
《建筑鋼結(jié)構(gòu)焊接技術(shù)規(guī)程》(JGJ81-2002、J218-2002)
《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ99-98)
均為一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師考試必考規(guī)范。
一、重鋼結(jié)構(gòu)
1、廠房行車(chē)起吊重量:≥25噸。
2、每平米用鋼量:≥
二、輕鋼結(jié)構(gòu)
主要構(gòu)件鋼板厚度:≥
《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GBJ17-88已經(jīng)于
三、設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)
定義
設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)是指大型設(shè)備中的鋼結(jié)構(gòu)部分,根據(jù)青冶工程(QYETC)技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn),以下結(jié)構(gòu)應(yīng)可劃入設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)范疇:架橋機(jī)的塔架鋼結(jié)構(gòu)、起重機(jī)的起重大梁、起重機(jī)車(chē)身、大型設(shè)備支架等,屬于對(duì)精密性、材質(zhì)、連接等要求較高的精密鋼結(jié)構(gòu)之一。對(duì)于成套設(shè)備來(lái)說(shuō),是最主要的受力部分,在功能上起到結(jié)構(gòu)性作用。
制作
設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)的加工制作與精密鋼結(jié)構(gòu)類(lèi)似,介于普通結(jié)構(gòu)件(對(duì)加工要求不高)與精密機(jī)械加工(要求加工較精細(xì))之間,采用焊接或者栓接的連接方式。
要求
設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)通常會(huì)在以下方面提出特殊要求或者更高要求:
結(jié)構(gòu)件:材質(zhì)、表面粗糙度、公差、表面處理、直線度(或弧度)
連接:孔位偏差、螺栓等級(jí);焊接方法、焊接標(biāo)準(zhǔn)、焊材;氣密性,要求進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)、液體滲透檢測(cè)等
整體結(jié)構(gòu):垂直度、水平度等
包裝:包裝材料、包裝方法
倉(cāng)儲(chǔ):環(huán)境溫度、環(huán)境濕度
運(yùn)輸:裝卸、車(chē)內(nèi)擺放、集裝箱內(nèi)擺放,等等。
鋼構(gòu)
是指用鋼板和熱扎、冷彎或焊接型材通過(guò)連接件連接而成的能承受和傳遞荷載的結(jié)構(gòu)形式。鋼結(jié)構(gòu)體系具有自重輕、工廠化制造、安裝快捷、施工周期短、抗震性能好、投資回收快、環(huán)境污染少等綜合優(yōu)勢(shì),與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比,更具有在“高、大、輕”三個(gè)方面發(fā)展的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),在全球范圍內(nèi),特別是發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū),鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程領(lǐng)域中得到合理、廣泛的應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)通常分為輕型鋼結(jié)構(gòu)、高層鋼結(jié)構(gòu)、住宅鋼結(jié)構(gòu)、空間鋼結(jié)構(gòu)和橋梁鋼結(jié)構(gòu)5大子類(lèi) 。
鋼結(jié)構(gòu)在各項(xiàng)工程建設(shè)中的應(yīng)用極為廣泛,如鋼橋、鋼廠房、鋼閘門(mén)、各種大型管道容器、高層建筑和塔軌機(jī)構(gòu)等。
鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
1、 鋼結(jié)構(gòu)自重較輕
2、 鋼結(jié)構(gòu)工作的可靠性較高
3、 鋼材的抗振(震)性、抗沖擊性好
4、 鋼結(jié)構(gòu)制造的工業(yè)化程度較高
5、 鋼結(jié)構(gòu)可以準(zhǔn)確快速地裝配
6、 鋼結(jié)構(gòu)室內(nèi)空間大
7、 容易做成密封結(jié)構(gòu)
8、 鋼結(jié)構(gòu)易腐蝕
9、 鋼結(jié)構(gòu)耐火性差
10、鋼結(jié)構(gòu)可回收利用
11、鋼結(jié)構(gòu)工期較短
常用鋼結(jié)構(gòu)用鋼的牌號(hào)及性能
1、炭素結(jié)構(gòu)鋼:Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等
2、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼
3、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼及合金結(jié)構(gòu)鋼
4、專(zhuān)門(mén)用途鋼
輕鋼和重鋼的質(zhì)的區(qū)別
判定結(jié)構(gòu)為重鋼與輕鋼結(jié)構(gòu)確實(shí)沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),很多有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師或項(xiàng)目經(jīng)理也常常不能完全說(shuō)明白,但我們可以以一些數(shù)據(jù)綜合考慮并加以判斷:
1、廠房行車(chē)起吊重量:大于等于25噸,可以認(rèn)為為重鋼結(jié)構(gòu)了。
2、每平米用鋼量:大于等于
3、主要構(gòu)件鋼板厚度:大于等于
另外,還有一些參考值:如每平米造價(jià),最大構(gòu)件重量,最大跨度,結(jié)構(gòu)形式,檐高等,以上這些在判斷廠房是否為重鋼或輕鋼時(shí)可以提供經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù),當(dāng)然現(xiàn)在很多建筑都是輕、重鋼都有。但有一些我們可以較肯定的說(shuō)是重鋼:如:石化廠房設(shè)施、電廠廠房、大跨度的體育場(chǎng)館、展覽中心,高層或超高層鋼結(jié)構(gòu)。
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實(shí)際上國(guó)家規(guī)范和技術(shù)文件都并沒(méi)有重鋼一說(shuō),為區(qū)別輕型房屋鋼結(jié)構(gòu),也許稱(chēng)一般鋼結(jié)構(gòu)為“普鋼”更合適。因?yàn)槠胀ㄤ摻Y(jié)構(gòu)的范圍很廣,可以包含各種鋼結(jié)構(gòu),不管荷載大小,甚至包括輕型鋼結(jié)構(gòu)的許多內(nèi)容,輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程只是針對(duì)其“輕”的特點(diǎn)而規(guī)定了一些更具體的內(nèi)容,而且范圍只局限在單層門(mén)式剛架。
輕鋼也是一個(gè)比較含糊的名詞,一般可以有兩種理解。一種是現(xiàn)行《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GBJ 17-88)中第十一章“圓鋼、小角鋼的輕型鋼結(jié)構(gòu)”,是指用圓鋼和小于L45*4和L56*36*4的角鋼制作的輕型鋼結(jié)構(gòu),主要在鋼材缺乏年代時(shí)用于不宜用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)制造的小型結(jié)構(gòu),現(xiàn)已基本上不大采用,所以這次鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范修訂中已基本上傾向去掉。另一種是《門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》所規(guī)定的具有輕型屋蓋和輕型外墻(也可以有條件地采用砌體外墻)的單層實(shí)腹門(mén)式剛架結(jié)構(gòu),這里的輕型主要是指圍護(hù)是用輕質(zhì)材料。既然前一種已經(jīng)快取消,所以現(xiàn)在的輕鋼含義主要是指后一種。
由此可見(jiàn),輕鋼與重鋼之分不在結(jié)構(gòu)本身的輕重,而在所承受的圍護(hù)材料的輕重,而在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)概念上還是一致的 .
鋼結(jié)構(gòu)安裝
鋼構(gòu)件的預(yù)制
按著安裝順序和工藝要求在鋼平臺(tái)上進(jìn)行鋼構(gòu)件的預(yù)制和組裝,要保證焊接制作質(zhì)量。
型鋼的拼接翼緣板拼接接縫和腹板拼接接縫的間距應(yīng)大于200㎜。翼緣板拼接長(zhǎng)度不應(yīng)小于2倍板寬;腹板拼接寬度不應(yīng)小于300㎜,長(zhǎng)度不應(yīng)小于600㎜。
為了焊接方便,保證焊接質(zhì)量,盡量將立柱、橫梁上的加強(qiáng)筋板、連接板、墊板、挑梁(梁)等在地面鋼平臺(tái)上按施工圖尺寸進(jìn)行組對(duì)焊接。
在鋼平臺(tái)上預(yù)制的鋼構(gòu)件除按施工圖和規(guī)范要求制作組裝外,還應(yīng)考慮現(xiàn)場(chǎng)安裝的工藝性和安裝尺寸的變化。
鋼結(jié)構(gòu)主體結(jié)構(gòu)的整體垂直度和整體平面彎曲的允許偏差應(yīng)符合下表的規(guī)定。
柱子安裝的允許偏差應(yīng)符合下表的規(guī)定。
整體垂直度和整體平面彎曲的允許偏差(mm)
項(xiàng) 目 允 許 偏 差 圖 例
主體結(jié)構(gòu)的整體
垂直度
鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展前景
鋼結(jié)構(gòu)是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
以前我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展緩慢主要是因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)造價(jià)高(畢竟我們是發(fā)展中國(guó)家)以及鋼材產(chǎn)量有限。
今非昔比,鋼結(jié)構(gòu)施工速度快,施工污染小,重量輕,這些優(yōu)勢(shì)讓它成為未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。在今天,已經(jīng)有很多建筑開(kāi)始采用鋼結(jié)構(gòu)了。
鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)
抗震性:低層別墅的屋面大都為坡屋面,因此屋面結(jié)構(gòu)基本上采用的是由冷彎型鋼構(gòu)件做成的三角型屋架體系,輕鋼構(gòu)件在封完結(jié)構(gòu)性板材及石膏板之后,形成了非常堅(jiān)固的"板肋結(jié)構(gòu)體系",這種結(jié)構(gòu)體系有著更強(qiáng)的抗震及抵抗水平荷載的能力,適用于抗震烈度為8度以上的地區(qū)。
抗風(fēng)性:型鋼結(jié)構(gòu)建筑重量輕、強(qiáng)度高、整體剛性好、變形能力強(qiáng)。建筑物自重僅是磚混結(jié)構(gòu)的五分之一,可抵抗每秒
耐久性:輕鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)全部采用冷彎薄壁鋼構(gòu)件體系組成,鋼骨采用超級(jí)防腐高強(qiáng)冷軋鍍鋅板制造,有效避免鋼板在施工和使用過(guò)程中的銹蝕的影響,增加了輕鋼構(gòu)件的使用壽命。結(jié)構(gòu)壽命可達(dá)100年。
保溫性:采用的保溫隔熱材料以玻纖棉為主,具有良好的保溫隔熱效果。用以外墻的保溫板,有效的避免墻體的“冷橋”現(xiàn)象,達(dá)到了更好的保溫效果。
隔音性:隔音效果是評(píng)估住宅的一個(gè)重要指標(biāo),輕鋼體系安裝的窗均采用中空玻璃,隔音效果好,隔音達(dá)40分貝以上;由輕鋼龍骨、保溫材料石膏板組成的墻體,其隔音效果可高達(dá)60分貝。
健康性:干作業(yè)施工,減少?gòu)U棄物對(duì)環(huán)境造成的污染,房屋鋼結(jié)構(gòu)材料可100%回收,其他配套材料也可大部分回收,符合當(dāng)前環(huán)保意識(shí);所有材料為綠色建材,滿(mǎn)足生態(tài)環(huán)境要求,有利于健康。 ?
舒適性:輕鋼墻體采用高效節(jié)能體系,具有呼吸功能,可調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣干濕度;屋頂具有通風(fēng)功能,可以使屋內(nèi)部上空形成流動(dòng)的空氣間,保證屋頂內(nèi)部的通風(fēng)及散熱需求。
快捷:全部干作業(yè)施工,不受環(huán)境季節(jié)影響。一棟
環(huán)保:材料可100%回收,真正做到綠色無(wú)污染。
節(jié)能:全部采用高效節(jié)能墻體,保溫、隔熱、隔音效果好,可達(dá)到50%的節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)。
鋼結(jié)構(gòu)損壞的原因及加固技術(shù)措施
鋼結(jié)構(gòu)也是有損壞的時(shí)候,我們要即時(shí)發(fā)現(xiàn)即時(shí)解決問(wèn)題,鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)介紹鋼結(jié)構(gòu)損壞的主要因素有:1)由荷載變化,超期服役,規(guī)范和規(guī)程改變導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載力不足;2)構(gòu)件由于各種意外產(chǎn)生變形、扭曲、傷殘、凹陷等,致使構(gòu)件截面削弱,桿件翹曲,連接開(kāi)裂等;3)溫差作用下引起構(gòu)件或連接變形、開(kāi)裂和翹曲;4)由于化學(xué)物質(zhì)的侵蝕而產(chǎn)生腐蝕以及電化學(xué)腐蝕致使鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面削弱;5)其它包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工中的失誤及服役期中的違規(guī)使用和操作等。
鋼結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)措施主要有三種:1) 截面補(bǔ)強(qiáng)法:在局部或沿構(gòu)件全長(zhǎng)以鋼材補(bǔ)強(qiáng),連成整體使之共同受力;2) 改變計(jì)算簡(jiǎn)圖:增設(shè)附加支承,調(diào)整荷載分布情況,降低內(nèi)力水平,對(duì)超靜定結(jié)構(gòu)支座進(jìn)行強(qiáng)迫位移,降低應(yīng)力峰值;3) 預(yù)應(yīng)力拉索法:利用高強(qiáng)拉索加固結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)或提高結(jié)構(gòu)整體承載力、剛度和穩(wěn)度。
鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)
鋼結(jié)構(gòu)與其它建設(shè)相比,在使用中、設(shè)計(jì)、施工及綜合經(jīng)濟(jì)方面都具有優(yōu)勢(shì),造價(jià)低,可隨時(shí)移動(dòng)。
一、鋼結(jié)構(gòu)住宅比傳統(tǒng)建筑能更好的滿(mǎn)足建筑上大開(kāi)間靈活分隔的要求,并可通過(guò)減少柱的截面面積和使用輕質(zhì)墻板,提高面積使用率,戶(hù)內(nèi)有效使用面積提高約6%。
二、節(jié)能效果好,墻體采用輕型節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化的C型鋼、方鋼、夾芯板,保溫性能好,抗震度好。節(jié)能50%,
三、將鋼結(jié)構(gòu)體系用于住宅建筑可充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的延性好、塑性變形能力強(qiáng),具有優(yōu)良的抗震抗風(fēng)性能,大大提高了住宅的安全可靠性。尤其在遭遇地震、臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的情況下,鋼結(jié)構(gòu)能夠避免建筑物的倒塌性破壞。
四、建筑總重輕,鋼結(jié)構(gòu)住宅體系自重輕,約為混凝土結(jié)構(gòu)的一半,可以大大減少基礎(chǔ)造價(jià)。
五、施工速度快,工期比傳統(tǒng)住宅體系至少縮短三分之一,一棟1000平米只需20天、五個(gè)工人方可完工。
六、環(huán)保效果好。鋼結(jié)構(gòu)住宅施工時(shí)大大減少了砂、石、灰的用量,所用的材料主要是綠色,100%回收或降解的材料,在建筑物拆除時(shí),大部分材料可以再用或降解,不會(huì)造成垃圾。
七、以靈活、豐實(shí)。大開(kāi)間設(shè)計(jì),戶(hù)內(nèi)空間可多方案分割,可滿(mǎn)足用戶(hù)的不同需求。
八、符合住宅產(chǎn)業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的要求。鋼結(jié)構(gòu)適宜工廠大批量生產(chǎn),工業(yè)化程度高,并且能將節(jié)能、防水、隔熱、門(mén)窗等先進(jìn)成品集合于一體,成套應(yīng)用,將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工一體化,提高建設(shè)產(chǎn)業(yè)的水平。
鋼結(jié)構(gòu)與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比,其勻質(zhì)、高強(qiáng)、施工速度快、抗震性好和回收率高等優(yōu)越性,鋼比磚石和砼的強(qiáng)度和彈性模量要高出很多倍,因此在荷載相同的條件下,鋼構(gòu)件的質(zhì)量輕。從被破壞方面看,鋼結(jié)構(gòu)是在事先有較大變形預(yù)兆,屬于延性破壞結(jié)構(gòu),能夠預(yù)先發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn),從而避免。
鋼結(jié)構(gòu)廠房框架
鋼結(jié)構(gòu)廠房具有總體輕、節(jié)省基礎(chǔ)、用料少、造價(jià)低、施工周期短,跨度大,安全可靠,造型美觀,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)。鋼結(jié)構(gòu)廠房廣泛應(yīng)用于大跨度工業(yè)廠房、倉(cāng)庫(kù)、冷庫(kù)、高層建筑、辦公大樓,多層停車(chē)車(chē)場(chǎng)及民宅等建筑行業(yè)。





