《钢结构的一般知识》由会员分享,可在线阅读,更多相关《钢结构的一般知识(31页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第一部分:钢结构工程的一般知识一、钢结构的特点1. 钢结构自重较轻2. 钢结构工作的可靠性较高3. 钢材的抗振(震)性、抗冲击性好4. 钢结构制造的工业化程度较高5. 钢结构可以准确快速地装配6. 钢结构室内空间大7. 容易做成密封结构8. 钢结构易腐蚀9. 钢结构耐火性差10. 钢结构可回收利用11. 钢结构工期较短二、钢结构的基本介绍钢结构工程是以钢材制作为主的结构,是主要的建筑结构类型之一。钢结构是现代建筑工程中较普通 的结构形式之一。中国是最早用铁制造承重结构的国家,远在秦始皇时代(公元前246-219年),就已经 用铁做简单的承重结构,而西方国家在17世纪才开始使用金属承重结构。公元
2、3-6世纪,聪明勤劳的中 国人民就用铁链修建铁索悬桥,著名的四川泸定大渡河铁索桥,云南的元江桥和贵州的盘江桥等都是中国 早期铁体承重结构的例子。三、钢结构的特性及用途钢结构是钢材制成的工程结构,通常有型钢和钢板等制成的梁桁架.柱.板等构件组成,各部分之间用 焊缝.螺栓.或铆钉连接,有些钢结构还部分采用钢丝绳或钢丝束,学习钢结构应注意它的特殊点。钢结构 有下列优缺点:材质均匀可靠性高.钢材组织均匀,接近于各向同性匀质体,钢结构的实际工作性能比较 符合目前采用的理论计算结果,故可靠性较高。强度高重量轻.钢材强度较高,弹性模量也高,因而钢结 构构件小而轻,在同样的受力情况下钢材自重较小,可以作成跨度
3、较大的结构,由于杆件小,也便 于安装和运输。塑性和韧性妃钢结构的塑性和韧性好,适于承受冲击和动力荷载,有较好的抗震性能。具有可焊性,可焊性是指钢材在焊接过程中和焊接后,都能保持焊接部分不开裂的完整性的性质。由于焊 接技术的发展,焊接结构的采用,使钢结构的连接大为简化。便于机械化制造钢结构由扎制型材和钢板在 工厂中制成,便于机械化制造,生产效率高,速度快,成品精度较高,质量易于保证。安装方便施工期限 短钢结构安装方便和施工期限短可以尽快的发挥投资的经济效益。密封性好钢结构的水密性和气密性都较 好可作成常压和高压容器结构和大直径的管道。耐热性好实验证明钢材在常温到150度时性能变化不大, 因而钢结
4、构适用于热车间。耐火性差钢材表面温度达到300-400度以后,强度和弹性模量显著下降,600 度时基本降为零,所以钢结构的的耐火性较差。耐腐蚀性较差在潮湿和腐蚀介质的环境中容易发生锈蚀, 需要定期维护。四、钢结构如何防火轻钢结构一个最关键的问题是防火技术的应用,迈特建筑轻钢结构住宅的耐火等级为四级。迈特建 筑轻钢结构住宅在墙的两侧与楼盖的天花处贴防火石膏板,对于普通防火墙和分户墙用25.4毫米厚(1 口寸) 石膏板保护,以达到1个小时的防火要求,另外在墙体墙柱间与楼盖搁栅间填充的玻璃纤维对于防火与热 传递也起了积极的保护作用。五、什么是轻钢结构轻钢也是一个比较含糊的名词,一般可以有两种理解。一
5、种是现行钢结构设计规范(GBJ 17-88) 中第十一章“圆钢、小角钢的轻型钢结构”是指用圆钢和小于L45X4和L56X36X4的角钢制作的轻型 钢结构,主要在钢材缺乏年代时用于不宜用钢筋混凝土结构制造的小型结构,现已基本上不大采用,所以 这次钢结构设计规范修订中已基本上倾向去掉。另一种是门式刚架轻型房屋钢结构技术规程所规定的 具有轻型屋盖和轻型外墙(也可以有条件地采用砌体外墙)的单层实腹门式刚架结构,这里的轻型主要是 指围护是用轻质材料。既然前一种已经快取消,所以现在的轻钢含义主要是指后一种。另外,还有一些参 考值:如每平米造价,最大构件重量,最大跨度,结构形式,檐高等,以上这些在判断厂房是
6、否为重钢或 轻钢时可以提供经验数据,当然现在很多建筑都是轻、重钢都有。国家规范和技术文件都并没有重钢一说, 为区别轻型房屋钢结构,也许称一般钢结构为“普钢”更合适。因为普通钢结构的范围很广,可以包含各 种钢结构,不管荷载大小,甚至包括轻型钢结构的许多内容,轻型房屋钢结构技术规程只是针对其“轻” 的特点而规定了一些更具体的内容,而且范围只局限在单层门式刚架。由此可见,轻钢与重钢之分不在结 构本身的轻重,而在所承受的围护材料的轻重,而在结构设计概念上还是一致的钢结构是现代建筑工程 中较普通的结构形式之一。我国是最早用铁制造承重结构的国家,远在秦始皇时代(公元前246-219年), 就已经用铁做简单
7、的承重结构,而西方国家在17世纪才开始使用金属承重结构。公元3-6世纪,聪明勤 劳的我国人民就用铁链修建铁索悬桥,著名的四川泸定大渡河铁索桥,云南的元江桥和贵州的盘江桥等都 是我国早期铁体承重结构的例子。我国虽然早期在铁结构方面有卓越的成就,但由于2000多年的封建制 度的束缚,科学不发达,因此,长期停留于铁制建筑物的水平。直到19世纪末,我国才开始采用现代化 钢结构。新中国成立后,钢结构的应用有了很大的发展,不论在数量上或质量上都远远超过了过去。在设 计、制造和安装等技术方面都达到了较高的水平,掌握了各种复杂建筑物的设计和施工技术,在全国各地 已经建造了许多规模巨大而且结构复杂的钢结构厂房、
8、大跨度钢结构民用建筑及铁路桥梁等,我国的人民 大会堂钢屋架,北京和上海等地的体育馆的钢网架,陕西秦始皇兵马俑陈列馆的三铰钢拱架和北京的鸟巢 等。钢结构设计规范GBJ17-88已经于2003年12月1日起废除,现时实行的是钢结构设计规范。六、钢材的种类、品种、规格和牌号(一X我国目前常用钢材品种:碳素钢、不锈钢、1、板材,2、型材,3、管材,4、线材1、钢板:(1) 热轧钢板和钢带(GB 7 0 9 :钢板厚度0.5200mm,宽度600200 mm, 相应长度 1 2006000mm;钢带宽度6001900 mm,厚度1.2 25.0mm。(2) 冷轧钢板和钢带(GB 7 0 8 :厚度0.2
9、5.0mm,宽度6002000 mm,长度1 2002300mm;钢带宽度不小于6 0 0 mm,成卷交货。(3) 花纹钢板(GB/T 3 2 7 7 :基本厚度2 .58.0mm。(4) 高层建筑结构用钢板(YB4104-2000 :适宜于高层建筑钢结构或其他重要钢结构, 厚6100mm,为最新制订专用标准。其牌号为Q235GJ、Q345GJ、Q235GZ、Q3 4 5GJZ,均为C、D、E质量等级。2、型钢:(1) 热轧等边角钢(GB 9 7 8 7 :边长20200mm,厚度324mm(2) 热轧不等边角钢(GB 9 7 8 8 :边长25x16200x160,厚度318mm。(3) 热
10、轧工字钢(GB 7 0 6 :截面高度100630mm,自高度200及200 mm以上, 截面有加重型。(4) 热轧轻型工字钢(YB 1 6 3 - 6 3 :截面高度100700mm,重量较工字钢轻,但 已极少生产,工程中不宜再选用。(5) 热轧槽钢(GB707 :截面高度50400mm,自160及160mm高度以后亦有 加重型截面。(6) 热轧轻型槽钢(YB 1 6 4 - 6 3 :截面高度50400mm,重量轻槽钢轻,但已极少 生产,工程中不宜再选用。(7)普通及轻型焊接H型钢(B3301、3302 :截面高度x宽度为100x501200 x6 0 0,翼缘厚度536mm,腹板厚度3.
11、516mm。(8)热轧H型钢和部分T型钢(GB/T11263-1998 : H型钢分为宽翼缘(HW),中 翼缘(HM),窄翼缘(HN)及桩用(HP)4个系列,截面高度100700mm;部分T型钢为 由H型钢中间沿腹板剖分开的T型截面钢。3、钢管:(1)无缝钢管(GB8162 :规格 32x2.5480x16;(2)电焊钢管(YB242263 :规格 32x2152x5.5;(3)螺旋焊管(GB9711 :规格2 19x5 1 420x1 6mm。4、线材:线材主要用于混凝土结构方面等第二部分:钢结构工程的制造一、钢结构工程制作与安装单位应具备的条件(1 )应具有国家认可的企业资质和焊接质量管理
12、体系。(2)应具有相应资格的焊接技术责任人员、焊接质检人员、无损探伤人员、焊工、焊接预热和后热 处理人员。(3)对焊接技术难或较难的大型及重型钢结构、特殊钢结构工程,施工单位的焊接技术责任人员应 由中、高级焊接技术人员担任。(4)应具备与所承担工程的焊接技术难易程度相适应的焊接方法、焊接设备、检验和试验设备。(5)属计量器具的仪器、仪表应在计量检定有效期内。(6)应具有与所承担工程的结构类型相适应的企业钢结构焊接规程、焊接作业指导书、焊接工艺评 定文件等技术文件。(7)特殊结构或采用屈服强度等级超过390Mpa的钢材、新钢种、特厚材料及焊接新工艺的钢结构 工程的焊接制作与安装企业应具备焊接工艺
13、试验室和相应的试验人员。二、钢结构工程制作1. 施工程序2. 钢结构的制作(1) 钢材的检查、矫正、号料和切割A. 钢结构所用的钢材、焊接材料和连接材料均应做外观检查,其型号、规格应符合设计文件的规定, 并不得有严重的变形、锈蚀和损伤。B. 普通碳素结构钢的工作环境温度低于-16 C,低合金结构钢的工作环境温度低于-12 C时,不得进行冷矫正和冷弯曲。矫正后的钢材表面应无明显的凹面和损伤,其划痕深度不宜大于0.5毫 米。C. 矫正后的钢材表面,不应有明显的凹面或损伤,划痕深度不得大于0.5mm,且不大于该钢材厚度 允许负偏差的1/2。D. 普通碳素结构钢和低合金结构钢可加热矫正,但加热温度严禁
14、超过正火温度(900 C)。加热矫 正后的低合金结构钢必须缓慢冷却。E. 钢材号料应留出切割、刨边等加工余量和焊接收缩余量。F. 钢材号料和切割的偏差应符合下列规定:a. 型钢号料的尺寸允许偏差为土 2毫米;b. 钢板号料的长度和宽度尺寸允许偏差为土 2毫米,两对角线尺寸之差不应大于3毫米;c. 节点板和加强板宜做1:1样板号料,样板尺寸允许偏差为土 0.5毫米;d. 钢材切割后的边缘与号料线的允许偏差为土 2毫米。G. 普通碳素结构钢的工作环境温度低于-20 C,低合金结构钢的工作环境温度低于-15 C时,不得进行剪切和冲孔。H. 切割前,应清除钢材表面切割区域内的铁锈、油污;切割后,断口处
15、不得有裂纹、分层等缺陷, 并应清除其毛刺、熔渣和附近表面上的飞溅物等。3. 钢结构预制(1) 型钢允许用焊接方法接长,其接头型式应符合钢结构有关标准的规定。型钢接头的位置应错开节点 区300毫米以上。但主要承重梁、柱应选用整料,如需拼接,必须取得设计单位的同意,并应确定接头 位置。(2) 构件在煨制过程中,其减薄量不得超过构件原厚度的10 %。(3) 构件煨制时,加热温度应控制在1000 1100 C,普通碳素结构钢温度下降到500 550 C, 低合金结构钢温度下降到800 850 C应结束加工,并应使构件缓慢冷却。(4) 圆形或弧形构件煨制后,当构件弦长大于或等于1500毫米时,应用弦长不小于1500毫米的弧形 样板进行检查;当构件弦长小于1500毫米时,应用与构件弦长相等的弧形样板进行检查,其间隙均不 应大于2毫米。构件的翘曲度不应大于5毫米。(5) 圆形构件的椭圆度不应大于直径的0.4 %,且不应大于20毫米。(6) 圆形构件的周长偏差不应大于周长的0.25 %,且不应大于12毫米。(7 )箱式炉框架预制后的偏差应符合下列规定:A. 立柱长度的允许偏差为土 3毫米;B. 立柱的不平直度不应大于长度的0.1 %,且当柱长小于或等于16米时,不应大于10毫米;当 柱长大于16米时,不应大于15毫米;C. 梁的不平直度不