钢结构
钢结构

苏州博物馆的钢结构
该工程屋盖钢结构杆件截面特殊,空间关系和受力复杂,出现大 量多杆空间交汇节点,最多处达到9杆、10杆相交。 确保结构在设计荷载下的安全可靠,根据设计要求对9杆和10杆相 交的两类铸钢节点进行了6个足尺节点模型试验,并进行了详细的 有限元分析,研究成果可为ห้องสมุดไป่ตู้计提供参考依据。 玻璃屋顶将与石屋顶相互映衬,使自然光进入活动区域和博物馆 的展区,为参观者提供导向并让参观者感到心旷神怡。玻璃屋顶 和石屋顶的构造系统也源于传统的屋面系统,过去的木梁和木椽 构架系统将被现代的开放式钢结构、木作和涂料组成的顶棚系统 所取代。金属遮阳片和怀旧的木作构架将在玻璃屋顶之下被广泛 使用,以便控制和过滤进入展区的太阳光线
钢结构的连接方法
焊接连接 螺栓连接 铆钉连接
钢结构设计常用规范如下
《钢结构设计规范》(GB50017-2003) 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》(GB50018-2002) 《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205-2001) 《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ81-2002、J218-2002) 《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98) 均为一级注册结构工程师考试必考规范。
钢结构的缺点
1,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
2,在潮湿和腐蚀介质的环境中容易发生锈蚀,需要定期维护 3,变形大, 设计需注意控制。亦用体系方法。 4,特有的冷桥问题,有时需要考虑。 5,常常造价偏高。和传统结构相比。 6,当前国内设计,制造水平低。
钢结构发展前景
钢结构是未来的发展趋势。 以前我国的钢结构发展缓慢主要是因为钢结构 造价高(毕竟我们是发展中国家)以及钢材产量有 限。 今非昔比,钢结构施工速度快,施工污染小, 重量轻,这些优势让它成为未来的发展趋势。在今 天,已经有很多建筑开始采用钢结构了。
钢结构的基本知识
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钢结构的基本知识一、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、容易做成密封结构7、钢结构易腐蚀8、钢结构耐火性差二、常用钢结构用钢的牌号及性能1、碳素结构钢:Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等2、低合金高强度结构钢3、优质碳素结构钢及合金结构钢4、专门用途钢三、钢结构的材料选用原则钢结构的材料选用原则是保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏,根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑的。
《钢结构设计规范》GB50017-2003提出的四种钢材型号是“宜”使用的型号,是在条件许可时的首先选择,并不禁止其它型号的使用,只要使用的钢材满足规范的要求即可。
四、主要钢结构技术内容:(1)高层钢结构技术。
根据建筑高度和设计要求分别采用框架、框架支撑、筒体和巨型框架结构,其构件可采用钢、劲性钢筋混凝土或钢管混凝土。
钢构件质轻延性好,可采用焊接型钢或轧制型钢,适用于超高建层建筑;劲性钢筋混凝土构件刚度大,防火性能好,适用于中高层建筑或底部结构;钢管混凝土施工简便,仅用于柱结构。
(2)空间钢结构技术。
空间钢结构自重轻、刚度大、造型美观,施工速度快。
以钢管为杆件的球节点平板网架、多层变截面网架及网壳等是我国空间钢结构用量最大的结构型式。
具有空间刚度大,用钢量低的优点,在设计、施工和检验规程,并可提供完备的CAD。
除网架结构外,空间结构尚有大跨悬索结构、索膜结构等。
(3)轻钢结构技术。
伴随着轻型彩色钢板制成墙体和屋面围护结构组成的新结构形式。
由5mm以上钢板焊接或轧制的大断面薄壁H型钢墙梁和屋面檩条,圆钢制成柔性支持系统和高强螺栓连接构成的轻钢结构体系,柱距可从6m到9m,跨度可达30m或更大,高度可达十几米,并可设轻型吊四。
用钢量20~30kg/m2。
钢结构基本知识
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钢结构基本知识用型钢材或钢板制成基本结构,根据使用要求,通过焊接或螺栓连接等方法,按照一定规律组成的承载机构叫钢结构。
钢结构在各项工程建设中的应用极为广泛,如钢结构桥梁、钢结构厂房、钢闸门、各种大型管道容器、高层建筑和塔轨机构等。
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、容易做成密封结构7、钢结构易腐蚀8、钢结构耐火性差二、常用钢结构用钢的牌号及性能1、炭素结构钢:Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等2、低合金高强度结构钢3、优质碳素结构钢及合金结构钢4、专门用途钢三、钢结构的材料选用原则钢结构的材料选用原则是保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏,根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑的。
《钢结构设计规范》GB50017-2003提出的四种钢材型号是“宜”使用的型号,是在条件许可时的首先选择,并不禁止其它型号的使用,只要使用的钢材满足规范的要求即可。
四、主要钢结构技术内容:(1)高层钢结构技术。
根据建筑高度和设计要求分别采用框架、框架支撑、筒体和巨型框架结构,其构件可采用钢、劲性钢筋混凝土或钢管混凝土。
钢构件质轻延性好,可采用焊接型钢或轧制型钢,适用于超高建层建筑;劲性钢筋混凝土构件刚度大,防火性能好,适用于中高层建筑或底部结构;钢管混凝土施工简便,仅用于柱结构。
(2)空间钢结构技术。
空间钢结构自重轻、刚度大、造型美观,施工速度快。
以钢管为杆件的球节点平板网架、多层变截面网架及网壳等是我国空间钢结构用量最大的结构型式。
具有空间刚度大,用钢量低的优点,在设计、施工和检验规程,并可提供完备的CAD****。
除网架结构外,空间结构尚有大跨悬索结构、索膜结构等。
(3)轻钢结构技术。
伴随着轻型彩色钢板制成墙体和屋面围护结构组成的新结构形式。
钢结构 标准
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钢结构标准
以下是一些常见的钢结构标准:
1. GB 50017-2017 《钢结构设计规范》:中国钢结构设计的基本规范,包括荷载标准、结构设计方法、材料使用等内容。
2. GB 50018-2016 《建筑结构荷载规范》:规定了建筑物结构设计时应考虑的各种荷载的计算方法和规定。
3. GB/T 50341-2014 《钢结构焊接规范》:规定了钢结构的焊接工艺、焊接质量要求等内容。
4. JGJ 81-2002 《钢结构工程施工质量验收规范》:规定了钢结构工程施工质量的验收标准和方法。
5. 《钢结构防火设计规范》:规定了钢结构防火设计的要求,包括材料选用、防火涂料使用等。
6. AISC 360-16 《美国钢结构设计规范》:美国的钢结构设计规范,包括结构设计方法、荷载标准、材料性能等内容。
7. Eurocode 3:欧洲的钢结构设计规范,包括各个国家的设计规范。
这些标准适用于不同国家和地区的钢结构设计和施工,具体应根据当地的法规和要求选择适用的标准。
什么是钢结构钢结构的定义
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什么是钢结构钢结构的定义第一篇范本:一、什么是钢结构钢结构,指的是将钢材作为主要构件材料,通过各种连接方式将其连接成一体,构成具有一定刚度和强度的整体结构。
钢结构具有重量轻、刚度大、可塑性好、耐腐蚀性强等优点,被广泛应用于建筑、桥梁、厂房等领域。
二、钢结构的定义钢结构是指通过焊接、螺栓连接等方式,将钢材构件连接组成的具有一定刚度和强度的结构体系。
钢结构的构件包括钢柱、钢梁、钢板等,其材质主要为碳素钢和低合金钢。
钢结构具有重量轻、强度高、施工周期短等优点,被广泛应用于建筑工程、桥梁工程等领域。
三、钢结构的分类1. 按用途分类:(1) 工业建筑钢结构:用于工厂、厂房、仓库等工业建筑;(2) 商业建筑钢结构:用于商场、写字楼等商业建筑;(3) 民用建筑钢结构:用于住宅楼、别墅等民用建筑。
2. 按构件形式分类:(1) 钢框架结构:由钢柱、钢梁等构成的空间框架结构;(2) 钢管结构:由钢管构件组成的结构体系;(3) 钢板结构:由钢板构件组成的结构体系;(4) 钢混结构:由钢材和混凝土构件组成的结构体系。
四、钢结构的施工步骤1. 设计阶段:(1) 结构设计:确定结构的荷载、布置和尺寸等;(2) 连接设计:确定连接方式、连接件的类型和尺寸等;(3) 施工设计:确定施工工艺和施工顺序等。
2. 制作阶段:(1) 钢材加工:对钢材进行切割、焊接、冷弯等加工;(2) 构件制作:根据设计图纸制作钢结构构件;(3) 控制质量:对制作的构件进行质量检验和控制。
3. 安装阶段:(1) 地基处理:对基础进行处理,确保地基的承载能力;(2) 安装钢结构:将制作好的钢结构构件进行拼装和安装;(3) 质量验收:对安装完成的钢结构进行质量验收和评估。
附件:无法律名词及注释:1. 钢材:指用来制作钢结构构件的金属材料,主要包括碳素钢和低合金钢等。
2. 结构设计:指根据建筑或桥梁的荷载情况和结构要求等,进行结构尺寸、布置和构件安排等的设计。
钢结构加固措施
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钢结构加固措施一、加大构件截面加固法加大构件截面加固法是通过增加钢结构构件的截面面积来提高其承载能力。
这种方法适用于梁、柱、桁架等主要受力构件。
例如,对于钢梁,可以在其上下翼缘增加钢板来增大截面;对于钢柱,可以在其四周外包钢板或增加钢管来增强其抗压和抗弯能力。
在实施加大构件截面加固法时,需要注意新增加的截面与原有构件之间的连接质量。
通常采用焊接、螺栓连接或黏结等方式进行连接,确保二者能够协同工作。
二、改变结构计算图形加固法改变结构计算图形加固法是通过改变钢结构的受力体系、传力途径等来提高结构的整体性能。
常见的方法有增加支撑、增设支点、改变结构体系等。
比如,在钢梁中间增设支撑,可以将原本的简支梁变为连续梁,从而提高梁的承载能力和刚度。
又如,对于框架结构,可以通过增设剪力墙或支撑,改变其受力模式,增强结构的抗侧移能力。
在采用这种加固方法时,需要对结构的受力情况进行详细的分析和计算,确保改变后的结构计算图形合理有效。
三、粘贴加固法粘贴加固法是利用胶粘剂将高强纤维复合材料(如碳纤维布、玻璃纤维布等)粘贴在钢结构构件表面,以提高构件的承载能力和刚度。
这种方法具有施工简便、不增加结构自重、耐腐蚀等优点。
在粘贴纤维复合材料时,需要对构件表面进行处理,确保粘贴面平整、干净、粗糙,以提高胶粘剂的粘结强度。
同时,要严格按照施工工艺要求进行操作,保证粘贴质量。
四、预应力加固法预应力加固法是通过对钢结构构件施加预应力,使其产生与外荷载效应相反的内力,从而提高构件的承载能力。
这种方法适用于大跨度钢结构、受拉构件等。
例如,对于受拉钢梁,可以在其下翼缘设置预应力拉杆,施加预拉力,以减小梁在使用阶段的拉应力,提高其承载能力。
预应力加固法施工工艺较为复杂,需要精确计算预应力的大小和施加方式,并保证预应力的长期有效性。
五、增设支点加固法增设支点加固法是通过在钢结构构件之间增设支点,减少计算跨度,从而提高构件的承载能力。
这种方法适用于梁、板等水平构件。
建筑钢结构的特点
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建筑钢结构的特点
建筑钢结构的特点有:
1. 强度高:钢材具有高强度和大的延展性,能够承受较大的荷载和变形,具有良好的抗震性能。
2. 轻量化:相对于传统的混凝土结构而言,钢结构的自重轻,减少了建筑物的整体重量,从而减小了地基和基础的负荷。
3. 施工周期短:钢结构的构件大多数是在工厂预制完成的,到现场后只需要进行简单的安装即可,因此施工速度较快。
4. 可塑性强:钢材的可塑性强,能够通过冷弯、焊接等加工方式制成多种形状的构件,以适应不同的建筑设计需求。
5. 耐久性好:由于钢材具有较高的耐腐蚀性能,能够抵御大部分自然环境的侵蚀,因此钢结构具有较长的使用寿命。
6. 可拆卸与再利用:钢结构的构件可以进行拆卸和重复利用,可以实现建筑物的可持续发展和资源的有效利用。
7. 可变性强:钢结构可以根据需要进行扩展或改造,适应不同的功能和空间布局的变化。
总的来说,建筑钢结构具有高强度、轻量化、施工快、耐久性好等特点,因此在大跨度建筑、高层建筑及工业建筑等领域得到广泛应用。
钢结构部位名称大全
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钢结构部位名称大全一、主要构件名称1. 梁:梁是钢结构建筑中承载楼板和楼层荷载的主要构件,通常沿建筑的宽度方向设置,起到支撑和传递荷载的作用。
2. 柱:柱是钢结构建筑中支撑楼板和屋面荷载的主要构件,通常沿建筑的高度方向设置,起到支撑和传递荷载的作用。
3. 梁柱节点:梁柱节点是梁和柱连接处的部位,起到了承载和传递荷载的作用。
4. 梁柱抱杆:梁柱抱杆是在梁柱节点处设置的用于增加梁柱节点刚度和承受梁柱节点水平荷载的构件。
5. 梁柱筋:梁柱筋是用于增加梁柱抱杆刚度和承受梁柱抱杆水平荷载的构件。
6. 桁架:桁架是钢结构建筑中用于承受水平荷载和刚度的构件,通常沿建筑的宽度方向设置。
7. 屋面桁架:屋面桁架是用于支撑和承受屋面荷载的桁架构件。
8. 地板桁架:地板桁架是用于支撑和承受地板荷载的桁架构件。
9. 楼梯架构:楼梯架构是用于支撑和承受楼梯荷载的桁架构件。
10. 悬挑梁:悬挑梁是一种横跨空间并支撑在柱顶上的梁,常用于大跨度建筑中。
11. 外墙柱:外墙柱是用于支撑和承受外墙荷载的主要构件。
12. 内墙柱:内墙柱是用于支撑和承受内墙荷载的主要构件。
13. 屋面梁:屋面梁是用于支撑和承受屋面荷载的主要构件。
14. 地板梁:地板梁是用于支撑和承受地板荷载的主要构件。
15. 屋面柱:屋面柱是用于支撑和承受屋面荷载的主要构件。
16. 地板柱:地板柱是用于支撑和承受地板荷载的主要构件。
17. 悬挑柱:悬挑柱是一种悬挑在建筑外部的柱子,用于支撑和承受悬挑荷载的主要构件。
18. 梁带:梁带是用于支撑和承受梁荷载的主要构件,通常沿梁的底部设置。
19. 柱带:柱带是用于支撑和承受柱荷载的主要构件,通常沿柱的四周设置。
20. 楼梯梁:楼梯梁是用于支撑和承受楼梯荷载的主要构件。
21. 楼梯柱:楼梯柱是用于支撑和承受楼梯荷载的主要构件。
22. 梁座:梁座是梁与柱连接的部位,起到了承载和传递荷载的作用。
23. 梁托:梁托是梁与柱连接的部位,起到了承载和传递荷载的作用。
钢结构ppt课件

能
可焊性
11
Z向收缩率
一、钢结构的特点
1、材料强度高、强重比大;塑性、韧性好。 2、材质均匀,符合力学假定,安全可靠度高。 3、工厂化生产,工业化程度高,施工速度快。 4、钢结构耐热不耐火;易锈蚀,耐腐性差。 二、钢结构的应用
重型工业厂房、大跨度建筑的屋盖、多层及超高层建筑、 高耸结构、组合结构
三、钢结构的设计方法(极限状态设计法) 1、承载能力极限状态设计法 2、正常使用极限状态设计法
2
第一节 钢结构的特点及应用
一、钢结构的特点
1、材料强度高、强重比大;塑性、韧性好。 2、材质均匀,符合力学假定,安全可靠度高。 3、工厂化生产,工业化程度高,施工速度快。 4、钢结构耐热不耐火;易锈蚀,耐腐性差。
3
二、钢结构的应用
1、重型结构及大跨度建筑结构。
4
二、钢结构的应用
2、多层、高层及超高层建筑结构。
17
第七节 结构钢材的种类、规格及其选
用
一、结构钢材的种类
Q235A.b
1、Q:表示“屈”字拼音首位字母,意为“屈服强度”;
2、质量等级:分A~E五级(字序越高质量越好);
3、脱氧方法:F-沸腾钢;b-半镇静钢; Z-镇静钢(一般 省
略); TZ-特殊镇静钢。 注:1、炭素结构钢(Q235)分:A、B、C、D 四级,含
四、钢材的主要力学性能 强度、塑性、冲击韧性、冷弯性能、可焊性、Z向性能 12
第五节 复杂应力作用下结构钢材的屈服条件
只有正应力
f
只有剪应力 既有正应力又有剪应力
f
3
2 3 2 f
13
第六节 钢材的破坏形式
塑性破坏
破坏时有很大的塑性变形
钢结构构件种类
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钢结构构件种类一、引言钢结构是指以钢材为主要材料构建的建筑结构体系。
钢结构具有高强度、抗震性能好、可重复利用等优点,在现代建筑中得到广泛应用。
而钢结构构件作为构建钢结构的基本单元,具有不同的形状和功能,根据其特点可以划分出多种种类。
本文将对钢结构构件的种类进行全面、详细、完整且深入地探讨。
二、主要种类根据不同的功能和用途,钢结构构件可以分为以下几种:2.1 柱柱是钢结构中起支撑和承重作用的主要构件。
根据形状和使用方式的不同,柱可分为普通柱、箱型柱、悬臂柱等。
柱的主要作用是传递垂直荷载和抵抗侧向力。
2.2 梁梁是连接柱上下部分的水平构件,起到承载和传递荷载的作用。
梁的形状有矩形梁、T型梁、箱型梁等。
不同形状的梁适用于不同的结构设计需求。
2.3 框架框架结构是一种广泛应用于多层建筑中的结构形式。
框架由柱、梁和连接构件组成,它具有很大的刚度和稳定性。
框架结构的主要优点是可以减少柱和梁的数量,提高结构的抗震性能。
2.4 墙钢结构墙是由薄壁钢板制成的,通过连接构件与其他构件相互作用以承受荷载。
钢结构墙主要用于隔墙、外墙和内墙的搭建。
2.5 平面薄壁构件平面薄壁构件是指截面呈薄壁结构的构件,如薄板、薄壁箱梁等。
这种构件主要用于承受平面内的荷载,常见于屋面结构、墙体上部结构等。
2.6 屋面构件屋面构件是构建屋面骨架的主要构件,通常由梁、柱和屋面板等组成。
它的主要功能是支撑屋面结构,保证屋面的稳定和安全。
2.7 屋架屋架是承载屋面及其它荷载的重要构件,常见于大跨度建筑物和体育馆等场所。
屋架构件一般由梁、柱和连接构件组成,它具有轻质、高强度和刚度好的特点。
2.8 柱帽柱帽是位于柱顶部的构件,用于承受来自梁和屋面构件的轴力和剪力。
它不仅能够解决柱顶板的受压、弯曲和剪切等问题,还能提高整个结构的稳定性。
三、结语钢结构构件种类繁多,每种构件都有其特定的形状和功能。
本文对钢结构构件的主要种类进行了详细介绍,并对每种构件的特点和用途进行了说明。
钢结构全套PPT教学课件
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防腐防火处理效果评价
厚度检测
使用涂层测厚仪检测防腐防火 涂层的厚度,确保满足设计要 求。
耐腐蚀性测试
通过盐雾试验、湿热试验等模 拟环境测试方法,评估防腐处 理效果。
外观检查
观察防腐防火处理后的钢结构 表面是否平整、无气泡、无裂 纹等缺陷。
附着力测试
采用划格法或拉开法等测试方 法,检测防腐防火涂层与钢结 构基材的附着力。
结构分析与计算方法
结构分析方法
弹性力学方法、塑性力学方法、有限 元方法等。
计算内容
计算软件
SAP2000、ANSYS、ABAQUS等通 用有限元软件,以及专用钢结构分析 软件如Midas/Gen、3D3S等。
内力分析、变形计算、稳定性验算、 疲劳分析等。
构造措施与节点设计
01
02
03
构造措施
保证结构整体性和稳定性 的措施,如设置支撑、加 强刚度等。
认真阅读图纸,了解钢结构的构 造、节点形式和安装要求,掌握 相关技术标准和验收规范。
制定施工方案
根据工程特点和现场条件,制定 切实可行的施工方案,包括安装 顺序、吊装方法、安全措施等。
材料和设备准备
按照图纸要求,准备好所需的钢 材、连接件、紧固件等材料,以 及吊装设备、焊接设备、测量工 具等。
现场拼装和吊装技术
前景展望
随着城市化进程的加快和建筑业的持续发展,钢结构将在未来建筑领域中发挥更 加重要的作用。同时,随着新材料和新技术的不断涌现,钢结构的应用范围将进 一步扩大,市场前景广阔。
02 钢结构设计原理 与方法
设计基本原则与规范要求
设计基本原则
确保结构安全、适用、经济、美观;符合现行国家规范和行 业标准;考虑施工便利性和可持续性。
钢结构施工顺序及方法
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钢结构施工顺序及方法1.设计阶段:在钢结构施工之前,首先需要进行设计阶段的工作。
设计阶段主要包括结构设计和施工图设计。
结构设计是指根据建筑的用途和功能,确定钢结构的种类和参数,包括梁、柱、框架等。
施工图设计是指根据设计要求和施工工艺,绘制详细的施工图纸,包括钢结构的尺寸、连接方式等。
2.制造阶段:制造阶段是指将设计图纸上的钢结构部件进行制造的过程。
制造钢结构主要包括切割、焊接和加工。
首先,根据设计要求和图纸,将钢材进行切割成所需尺寸的部件。
然后,使用焊接工艺将各个部件进行焊接连接。
最后,对焊接接头进行加工,包括打磨、除锈、防腐等处理。
3.运输阶段:在钢结构制造完成后,需要将其运输到施工现场。
运输阶段主要包括拆解、装车和运输。
首先,将大尺寸的钢结构部件拆解成可以装车的小尺寸,以方便运输。
然后,将拆解后的部件装车,并采取适当的保护措施,以防止损坏。
最后,使用合适的运输工具将钢结构部件运输到施工现场。
4.安装阶段:安装阶段是钢结构施工的关键阶段,需要将钢结构部件安装到指定的位置。
钢结构的安装一般有以下几个步骤:-地基处理:根据土质情况和设计要求,对施工现场的地基进行处理,包括挖掘、平整等。
地基处理的目的是为了保证钢结构的稳定性和承载能力。
-吊装预制部件:使用吊装工具将预制好的钢结构部件吊装到指定位置。
吊装时需要注意安全,确保吊装过程中没有产生安全隐患。
-拼装连接:将吊装好的钢结构部件按照设计要求进行拼装连接。
拼装连接可以采用螺栓连接、焊接连接等方式,确保连接的牢固性和稳定性。
-衔接调整:在拼装连接完成后,需要对钢结构进行衔接调整。
包括对水平度、垂直度、尺寸等进行调整,以保证整体结构的准确性和稳定性。
-防腐处理:钢结构安装完毕后,还需要进行防腐处理。
防腐处理是为了延长钢结构的使用寿命,保护钢材不受环境腐蚀的影响。
5.完工阶段:钢结构施工完成后,还需要进行完工阶段的工作。
完工阶段主要包括验收和竣工验收。
验收是指对钢结构的施工质量进行检查,包括结构的安全性、牢固度等。
对钢结构的认识(非常好的课件)
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1.高强螺栓连接
高强螺栓一般采用45号钢,40B钢和20MnTiB钢加工制作,经热处理后,螺栓抗拉强 度应分别不低于800N/mm2;1000N/mm2,且屈强比分别为0.8和0.9,因此其性能等级 分别称为8.8级和10.9级。
高强度螺栓分为大六角头型(图3.1.9a)和扭剪型(图3.1.9b)两种。安装时通过特别 的扳手,以较大的扭矩上紧螺帽,使螺杆产生很大的预拉力。高强螺栓的预拉力把被连 接的部件夹紧。使部件的接触面间产生很大的摩擦力。外力通过摩擦力传递。这种连接 称为高强度螺栓摩擦性连接。
判定结构为重钢与轻钢结构确实没有一个统一的标准,很多有经验的设计师或 项目经理也常常不能完全说明白,但我们可以以一些数据综合考虑并加以判断: 1).厂房行车起吊重量:大于等于25吨,可以认为为重钢结构了。 2).每平米用钢量:大于等于50KG/M2,可认为是重钢结构。 3).主要构件钢板厚度:大于等于10MM,轻钢结构用的较少。 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。但有一些我们可以较肯定的说是重钢:如:石化厂房设施 、电厂厂房、大跨度的体育场馆、展览中心,高层或超高层钢结构。
工和工业化建造要求。
7. 构部件生产工厂化:由于钢结构住宅大部分部品和构件在 工厂标准化精确预制,其加工精度和品质是现场操作无法比 拟的; 8. 现场建筑工人转变为装配工人,降低工人劳动强度,质量更
加有保障。
9.(1)现场施工装配化:钢结构住宅全部构件在工厂预制完 成,施工现场将构件通过螺栓、焊接等可靠方式连接, 组 装 及装配成整体,像装配汽车一样造房子。 ( 2)各种工序可立体交叉作业,提高施工效率,缩短建设周
钢结构主要知识点
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1.钢结构特点:1)建筑钢材强度高,塑性和韧性好2)钢结构的重量轻3)材质均匀,和力学计算的假定比较符合4)钢结构制作简便,施工工期短5)钢结构密闭性好6)钢结构耐腐蚀性差7)钢结构耐热不耐火8)钢结构可能发生脆性断裂。
2.塑性:承受静力荷载时,材料吸收变形的能力;韧性:承受动力荷载时,材料吸收能量的能力;塑性好指结构在一般条件下不会因超载而突然破坏,只是变形增大,应力重分配,应力变化趋于平稳;韧性好指结构适宜在动力荷载下工作,其良好的耗能能力和延性使钢结构具有优越的抗震能力。
3.钢结构极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。
承载能力极限状态包括构件和连接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续承载,结构和构件丧失稳定,结构转变为机动体系和结构倾覆。
正常使用极限状态包括影响结构、构件和非结构构件正常使用或外观的变形,影响正常使用的振动,影响正常使用和耐久性能的局部损坏(包括混凝土裂缝)。
4.钢结构必须满足的功能包括:1)结构应能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种情况,包括荷载和温度变化、基础不均匀沉降以及地震作用等2)在正常使用情况下结构具有良好的工作性能3)在正常维护下结构具有足够的耐久性4)在偶然事件发生时及发生后仍能保持必需的整体稳定性。
5.钢结构的适用范围:工业厂房、大跨结构、高耸结构、多层或高层建筑、承受振动荷载影响及地震作用的结构、板壳结构、可拆卸或移动的结构、轻型钢结构、钢-混凝土组合结构、其他结构。
6.塑性与脆性破坏的区别:塑性破坏是由于变形过大,超过了材料或构建可能的应变能力而产生的,而且仅在构件的应力达到了钢材的抗拉强度f u后才发生。
7.脆性破坏前塑性破坏很小,甚至没有塑性变形,计算应力可能小于钢材的屈服点f y,断裂从应力集中处开始。
8.用作钢结构的钢材应满足1)较高的强度2)足够的变形能力3)良好的工艺性能4)对环境有良好的适应性。
9.伸长率:试件被拉断的绝对变形值与试件原标距之比的百分数,其代表材料在单向拉伸时的塑性应变的能力。
钢结构加固措施
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钢结构加固措施一、加大截面加固法加大截面加固法是通过增加构件的截面面积和配筋,来提高钢结构的承载能力。
这种方法适用于梁、柱、板等构件的加固。
在施工时,需要将原构件表面的混凝土或涂层清除干净,然后焊接或螺栓连接新增的钢材。
例如,对于钢梁的加固,可以在其上下翼缘增加钢板;对于钢柱,可以在其四周包裹钢板或增加角钢。
加大截面加固法的优点是施工工艺简单,可靠性高,但缺点是会增加结构的自重,对使用空间有一定影响。
二、粘贴钢板加固法粘贴钢板加固法是将特制的结构胶涂抹在钢板和钢结构构件的粘贴面上,然后将钢板粘贴在需要加固的部位。
这种方法适用于受弯、受拉和受压构件的加固。
粘贴钢板可以有效地提高构件的承载能力和刚度,同时对结构的自重影响较小。
在施工过程中,需要对钢板进行除锈和糙化处理,以确保钢板与构件之间的粘结强度。
此外,还需要注意结构胶的质量和施工环境的温度、湿度等条件。
三、粘贴纤维增强复合材料加固法粘贴纤维增强复合材料(FRP)加固法是一种新型的加固技术,常用的 FRP 材料有碳纤维布、玻璃纤维布等。
FRP 材料具有强度高、重量轻、耐腐蚀等优点。
在加固时,将 FRP 材料通过结构胶粘贴在钢结构表面,可以显著提高构件的承载能力和耐久性。
与粘贴钢板加固法相比,FRP 加固法对结构的自重增加更小,施工更加方便,但成本相对较高。
四、改变结构计算图形加固法改变结构计算图形加固法是通过改变结构的受力体系,来降低结构内力,提高结构的承载能力。
常见的方法有增设支撑、增设拉杆、改变梁柱节点的连接方式等。
例如,在钢梁中间增设支撑,可以将简支梁变为连续梁,从而减小梁的跨中弯矩;在钢柱之间增设拉杆,可以提高柱的稳定性。
这种方法需要对结构进行详细的受力分析和计算,施工难度较大,但加固效果显著。
五、预应力加固法预应力加固法是通过对钢结构施加预应力,使部分外荷载由预应力承担,从而减小结构的变形和内力。
预应力加固法适用于大跨度结构和受动力荷载作用的结构。
钢结构发展历程
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钢结构发展历程钢结构是一种以钢材为主要构件的建筑结构体系,具有高强度、轻质、耐久、可重复使用等优点,被广泛应用于各种建筑项目中。
下面将详细介绍钢结构的发展历程。
1. 钢结构的起源钢结构的起源可以追溯到19世纪末的工业革命时期。
当时,钢铁工业的发展使得大量的钢材被生产出来,人们开始尝试将钢材应用于建筑领域。
最早的钢结构建筑出现在工业厂房和桥梁等工程中,如英国伦敦的塔桥。
2. 钢结构的发展阶段(1)早期发展阶段:20世纪初,钢结构的应用范围逐渐扩大,开始出现在高层建筑和大跨度空间结构中。
例如,美国纽约的埃菲尔铁塔和芝加哥的西尔斯大厦等标志性建筑。
(2)第二次世界大战后的发展:战后,钢结构得到了进一步的推广和发展。
由于钢材的生产技术不断改进,使得钢结构的质量和性能得到提高。
同时,建筑设计师们开始运用新的设计理念和技术手段,创造出更加复杂和具有创意的钢结构建筑,如法国巴黎的蓬皮杜艺术中心。
(3)现代化发展阶段:20世纪80年代以后,随着计算机技术的普及和建筑工程领域的发展,钢结构的设计和施工技术得到了革新。
现代化的钢结构建筑越来越多地出现在城市的地标性建筑中,如中国上海的东方明珠塔和迪拜的哈利法塔等。
3. 钢结构的应用领域钢结构的应用领域非常广泛,包括但不限于以下几个方面:(1)工业建筑:工厂、仓库、矿山设施等。
(2)商业建筑:写字楼、商场、酒店等。
(3)公共建筑:体育馆、会展中心、博物馆等。
(4)桥梁和交通设施:高速公路桥梁、地铁站等。
(5)能源设施:发电厂、核电站等。
4. 钢结构的发展趋势(1)可持续发展:随着环境保护意识的增强,钢结构的可持续性成为发展的重要方向。
采用可再生能源、节能材料和绿色建筑设计理念,将成为未来钢结构发展的趋势。
(2)数字化设计和制造:计算机辅助设计和制造技术的应用将进一步提高钢结构的设计效率和质量。
通过数字化模拟和优化,可以实现更加精确和经济的结构设计。
(3)建筑信息模型(BIM):BIM技术的应用将实现建筑设计、施工和运维的全过程信息化管理,提高钢结构建筑的整体效益。
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一、试述钢结构在建造过程中可能对构件的性能带来那些影响?答:现代钢结构都是在专业化的金属结构制造厂用热轧钢材建或冷弯型钢加工成构件或构体(构件的集合体),然后运到工地安装而成。
1、加工对钢构件性能的影响分为两类。
一类是常温下加工的塑性变形,即冷作硬化和其后的实效影响;另一类是局部高温影响,主要是焊接影响,也有氧气切割的影响。
冷加工的影响冷加工和时效使钢材的韧性降低;钢材的剪切和冲孔,使钢材的边缘和冲出的孔壁严重硬化,甚至出现细微裂纹。
对于比较重要的结构,剪切处需要创边,冲孔只能用较小的冲头,冲完再进行扩钻,以除去硬化部分,以免裂纹在一定条件下扩展。
钢板剪断的边缘,如果以后还焊焊缝,可以不创边;冷弯成型使钢板经受一定塑性变形,并出现强化和硬化。
冷弯成型后弯角部分屈服点大幅度提高,抗拉强度也有所提高,但不如屈服点提高的百分比大。
材料弯成圆角时半径和板厚之比越小,塑性应变越大,屈服点的提高也越大。
焊接和焰割的影响:(1)焊缝金属具有铸造组织,不同于轧制钢材。
(2)焊缝的高温是临近焊缝的钢材发生组织变化(3)局部高温使钢材发生塑性变形,冷却后存在残余应力(4)反作用残余应力:由于热态塑性压缩,焊接构件除了残余应力还存在残余变形。
如果两块钢板受到牵制而不能收缩,则整个构件将产生拉应力,这是另一种焊接残余应力,叫做反作用残余应力。
3)热矫正和热成型构件在焊接后除了长度缩小外,还会产生其他的变形,常用的矫正方法是进行局部加热,使其冷却后产生反向变形。
2、制造和安装的偏差对钢结构性能的影响构件在承受荷载前存在初始弯曲,是一种几何缺陷。
他对不同构件产生不同的影响。
对于轴心拉杆来说,初始弯曲的影响不大,但对轴心压杆,情况要严重得多,初始挠度不仅不会逐渐消失,反而随压力增大而增大。
当为初始超静定杆系结构时,初始内力和荷载引起的内力同号时,将使承载能力降低。
二、试述钢结构失稳的类别及其特点。
区分失稳的类别有何工程意义?1)平衡分岔失稳:完善的(既无缺陷的、挺直的)轴心受压构件和完善的在中面内受压的平板失稳都属于平衡分岔失稳。
还有受弯构件以及受压的圆柱壳等的失稳。
(1)稳定分岔失稳:轴心受压构件屈曲后,挠度增加时荷载还略有增加。
结构达到临界状态时,从未屈曲的平衡位形过渡到无限邻近的屈曲平衡位形,即由直杆而出现微弯。
(2)不稳定分岔失稳:结构屈曲后只能在此临界荷载Pcr低的条件下才能维持平衡位形。
承受轴心受压荷载的圆柱壳属此情况。
2)极值点失稳:实际的轴心受压构件因为都存在初始弯曲和荷载的作用点稍稍偏离构件轴线的初始偏心,在轴向压力作用下产生弯曲变形在塑性发展到一定程度时丧失稳定的承载能力,失稳时荷载即为实际极限荷载,因此会出现有极值点的失稳现象。
例如,偏心受压构件和双向弯曲构件。
跃越失稳:结构由一个平衡位形突然跳到另一个平衡位形,期间出现很大的变形,丧失稳定平衡之后又跳到另一个稳定平衡状态,但结构已破坏不能被利用。
特点考虑变形对外力效应的影响,即结构的稳定问题涉及到二阶效应的影响。
原则上稳定问题都应用二阶分析。
静定和超静定结构的区分失去意义叠加原理不适用稳定是构件的整体问题,不是某个截面的问题工程意义掌握钢结构中可能出现的各种失稳类型,了解各类失稳的特点,掌握各类稳定设计的要领,正确估量结构的稳定承载能力,防止构件和结构在施工和使用过程中失稳,以及在设计时利用屈曲后强度。
保证结构和构件的稳定,是钢结构设计的重要内容。
应充分认识各种因素对结构和构件稳定性能的影响,从而对钢结构稳定问题进行全面的把握,进而灵活的运用各种措施来增强结构的稳定性。
三、钢结构设计时如何防止脆性断裂?为什么?脆性断裂具有突发性,破坏前只有很小的变形,因此不能由变形发展的征兆及时防止,所以破坏危险,应加以防止。
如何防止脆断发生,应从以下几个方面考虑:(一)控制裂纹(1)选用C含量较低的钢材。
一般把C控制在0.22%左右。
原因:随着碳含量的增加,钢材的塑性和冲击性降低。
(2)对施工工艺进行设计a减小焊缝因冷却收缩产生的裂纹。
例如可以在两版之间垫软钢丝或直接采用粗糙不平的火焰切割边焊接都可以是焊缝有收缩的余地,裂纹就不会出现。
原因:靠近板边的融化金属因热量迅速被板吸收而首先冷却,当两板间未留缝隙而不能相对移动时,中央和表面的融化金属的收缩就会受到阻碍,焊缝内出现拉应力,从而产生裂纹。
b改良焊缝的形状。
选用凸焊缝。
原因:凹形焊缝的表面有较大的收缩拉应力,实验表明直角角焊缝的破坏经常发生在45°有效截面处。
凸焊缝表面拉力不大,而45°截面又有所加强,因此在凹焊缝若开裂的条件下,改用凸焊缝,就不会开裂。
c 冲孔用较小的冲头,冲完后再进行扩钻。
对于比较重要的结构,剪断处也需要刨边。
原因:把周围硬化的部分除掉,以免出现微细裂纹。
(二)应力减小应力集中,避免焊缝过于集中和避免截面突然变化。
原因:应力集中会使局部压应力增高,不仅如此,在出现应力高峰的同时还出现双轴同号的应力状态甚至三轴同号的应力状态,后者对脆性破坏最为危险。
(三)材料韧性选用具有一定韧性的钢材。
原因:韧性好的钢材抗冲击韧性强,不容易发生脆断。
(四) 结构形式采用多路径设计原理。
把构件设计成超静定的,即有赘余构件,可以减少断裂造成的损失。
原因 :一旦个别构件断裂,则只是赘余构件减少了一个,结构仍然可以保持稳定。
若采用单路径结构,一旦构件破坏,整个结构将垮下来。
(五) 钢材的选用(1)根据具体的使用环境选择型钢型号。
原因:钢结构同一钢号的型钢也分为A B C D 四个级别,有的甚至还有E 级别。
它们是根据不同的冲击韧性要求划分的。
因此若不加以细分,则会造成工程事故。
四、提高焊接工字型等截面简支梁的稳定承载能力一般可采取的措施有哪些?为什么?梁的承载能力分为整体稳定和局部稳定。
整体稳定:由一半荷载作用下梁的临界弯矩公式分析21232y cr y EI M a B l πβββ⎡=++⎢⎢⎣(一) 刚度(1)增大受压翼缘的宽度。
(2)提高腹板的高度。
(3)增加腹板的厚度原因:根据梁的临界弯矩公式可知Iy It Iw 都会对梁的临界弯矩有影响。
并且影响作用依次减小。
综合考虑应从以上三个方面进行加强。
(二) 计算长度(1)减小梁的计算长度能有效的增大梁的临界弯矩。
可在受压翼缘部分设置具有足够刚度的支撑。
(三) 荷载类型(1)将梁的受荷形式改为跨度中点受集中荷载。
原因:上图从左至右依次为均布荷载,集中荷载,纯弯作用下的弯矩图,可以看出集中荷载作用下梁的安全储备高。
即下表显示的在集中荷载作用下荷载系数β1 β2 β3的取值较高。
因此梁的承载力会提高。
(四)受荷位置(1)将荷载作用于下翼缘。
原因:临界弯矩公式中系数a,当荷载作用在剪力中心以下时取正号,反之取负。
即粱一旦扭转,作用于下翼缘的荷载对剪心产生的附加扭矩于梁的扭转方向是相反的,因而会减缓梁的扭转。
局部稳定(一)加大腹板的厚度原因:梁的局部稳定和腹板的宽厚比有关。
腹板厚度提高梁的局稳也会提高。
(二)设置加劲肋。
原因:腹板厚度变厚,钢结构的成本将会提高。
在不提高腹板厚度的前提下,设置加劲肋同样可以预防局部失稳。
例如横向加劲肋主要防止例如横向加劲肋主要防止由剪应力和局部呀应力可能引起的腹板失稳,纵向加劲肋主要防止由弯曲压应力和单边压应力可能引起的腹板失稳,短加劲肋主要防止由局部压应力可能引起的腹板失稳。
(三)利用屈曲后强度,采取有效截面进行计算。
原因:某些构件允许局部失稳,用有效截面进行计算。
可以降低成本。
五、提高钢结构疲劳性能的工艺措施有哪些?举例说明采用哪些适当的构造细节可提高结构的疲劳寿命?答:为了缓和应力集中、消除切口、在构件表层形成压缩残余应力等导致疲劳破坏的因素,首先要靠构造细节设计适当和精心施工取得好的质量。
此外,也可以在焊接之后进一步采取一些工艺措施来提高疲劳性能。
工艺措施有以下几点:(1)缓和应力集中的最普通方法是磨去焊缝的表面部分。
(如对接焊缝的余高。
对角焊缝打磨焊趾可以改善它的疲劳性能。
)(2)对于角焊缝的趾部用气体保护钨弧使重新融化,可以起消除切口的作用。
(3)在焊缝和近旁金属的表层形成压缩残余应力,这是改善疲劳性能的一个有效措施。
抵抗疲劳的构造措施举例:处理构造细节首先是选用应力集中不严重的方案,如拼装一块板时能用对接焊缝就不用拼接板加角焊缝。
其次,必须采用应力集中严重的构造时,尽量把它放在低应力区。
如焊接梁用多层翼缘板时,无论是只用纵焊缝或兼用端焊缝,在外层板切断处总是有焊缝引起的严重应力集中,因此,需要把外层板多延伸一些。
摩擦型高强螺栓抗剪连接具有较高的疲劳强度。
因此,把焊接的外侧翼缘板端部的焊缝在理论切断点停止,改用摩擦型高强螺栓来传递板的内力,可大大提高梁抗疲劳破损的能力。
把节点板做成用圆弧过渡构件的容许应力幅就可以提高,从而减缓应力集中的成度。
圆弧的半径R越大,对耐疲劳性越有利。
为了改善梁外层翼缘板处的抗疲劳性能而把外层翼缘板端部一段的厚度逐渐减小。
纵梁不和加劲肋焊接,梁端部有转动的余地,就不会出现疲劳裂缝。
横向加劲肋做的短些,下端和受拉翼缘空出一段距离(①若连接没有任何作用②而且连接焊缝收缩会产生残余变形从而导致集中应力),一般建议取为50 ~100mm,并且要验算加劲肋端部处的疲劳强度,建议取为腹板厚度的4~6倍。
对于连接横向支撑处的横向加劲肋,可以把横加劲肋延伸下来和翼缘顶紧,但肋端切成斜角,和腹板之间仍留50 ~100mm不焊。
桁架支座节点,节点板下边缘焊有一块底板。
焊缝端部位于弯曲拉应力区,在周期荷载作用下导致节点板开裂,如果底板只和端竖杆相焊而不和节点板焊接,就可以避免在周期荷载作用下导致节点板开裂的情况。
在用衬板条时只能用连续焊缝,也可以用不焊透的破口焊缝,或在两侧用角焊缝比使用衬板条而间断焊提高疲劳强度。
将焊接改为栓接,可以改善一些细节的疲劳性能。
论述题:一、谈谈你对钢结构设计中钢结构支撑设计的认识设置支撑可以提高压杆、梁和框架的稳定承载力。
支撑设置得当可以获得节约钢材的效果。
(1)压杆的支撑单个压杆的支撑:设置支撑是减小压杆计算长度,提高它的承载能力的有效办法。
对轴心受压构件来说,为减少其计算长度而设置的支撑以尽量避免偏心连接。
在现实工程中,被撑压杆有两种情况可能出现扭转,从而使支撑起不到把压杆计算长度减少一半的作用。
第一种情况是抗扭刚度弱的构件,如十字形截面的压杆。
在这种构件的高度中央设置两个方向的支撑,使其计算长度减少一半时,必须注意验算一下扭转屈曲临界力是否小于计算长度为L/2时的弯曲屈曲临界力。
第二种情况:支撑偏离压杆剪心,压杆本身抗扭刚度较好。
e小时,增大支撑刚度,有望将压杆的计算长度减少一半;e较大时,即使增大支撑刚度,也不能将压杆的计算长度减少一半。