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钢结构建筑五大基础知识!

2020-11-05 15:36

钢结构建筑五大基础知识!

1.钢结构建筑材料选择原则

钢结构建筑材料选择的原则是确保承重结构的承载能力,并在一定条件下防止脆性破坏。根据结构的重要性、载荷特性、结构形式、应力状态、连接方式、钢的厚度和工作环境等情况。

 

2.钢结构的主要技术内容

(1)高层钢结构技术。根据建筑物的高度和设计要求,分别采用框架,框架支撑,管形和巨型框架结构,其组成可以为钢,刚性钢筋混凝土或钢管混凝土。钢制零件轻便易延展,可以焊接或轧制,适用于超高层建筑;刚性钢筋混凝土构件具有较高的刚性和良好的耐火性,适用于中高层建筑或底层结构。钢管混凝土施工简单,仅用于圆柱结构。

(2)航天钢结构技术。空间钢结构重量轻、刚度高、外形美观和施工速度快。球形接头平面格栅框架,多层变截面格栅框架和以钢管为构件的网壳是我国空间钢结构数量最多的结构类型。具有空间刚性大、钢耗低的优点。它可以在设计,施工和检查程序中提供完整的CAD。除了栅格结构外,空间结构还包括大跨度悬索结构,电缆膜结构等。

(3)轻钢结构技术。伴随着一种新的结构形式,该结构形式是由轻质彩色钢板制成的,由墙壁和屋顶围护结构制成。轻钢结构系统,由5mm以上的钢板焊接或轧制的大截面薄壁H型钢壁梁和屋顶pur条,由柔性支撑系统和高强度螺栓连接制成的圆形钢组成,柱距可达到6m 到9m,跨度可以达到30m或更高,高度可以达到十多米,并且可以配备轻型起重机。钢材消耗量为20-30kg / m2。现有规范的设计程序和专业的生产企业,产品质量好、安装速度快、重量轻、投资少和施工不受季节限制,适用于各种轻工业厂房。

(4)混凝土复合结构技术。由型钢或钢管理和混凝土构件组成的梁柱承载结构是钢-混凝土复合结构,其应用范围近年来不断扩大。该组合结构具有钢和混凝土的优点,具有高的整体强度,良好的刚性和良好的抗震性能。当使用外部混凝土结构时,它具有良好的耐火性和耐腐蚀性。组合结构构件通常可以减少15-20%的钢材用量。地板和混凝土填充钢管组合件还具有模板少或不模板,施工方便快捷的优点,具有很大的推广潜力。适用于荷载较大的多层或高层建筑的框架梁,柱和地板,以及工业建筑的柱和地板。

(5)高强度螺栓连接及焊接技术。高强度螺栓通过摩擦传递应力,并由螺栓,螺母和垫圈组成。高强度螺栓连接具有结构简单,拆卸灵活,承载能力强,抗疲劳性好,自锁性能好,安全性高的优点。在工程上已取代铆接和局部焊接,已成为钢结构生产和安装的主要连接方式。

(6)钢结构防护技术。钢结构保护包括防火,防腐和防锈。通常,在对耐火涂料进行处理后不需要进行防锈处理,但是在具有腐蚀性气体的建筑物中仍需要进行防腐蚀处理。

 

3.钢结构的目标和措施

钢结构项目涉及范围广泛,技术上也很困难。推广和应用必须遵循国家和行业标准。地方建设行政部门要注意钢结构工程专业化阶段的建设,组织质量检验队伍的培训,及时总结工作实践和新技术应用。

 

4.钢结构连接方法

钢结构的连接方法有三种:焊接连接、螺栓连接和铆钉连接。

(1)焊接连接

焊缝连接是通过电弧产生的热量使焊条和焊件部分熔化,并且通过冷却将焊缝冷凝成焊缝,从而将焊件连接成一个整体。

A.优点:不削弱零件截面,节省钢材,结构简单,制造方便,连接刚度大,密封性能好,在一定条件下易于使用自动化操作,生产效率高。

B.缺点:焊缝附近的钢由于焊接温度高而形成的热影响区可能在某些部位变脆; 钢在焊接过程中受到高温和冷却的不均匀分布,导致结构产生焊接残余应力和残余变形,这对结构有害。承载能力,刚度和性能有一定影响;由于焊接结构的高刚度,一旦出现局部裂纹,就很容易膨胀到整体,特别是在低温下,容易发生脆性断裂。焊接连接的可塑性和韧性差,并且在焊接时可能会出现缺陷,从而降低疲劳强度。

(2)螺栓连接

螺栓连接是通过螺栓将连接件连接成一个整体的连接。螺栓连接有两种类型:普通螺栓连接和高强度螺栓连接。

A.优点:施工工艺简单,安装方便,特别适合现场安装和连接,又易于拆卸,适用于需要拆卸和临时连接的结构。

B.缺点:组装时有必要在板上打孔并对准孔,增加了制造工作量,要求很高的制造精度;螺栓孔还会削弱部件的截面,并且连接的零件经常需要相互重叠或添加辅助连接板(或角钢),因此结构更加复杂且昂贵。

(3)铆钉连接

铆钉连接是一种一端带有半圆形预制钉头的铆钉,钉杆被烧成红色并快速插入连接器的钉孔中,然后另一端也用铆钉枪铆接到钉头中,使连接牢固。

A.优点:可靠的铆接力传递,良好的塑性和韧性,易于检查和保证质量,可用于重型和直接动载荷结构。

B.缺点:铆接工艺复杂,制造费人工和材料,劳动强度高,已基本由焊接和高强度螺栓代替。

 

5.焊接连接

(1)焊接方法

钢结构常用的焊接方法是电弧焊,包括手动电弧焊,自动或半自动电弧焊以及气体保护焊。手工电弧焊是钢结构中最常用的焊接方法,设备简单,操作灵活方便。但是,工作条件差,生产效率低于自动或半自动焊接,焊接质量的变化大,这在一定程度上取决于焊机的技术水平。

(2)焊接形式

根据连接部件的相互位置,焊接连接可分为对接,搭接,T形和角接四种。这些连接中使用的焊缝有两种基本形式:对接焊和角焊。在特定应用中,应根据连接的应力以及制造,安装和焊接条件进行选择。

(3)焊接结构

A.对接焊

对接焊缝直接,平稳地传递力,并且没有明显的应力集中。因此,力性能良好,适用于承受静态和动态载荷的组件的连接。但是,由于对接焊缝的高质量要求,焊缝之间的焊接间隙要求严格,并且通常用于工厂制造的连接中。

B.角焊缝

角焊缝的形式:根据其长度方向和外力的方向,角焊缝可分为平行于力作用方向的侧角焊缝,垂直于力作用方向的前角焊缝斜交于力作用方向 对角角焊缝和周围焊缝。

 

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