對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)(非常好的)課件

1、對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)三.鋼結(jié)構(gòu)連接形式一.鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件四.鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)二.鋼結(jié)構(gòu)的分類(lèi) 鋼結(jié)構(gòu)工程是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。 鋼結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑工程中較普通的結(jié)構(gòu)形式之一。中國(guó)是最早用鐵制造承重結(jié)構(gòu)的國(guó)家，遠(yuǎn)在秦始皇時(shí)代（公元前246-219年），就已經(jīng)用鐵做簡(jiǎn)單的承重結(jié)構(gòu)， 而西方國(guó)家在17世紀(jì)才開(kāi)始使用金屬承重結(jié)構(gòu)。公元3-6世紀(jì)， 聰明勤勞的中國(guó)人民就用鐵鏈修建鐵索懸橋，著名的四川瀘定大渡河鐵索橋，云南的元江橋和貴州的盤(pán)江橋等都是中國(guó)早期鐵體承重結(jié)構(gòu)的例子。鋼結(jié)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

2、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)。一、鋼結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件1.什么是鋼結(jié)構(gòu) 2.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)

3、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 3.鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式: 1).排架結(jié)構(gòu) 是目前最基本、最普遍的結(jié)構(gòu)形式，有屋面（或屋面梁），柱和基礎(chǔ)組成，柱與屋架鉸接，與基礎(chǔ)剛接。根據(jù)生產(chǎn)工藝和使用要求的不同，排架結(jié)構(gòu)可做成等高，不等高和鋸齒形等多種形式。 排架結(jié)構(gòu)其跨度可超過(guò)30m，高度可達(dá)2030m或者更高，吊車(chē)噸位可達(dá)150t甚至更大。排架結(jié)構(gòu)傳力明確，構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工亦較方便。 2).剛架結(jié)構(gòu) 是柱與橫梁剛體接成一個(gè)構(gòu)件，柱與基礎(chǔ)通常為鉸接。剛架的優(yōu)點(diǎn)是梁柱合一，構(gòu)件 種類(lèi)少，制作較簡(jiǎn)單，且結(jié)構(gòu)輕巧。當(dāng)跨度和高度較小時(shí)，其經(jīng)濟(jì)指標(biāo)稍?xún)?yōu)于排架結(jié)構(gòu)。剛架的缺點(diǎn)是剛架較差，承載后會(huì)

4、產(chǎn)生跨變，梁柱轉(zhuǎn)角處易產(chǎn)生早期裂縫，所以對(duì)于有較大噸位吊車(chē)的廠房，剛架的應(yīng)用受到一定的限制。 4.輕鋼和重鋼的區(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50KG/M2，可認(rèn)為是重鋼結(jié)構(gòu)。 3).主要構(gòu)件鋼板厚度：大于等于10MM，輕鋼結(jié)構(gòu)用的較少。 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

5、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)。 輕型鋼結(jié)構(gòu)二、鋼結(jié)構(gòu)的分類(lèi)多高層鋼結(jié)構(gòu)空間鋼結(jié)構(gòu)橋梁鋼結(jié)構(gòu) 鋼柱 ，鋼梁： 一般采用焊接H鋼 楔形H型鋼（變截面） 吊車(chē)梁：一般是焊接H型鋼。 支撐（柱間支撐，屋面支撐）：一般采用角鋼（剛性，抗震）或圓鋼（柔性）。系桿：一般采用角鋼或圓管。 多高層鋼結(jié)構(gòu)2. 3.住宅鋼結(jié)構(gòu)中的構(gòu)件主要構(gòu)件有鋼柱，鋼梁，支撐。鋼柱鋼梁的截面可為H型，箱型等。 5. 橋梁鋼結(jié)構(gòu) 三、 鋼結(jié)構(gòu)的連接常用的連接方法和特點(diǎn)；1）高強(qiáng)螺栓連接：（主要用于主要構(gòu)件的連接）2）普通螺栓連接：（主要用于

6、一些次要構(gòu)件的連接）3）緊固件連接： （主要用于一些圍護(hù)結(jié)構(gòu)的連接）4）焊接連接： 1.高強(qiáng)螺栓連接高強(qiáng)螺栓一般采用45號(hào)鋼，40B鋼和20MnTiB鋼加工制作，經(jīng)熱處理后，螺栓抗拉強(qiáng)度應(yīng)分別不低于800N/mm2;1000N/mm2,且屈強(qiáng)比分別為0.8和0.9，因此其性能等級(jí)分別稱(chēng)為8.8級(jí)和10.9級(jí)。高強(qiáng)度螺栓分為大六角頭型（圖3.1.9a）和扭剪型（圖3.1.9b）兩種。安裝時(shí)通過(guò)特別的扳手，以較大的扭矩上緊螺帽，使螺桿產(chǎn)生很大的預(yù)拉力。高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力把被連接的部件夾緊。使部件的接觸面間產(chǎn)生很大的摩擦力。外力通過(guò)摩擦力傳遞。這種連接稱(chēng)為高強(qiáng)度螺栓摩擦性連接。柱梁高強(qiáng)螺栓連接主次梁高

7、強(qiáng)螺栓連接 2.普通螺栓連接普通螺栓分為A B C三級(jí)。A級(jí)與B級(jí)為精制螺栓，C級(jí)螺栓由未經(jīng)加工的圓板壓制而成。以及次要結(jié)構(gòu)的抗剪連接或安裝時(shí)的臨時(shí)固定。檁條與屋面梁連接隅撐與屋面梁連接1） 焊縫連接的特性鋼結(jié)構(gòu)的焊接方法：電弧焊(電焊)、氣焊 、電阻焊 電焊工藝 電焊按工藝分 :手工焊、埋弧自動(dòng)焊、半自動(dòng)焊、CO2氣體保護(hù)焊 電弧焊工藝示意 4. 鋼結(jié)構(gòu)的焊接方法2.手工電弧焊原理：利用電弧產(chǎn)生熱量熔化焊條和母材形成焊縫。A、焊條的選擇：焊條應(yīng)與焊件鋼材相適應(yīng)。Q235鋼選擇E43型焊條（E4300-E4328)Q345鋼選擇E50型焊條(E5000-5048)Q390、Q420鋼選擇E55

8、型焊條(E5500-5518)B、焊條的表示方法：E焊條(Electrode)第1、2位數(shù)字為熔融金屬的最小抗拉強(qiáng)度第3、4適用焊接位置、電流及藥皮的類(lèi)型。不同鋼種的鋼材焊接，宜采用與低強(qiáng)度鋼材相適應(yīng)焊條。埋弧焊3. 電焊工藝 各類(lèi)電焊的特點(diǎn):1.手工焊：手工施焊，工作環(huán)境差；焊縫熔深小，質(zhì)量不易保證；施焊靈活，適用范圍廣，工地焊接的主要施工方法。2、自動(dòng)焊：焊機(jī)自動(dòng)行進(jìn)，焊絲自動(dòng)下送；焊縫熔深大，質(zhì)量高；適用 長(zhǎng)大直焊縫，工廠焊接的主要施工方法。 3、半自動(dòng)焊：焊絲自動(dòng)下送，行進(jìn)方向手動(dòng)；焊接質(zhì)量和適用范圍均介于手工焊和自動(dòng)焊之間。 4. 連接形式和施焊位置連接形式： 按被連接件相互位置分對(duì)

9、接、搭接、頂接（T形、角接） 對(duì)接、搭接、頂接（T形、角接）施焊位置：仰焊、俯焊、橫焊、立焊 等 5.焊縫形式：對(duì)接焊縫、角焊縫 1.對(duì)接焊縫：施工時(shí)必需焊透，焊縫材料將被焊件“融”成一體。對(duì)厚度較大的構(gòu)件，施焊前焊口處需開(kāi)坡，以保證焊透。 2.角焊縫：不要求焊透，焊縫材料將被焊件“粘”在一起。 缺點(diǎn)：應(yīng)力集中程度高，受力條件差；疲勞強(qiáng)度低，不能直接承受動(dòng)載。 6.焊縫符號(hào): 引出線、圖形符號(hào)和輔助符號(hào)組成7. 對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算1). 對(duì)接焊縫的構(gòu)造 坡口形式：I、V、單邊V型、U、K型等 火焰切割機(jī)切割鋼板焊接完成的構(gòu)件8. 對(duì)接焊縫的構(gòu)造 過(guò)渡坡：連接厚度或?qū)挾扔凶兓瘶?gòu)件，為減小應(yīng)力集

10、中，要求設(shè)置過(guò)渡坡。鋼規(guī)：過(guò)渡坡不陡于1：2.5過(guò)渡坡構(gòu)造 四、鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)點(diǎn) 鋼結(jié)構(gòu)住宅中國(guó)住宅的未來(lái) 鋼結(jié)構(gòu)住宅是指以鋼結(jié)構(gòu)作為建筑承重梁柱的住宅 建筑，是用環(huán)保、輕質(zhì)、節(jié)能材料做圍護(hù)結(jié)構(gòu)的住宅。 1.地震災(zāi)害讓鋼結(jié)構(gòu)住宅價(jià)值凸顯。在近幾年中， 全世界地震頻頻發(fā)生，去年的3.12日本地震證實(shí) 了鋼結(jié)構(gòu)在地震面前顯出它的抗震性能高于其它 結(jié)構(gòu)。 2. 環(huán)境和資源問(wèn)題是懸在中國(guó)經(jīng)濟(jì)頭上的一把利劍。 鋼結(jié)構(gòu)住宅減輕了生產(chǎn)瓦礫、石灰、水泥以及開(kāi)挖 沙石等傳統(tǒng)建材對(duì)環(huán)境的破壞，建筑垃圾、建筑施 工揚(yáng)塵、噪音都大為減少，改建和拆遷容易，材料 回收和再利用率高，很多發(fā)達(dá)國(guó)家視之為儲(chǔ)備鋼鐵 的重要方式。

11、3. 鋼結(jié)構(gòu)的自重輕也大大降低了建筑物的自重，大 大降低了建筑的梁柱的截面，同時(shí)也大大增加了建 筑的室內(nèi)使用面積與鋼筋砼相比高層建筑鋼結(jié)構(gòu)可 以節(jié)約結(jié)構(gòu)占有面積28%，從而增加使用面積約4%。 也大大降低了基礎(chǔ)和地基處理 的成本。4. 住宅建設(shè)是資源消耗和溫室氣體排放大戶(hù)，約占社會(huì)能耗總 量的40%。據(jù)專(zhuān)業(yè)機(jī)構(gòu)研究，鋼筋砼結(jié)構(gòu)住宅材料碳排放量 為740.6公斤/平方米，而鋼結(jié)構(gòu)住宅材料的碳排放量為480 公斤/平方米。降低了35%左右。我國(guó)人口多，宜居土地少，城市人口密度高。住宅必然以高 層，多層為主。而這正是鋼結(jié)構(gòu)住宅“高、大、輕”的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。降低單位工業(yè)增加值用水量，降低單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能

12、源消耗，降低單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放，減少耕地 占用量， 減少主要污染物排放總量。鋼結(jié)構(gòu)住宅與“十二五”規(guī)劃中 五項(xiàng)環(huán)境與資源的約束性指標(biāo)緊密關(guān)聯(lián)。讓節(jié)能與環(huán)保更加 實(shí) 在，讓鋼結(jié)構(gòu)住宅價(jià)值凸顯。6. 建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化：鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程完善、設(shè)計(jì)軟件 齊備、而且鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸精確，因此易于實(shí)現(xiàn)“建 筑與部品模數(shù)與尺寸協(xié)調(diào)”，從而提高設(shè)計(jì)和施工效 率。 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件通用性和互換性較強(qiáng)，適應(yīng)裝配化施 工和工業(yè)化建造要求。 構(gòu)部件生產(chǎn)工廠化：由于鋼結(jié)構(gòu)住宅大部分部品和構(gòu)件在 工廠標(biāo)準(zhǔn)化精確預(yù)制,其加工精度和品質(zhì)是現(xiàn)場(chǎng)操作無(wú)法比 擬的;8. 現(xiàn)場(chǎng)建筑工人轉(zhuǎn)變?yōu)檠b配工人，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度，質(zhì)量更 加有保障

13、。 9.（1）現(xiàn)場(chǎng)施工裝配化：鋼結(jié)構(gòu)住宅全部構(gòu)件在工廠預(yù)制完 成，施工現(xiàn)場(chǎng)將構(gòu)件通過(guò)螺栓、焊接等可靠方式連接， 組 裝 及裝配成整體，像裝配汽車(chē)一樣造房子。 （ 2）各種工序可立體交叉作業(yè)，提高施工效率，縮短建設(shè)周 期約1/3。（3）大量干式作業(yè)取代濕法作業(yè)，現(xiàn)場(chǎng)施工的作業(yè)量大幅減 少，污染排放也明顯減少，一般節(jié)材率20%以上，節(jié)水率 60%以上；（4）隱蔽工程少，易于質(zhì)量控制與監(jiān)督，能有效規(guī)避傳統(tǒng)建筑 偷工減料問(wèn)題或施工人員責(zé)任心不強(qiáng)而引發(fā)質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)。（5）裝配化施工方式，施工場(chǎng)地占用少。（6）大幅減少現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)量，減少現(xiàn)場(chǎng)施工及管理人員數(shù)量。 （7）相關(guān)配套先進(jìn)建筑節(jié)能技術(shù)更便于應(yīng)用。10

14、.（1）經(jīng)濟(jì)性 鋼結(jié)構(gòu)建筑采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)和建工工藝以及大規(guī)模的生 產(chǎn)方式，所以可大大地降低造價(jià)。同時(shí)由于安裝簡(jiǎn)單迅 速而節(jié)省大量施工費(fèi)用，并使企業(yè)和開(kāi)發(fā)商得以更快見(jiàn) 效（傳統(tǒng)的鋼筋砼建筑土建費(fèi)用高，且工期較長(zhǎng)，費(fèi)用 易受不可預(yù)料因素的影響，如自然災(zāi)害，冬季，雨季施 工，材料價(jià)格上漲等等）（2）施工進(jìn)度 鋼結(jié)構(gòu)建筑能夠快速的交貨和安裝，在合同簽訂后的四五 個(gè)月內(nèi)建筑物可望安裝完成，且基本不受冬季施工影響。（3）承載能力 鋼結(jié)構(gòu)建筑重量通常僅相當(dāng)于其設(shè)計(jì)承載能力的1/6，（傳統(tǒng)的 鋼筋砼建筑，其結(jié)構(gòu)本身的重量往往等于其設(shè)計(jì)承載能力，預(yù) 制構(gòu)件重，對(duì)吊裝的設(shè)備要求較高）（4）基礎(chǔ)造價(jià)鋼結(jié)構(gòu)建筑由于結(jié)

15、構(gòu)重量輕，柱底返力較小，從而節(jié)省大量的地基處理費(fèi)用。（高層鋼筋混凝土建筑物的自重大約在1.52.0t/m2左右，高層建筑鋼結(jié)構(gòu)自重大多在1t/m2以下，低的只有0.50.6t/m2。自重輕不僅可以減少運(yùn)輸和吊裝費(fèi)用，傳統(tǒng)的鋼筋砼建筑，由于本身結(jié)構(gòu)自重復(fù)雜，因而基礎(chǔ)處理較復(fù)雜，在不 良土質(zhì)情況下，結(jié)構(gòu)總造價(jià)的 一半以上要用于基礎(chǔ)。）（6）抗震性 鋼結(jié)構(gòu)建筑在破壞前有較大的變形，易于覺(jué)察和躲避。同時(shí) 用于重量輕和節(jié)點(diǎn)力學(xué)特性，鋼結(jié)構(gòu)建筑具有好的抗震性. 鋼筋砼建筑與輕鋼結(jié) 構(gòu)相比更易產(chǎn)生脆性破壞，且抗震性能 明顯低于鋼結(jié)構(gòu)建筑。（7）大空間及平面布置 鋼結(jié)構(gòu)建筑內(nèi)部空間寬敞，最多可以達(dá)到60米的跨度?？奢^ 輕松的進(jìn)行擴(kuò)建和改建，可靈活布設(shè)各種工業(yè)管線。（傳統(tǒng) 的鋼筋砼建筑跨度受限制，必須采用預(yù)應(yīng)力等技術(shù)才能達(dá)到 15米以上跨度，內(nèi)部空間布置受限制，柱多，空間浪費(fèi)大。 建成后，較難改其結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與其他專(zhuān)業(yè)配合較為復(fù)雜）（8）移動(dòng)性 鋼結(jié)構(gòu)建筑可采用螺栓連接，只要小部分費(fèi)