鋼結構設計控制要點

鋼結構設計控制要點總的原則整體把控，注重細部現(xiàn)實聯(lián)系理想強度，剛度，穩(wěn)定都重要強節(jié)點，弱構件主要章節(jié)1、鋼結構的應用范圍2、鋼結構常見的破壞形態(tài)3、鋼結構的材料性能4、鋼結構的連接5、鋼結構的有限元分析及實驗研究6、鋼結構的力學模型7、鋼結構常用的計算軟件8、鋼結構的防腐及防火1.鋼結構的應用范圍1）大跨度結構2）重型廠房結構3）受動力荷載影響的結構4）可拆卸的結構5）高聳結構和高層結構6）容器和其它構筑物7）輕型鋼結構8）海洋平臺結構

（1）大跨度結構體育館、展覽館、影劇院、會議中心、機庫等（2）重型廠房結構鋼鐵、化工、機械、發(fā)電等行業(yè)的廠房（3）受動力荷載影響的結構：公路，鐵路，跨江，跨海（4）可拆卸、移動的結構舞臺、展棚、軍用設施、溫室等（5）高聳結構和高層結構金茂、環(huán)球金融中心、迪拜塔（5）高聳結構和高層結構電視塔、天線、發(fā)射架、管道支架（6）容器和其它構筑物

油罐、儲氣罐密封性好、耐高壓（7）輕型結構廠房、住宅、公共建筑輕便、安裝迅速（8）海洋平臺2、鋼結構常見的破壞形態(tài)鋼結構的承載能力極限狀態(tài)可以出現(xiàn)于下列六種情況：（1）整個結構或其一部分作為剛體失去平衡（如傾覆）；（2）結構構件或連接因材料強度被超過而破壞；（強度破壞）（3）結構轉變?yōu)闄C動體系（倒塌）；（4）結構或構件喪失穩(wěn)定（屈曲等），網(wǎng)架倒塌；（5）結構出現(xiàn)過度的塑性變形，而不適用于繼續(xù)承載；（6）在重復荷載作用下構件疲勞斷裂。在這些極限狀態(tài)中，穩(wěn)定性、抗脆斷對鋼結構設計有重要的意義。整體把控定結構方案，選結構類型柱網(wǎng)的布置，抗側移構件的布置，支撐或剪力墻，力爭使結構平面布置規(guī)則。軟件計算，整體參數(shù)，周期比，整體側移，層間側移；構件的應力比，位移。應力比：主要傳力構件，二級構件，次要構件0.95以下。可用的軟件有SAP2000，MIDAS，PKPM等軟件青島郵輪母港客運中心鋼屋蓋考慮行波效應的地震反應分析

注重細部3鋼結構的材料3.1對鋼結構用材的要求鋼材——鐵（Fe）、碳（C）及其它元素的合金?；瘜W成分——碳素鋼，低合金鋼，不銹鋼，耐候鋼。結構鋼材——鋼板，型鋼。供貨鋼材鋼板型鋼熱軋冷成型結構用鋼：碳素鋼、合金鋼中少數(shù)幾種。鋼材的選用：Q235B，Q345B，Q345C等牌號（簡稱鋼號）：半鎮(zhèn)靜鋼質量分級屈服強度，大小為235N/mm2☆屈服強度，基本反映含碳量高低?！钯|量分級AD，表示質量低高（根據(jù)沖擊韌性和冷彎性能劃分）3鋼結構的材料結構腹鋼須市具備數(shù)性能露：較高的秒強度，池塑性好告，韌性解好，良藏好的加您工性能愉，適合糾冷、熱擱加工，芬良好的務可焊性誘。一、級單向閘拉伸免時的穩(wěn)工作個性能3鋼結構垃的材料拉伸試擾驗鋼材在肆常溫、究靜載條算件下一禁次拉伸燒所表現(xiàn)奇的性能強度云指標變形性脅能ⅠⅡ恥Ⅲ戀Ⅳ笑ⅤⅠⅡ殼Ⅲ療Ⅳ琴ⅤⅠⅡ蠶Ⅲ協(xié)Ⅳ櫻ⅤⅠⅡ櫻Ⅲ捎Ⅳ磨ⅤⅠⅡ鋼Ⅲ呈Ⅳ羊ⅤⅠⅡ米Ⅲ俘Ⅳ喉ⅤⅠⅡ鄙Ⅲ幼Ⅳ調ⅤⅠⅡ去Ⅲ屑Ⅳ更ⅤⅠⅡ有Ⅲ競Ⅳ性ⅤⅠⅡⅢⅣⅤⅠ彈性糾階段Ⅱ彈塑壘性階雨段Ⅲ塑性已階段Ⅳ應變界硬化練階段Ⅴ頸縮階蟻段主要續(xù)力學芒性能干指標老：彈性模祖量比例行極限屈服犬點抗拉該強度伸長厘率3鋼結構液的材料二、冷混彎性能判別復鋼材變塑性飾變形暮能力幣及冶殲金質焦量的體綜合岡指標之。根據(jù)試辨樣厚度腰，按規(guī)生定彎心蘭直徑將衫試樣彎拜曲180劣°，其表爐面及側3鋼結仰構的孕材料三、桂沖擊配韌性韌性是縱鋼材斷明裂時吸樓收機械勞能力的股量度。蘭實際中故用沖擊遞韌性衡蝕量鋼材擁抗斷裂農(nóng)的性能甜。測量方船法：梅氏方直法夏比法缺口組韌性北值受遞溫度伶影響液：常溫（20±5℃）0℃負溫狗（-20獎℃或-4夏0℃）3鋼結忙構的泛材料碳素結膜構鋼質世量分級質量分級沖擊韌性冷彎性能A不要求需要則進行BAKV≥27J（常溫）合格CAKV≥27J（0℃）合格DAKV≥27J（-20℃）合格改進韌臉性，保證可旅焊性注：白表中理沖擊毀韌性伯采用波夏比V形缺衛(wèi)口試鋼驗。3鋼結構等的材料對鋼扭材力尼學性掏能影及響的誘因素一）、暑化學成展分的影下響二）觸、成鞏材過泉程的往影響1、生袋產(chǎn)過粥程冶煉美，澆回筑，武軋制儀（鋼眉板厚貴?。┐?，熱油處理2、加工腥過程（3）應隱力①殘俱余應茄力：壁降低窯實際藏承載淡力；②應力衫集中：③復奧雜應策力狀凡態(tài)：少多向甜應力呆，降室低延愛性。避免炭焊縫牲交叉應力蒼狀態(tài)4鋼結構炮的連接一、鋼談結構的蔥連接方撫法焊縫連扯接、鉚久釘連接感和螺栓依連接1、焊縫悅連接的跨特點●構造喬簡單眼，連飄接方種便；●用料經(jīng)痕濟，不曬削弱截居面；●加工監(jiān)方便密，可球實現(xiàn)公自動籃化操推作；●密閉性啄好，結輔構剛度以大；●缺點：妄焊接應之力和焊衫接變形湯；熱影網(wǎng)響區(qū)材萬質變脆堵；對裂治紋比較匹敏感；抖低溫冷許脆；對類動力荷控載比較競敏感，很等。4鋼結構牛的連接2、鉚釘液連接的妥特點●塑性廢和韌租性較箏好；●連接縣緊密江，傳唯力方穩(wěn)便；●用于顏直接蜓承受稿動力梁荷載等的結論構中伐（如駱橋梁源）；●缺點蘭：構詳造復過雜，妖費工撿費料次。很衣少使接用。3、螺栓胸連接的稼特點分普通描螺栓連接耕和高強費螺栓連接（1）普通穗螺栓連笛接●A、B、C三級：A和B為精撞制螺炮栓，C級為粗俗制螺栓高；●材料哨等級攤：A和B為8.準8級，C級為4.6級或4.8；●加工：A、B級由澡毛坯負在車退床上洪精確宮加工菠而成——精制；C級為朝由未銀經(jīng)加階工的島圓鋼炒壓制舞而成——粗制擁；4鋼結構含的連接●螺孔：A、B級需要頃鉆模鉆溉成（Ⅰ類孔稅），局孔徑馬比螺么桿大0.3帳mm左右；C級為一隔次沖成禽或不用貫鉆模鉆狗成（Ⅱ類孔）赴孔徑比拾螺桿大1.5桶~3.除0mm。●受力：A、B級受力毛性能好得，連接銹變形小堪，可以雅既受拉童又受剪魚，用于章重要的志連接；C級螺醫(yī)栓連悅接性潑能不千如A、B級好委，主認要受突拉，脖用于照承受鐮靜力劍荷載泰和間接承受議動力荷血載的次撇要連接兼?！褓M用辟：A、B級成本晚昂貴，C級螺愁栓價準格便亮宜，哭能用C級螺栓造的地方指不用A、B級螺栓蘇。（2）高丘強螺蘇栓連竟接高強棄螺栓沃分為摩擦型高強漂螺栓鍬和承壓型高強土螺栓4鋼結構訂的連接●摩擦型物高強螺達栓：只級依靠構調件接觸箏面之間聾的摩擦川力來傳蛾遞剪力榨，以剪榨力等于誤接觸面笑摩擦力嘩為設計脹極限狀鍋態(tài)。●承壓型嘴高強螺折栓：允斃許接觸吵面滑移博（剪力蕉超過摩肌擦力）碗，以螺舅桿與構究件之間嚷的擠壓驚而發(fā)生嚼的連接內破壞作大為承載頭力極限斑狀態(tài)?！袷芰Γ耗偛列透咛枏娐菟羌羟凶兡[形小，盲彈性性莊能好，燃耐疲勞孝，特別虛適用動隔力荷載盡；承壓攜型高強跨螺栓的橋承載力手高于摩曬擦型，在剪切變讓形大，暢不得用眼于承受老動力荷東載的結肚構。●材料等厲級：采到用45號鋼、40塊B和20喝Mn妄Ti械B鋼（烏熱處朝理）厘，材龍料等膛級為8.響8級或10取.9級?！窨讖剑翰湍Σ列拖锤邚娐菔兴讖饺岜嚷菟ǜ蚀?.5兇~2.悶0mm；承明壓型胡高強口螺栓蒼孔徑憶比螺弓栓大1.0獻~1.丈5mm。4鋼結構掘的連接二、焊環(huán)接方法母和焊縫茅連接形齒式1、鋼己結構勸常用挽的焊殼接方陳法介元紹●手工摘電弧腔焊。焊條粒選擇介：Q23膝5選擇E4占3型；Q34彎5采用E5撓0型焊最條；Q3免90和Q4卷20采用E55型焊懸條；罷不同僻鋼種時之間?。ɡ齉23逝5與Q34抹5)宜選匙用低涼組配壞方案盲（E4州3型）●自動或餐半自動致埋弧焊咽?！駳怏w撿保護爹焊。2、焊丙縫缺諷陷及靜焊接釀質量券檢驗●焊縫缺注陷：裂膝紋、焊顛瘤、燒點穿、氣孤孔、未值焊透、張夾渣、核咬邊、慰未熔合作等4鋼結構于的連接●焊縫釋質量昌檢驗飼：外渣部檢貓驗外外部（撞外部例尺寸鈴和缺毯陷）煤和內內部檢囑驗（缺內部尋缺陷扯）。內部檢團驗方法丘：①超聲石波（主要)；②磁灘粉（輔路助）；③熒光居檢驗（平輔助）臂；④x射線、γ射線等獸（x射線應字用廣）荷?！窈缚p質鈴量等級塞：《鋼結曬構工縱程施遺工質溪量驗蛋收規(guī)蕩范》對焊縫土分為一賴級、二滋級和三資級。三級焊艷縫只要道求進行土外觀檢夕驗并符結合標準軋；一級川、二級把除了外撥觀檢查熄外，還但必須進奮行一定露量的超填聲波檢況驗并符素合相應趕的標準姑?！窈缚p望等級哲的選族用：①疲蝕勞驗做算的旬構件填：垂串至于興作用嫩力方管向的艦橫向對接肉焊縫受拉重時為獲一級見，受翠壓時絮為二禁級；4鋼結啟構的藍連接②不進朵行疲浙勞計畜算的協(xié)構件臨：對接叛焊縫要求放等強聰時受兩拉焊攔縫不汽低于犧二級暴，受拾壓時鄉(xiāng)豐宜為蹲二級覺；③重級艷工作制倆吊車和Q≥5揀0T的中級探工作制逐的吊車培，吊車菊梁腹板慎與上翼僻緣之間嚴的T形焊透即的對接緞與角接旅組合焊登縫，不跑低于二腦級；④角焊承縫一般哲為三級概，只有境直接承叛受動力交荷載的欠焊縫應黎為二級層。3、焊設縫連理接形臥式和駝焊縫趙形式●焊縫府連接糊形式觸：按釀照被沾連接肌構件兆的相驚對位逢置來男分為替對接迅（直惑接對捉接和閣蓋板膽對接暖）、冶搭接謠、T形連午接和壞角部汪連接矩等4鋼結構摸的連接●焊縫兄形式終：對虎接焊析縫和鵲角焊洽縫●對接焊闖縫：正累對接焊陡縫和斜瘡對接焊巨縫●角焊形縫：酒正面錯角焊竄縫（刊端縫德）、僅側面投角焊飾縫（獅側縫侵）和恥斜角熱焊縫事（斜粉縫）連續(xù)角萍焊縫（塘重要構堅件）和棄間斷角者焊（次衡要構件受）：間謊斷角焊稍縫間斷驅距離l≤1堂5t（受朱壓）砌和l≤3漠0t（受拉薯），t為較鴉薄件勻的厚恒度●按照智施焊辦位置漂分：促平焊清（俯鴿焊）限、橫刪焊、異立焊撒和仰籮焊四坦種。暖焊接影質量芳影響丑較大跑。4、焊縫土代號、坦螺栓及目其孔眼謎圖例●焊縫代異號：●螺栓煩及其鄙孔眼夸：4鋼結構比的連接三、恒焊接羞應力步和焊限接變披形1、焊接奔應力●焊接應仆力產(chǎn)生貌的原因監(jiān)?！窈附討空\力的類猶型：縱像向焊接界應力；擠橫向焊長接應力辨；厚度象方向的咬焊接應侄力。●焊接應誰力對結馳構性能歌的影響頁：不影弦響結構寨的靜力替強度；累降低結端構的剛罵度；降憑低結構庸的穩(wěn)定堤承載力嘗；增加勤了結構板在低溫廁下的脆瞎斷傾向茄；對結躬構的疲揀勞強度牧有明顯休的不利屋影響。2、焊接逮變形●焊接胡變形撿：局臟部鼓碰曲、巧彎曲榜、歪貿(mào)曲和變扭轉喉等，丟影響伐構件像在正密常使攀用條押件下脆的承鬧載能擇力。3、減少昆焊接應埋力和焊觀接變形終的措施設計上淹：●焊件位悟置的安晉排要合君理。盡下量使焊羅縫對稱章于構件嫩截面的鏟中心軸己?！窈缚p尺莫寸要適腥當。不次得隨意抱增大焊閑縫的厚公度?！窈缚p的褲數(shù)量宜畜少，且斥不宜過稠分集中盤?！駪M榆量避邀免兩桑條或古三條塌焊縫鳳垂直披交叉平。●盡量櫻避免期在母梳材厚丹度方型向的絹收縮斥應力顆。工藝奔上：●采取溪合理姿的施禍焊次提序。邪例如域分段濕退焊柏、分哪層焊趙和工脫字形銷截面游的對都角跳買焊等遙?！癫捎梅磁c變形法卻?！駥τ谛＄P尺寸焊狗件，采后取焊前況預熱，拾焊后回狗火加熱禿至600度左右纏，然后界慢慢冷賴卻，可怎以消除餐焊接應賓力和焊泡接變形襲?！癫扇∧粍傂陨婀潭ɑシ▉磔^控制逝焊接必變形盜，但誤增加晝了焊崗接應火力。四、普詠通螺栓星連接與共構造1、螺栓療的排列●螺栓排罷列要求增：受力完要求；跌構造要平求；施腎工要求袍?！衤菟ㄍ雠帕醒惴绞阶剑翰⒌K列和無錯列蜓兩種嘴?！衤菟ㄋ馀帕写业淖瞰C大和偽最小乎容許浩距離語。2、螺栓綿的構造鍬要求●每一構李件在節(jié)默點上以吊及拼接豆接頭的甩一端，綢永久螺吵栓的數(shù)目不少殃于2個?！駥χ毖娼映袠軇雍α陕勢d的屬普通滔螺栓始連接旺，應當才采用額雙螺榮帽或貼其它念防止狠螺帽巷松動毫的有盛效措喘施?！裼捎贑級螺栓訴與孔壁底有較大下間隙，委一般只資受拉力津，不宜斜受剪，丹承受靜貫力荷載忘結構的足次要連傅接、可谷拆卸結松構和臨些時結構逮，可采備用C級螺獅栓受統(tǒng)剪。棄重要壟結構政中，祖優(yōu)先拐采用枝高強障螺栓鍬。五、飾高強脊螺栓巧連接釋與構夸造●當型條鋼構雜件的迫拼接粒采用暮高強棉度螺嚴栓連纖接時覆，由匹于型碼鋼的劍抗彎箱剛度趟較大三，不鉆能保陰證摩挖擦面噸緊密愚貼和蝕，故疏不能雁用型證鋼作潛為拼顛接件關，而掏應采份用鋼芒板?！裨诟邚娛捕嚷菟ɑB接范演圍內，辭構件接服觸面的苦處理方醋法應在躺施工圖基中說明憐。防止歉脆性蹤蝶斷裂影響鋼們材脆斷攔的因素挑：鋼材葵的質階量，燈鋼板室的厚滲度，年加荷行速度產(chǎn)，應廉力性緣瑞質和辦大小嗽，最叮低使旋用溫那度，受連接引的方屯法，異應力啞集中念程度漫等。防止脆攀斷的措碗施有：1）對掏低溫廚地區(qū)像的焊脅接結汪構要允注意據(jù)選擇河鋼材孕的材糕質；2）對焊比接結構煩特別是趕低溫地檔區(qū)，設潛計時要補注意焊號縫的正卡確布置等和施焊嚴時注意石焊縫的糞質量；3）力求諒避免應揀力集中困；4）結卻構在視使用百時應孩避免敵使其宴突然拔受力猾，要胡使加蜻荷的哨速度暗不致稀過大尋。5）設置牲多道防鼻線兩個重聲要細節(jié)隔：避免貸焊縫交嚇叉；集舌中荷載必處設加膊勁肋。鋼材脆伴斷兩個重液要細節(jié)裹：避免焊躲縫交叉芒：避免搞三向受登拉，防胳止斷裂買。集中倆荷載坐處設宇加勁橫肋：中防止山局部兵屈曲圓。