【钢结构】详细解读钢结构未来应用发展大趋势!

【钢结构】详细解读钢结构未来应用发展大趋势!

首页角色扮演逐道三千界更新时间:2024-06-19
钢结构[gāng jié gòu]

一种建筑结构类型


钢结构是由钢制材料组成的结构,是主要的之一。结构主要由和钢板等制成的、、等构件组成,并采用、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工艺。各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或连接。因其自重较轻,且施工简单,广泛应用于大型厂房、场馆、、桥梁等领域。钢结构容易锈蚀,一般钢结构要除锈、镀锌或涂料,且要。

中文名:钢结构

外文名:steel structure

特 点:型钢和钢板制成的工程结构

用 途:是建筑工程中普通的结构形式之一

连接型式:焊缝、螺栓、铆钉连接

应用学科:水利科技;工程力学;工程结构


定义

钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚度好、抵抗变形能力强,故用于建造和超高、超重型的建筑物特别适宜;材料匀质性和好,属,最符合一般的基本假定;材料塑性、韧性好,可有较大变形,能很好地承受动力荷载;建筑工期短;其工业化程度高,可进行高的。

钢结构应研究高强度钢材,大大提高其强度;此外要轧制新品种的型钢,例如(又称宽型钢)和T形钢以及等以适应和的需要。

另外还有无热桥体系,建筑本身是不节能的,本技术用巧妙的特种解决了建筑的问题;小使电缆和管道从墙里穿越,施工装修都方便。


特点

1、材料强度高,自身重量轻

钢材强度较高,也高。与和木材相比,其密度与的比值相对较低,因而在同样受力条件下钢结构的构件截面小,自重轻,便于运输和安装,适于跨度大,高度高,承载重的结构。

2、钢材韧性,塑性好,材质均匀,高

适于承受冲击和动力荷载,具有良好的抗震性能。钢材内部均匀,近于各向同性匀。钢结构的实际工作性能比较符合。所以钢结构可靠性高。

3、钢结构制造安装机械化程度高

钢结构构件便于在工厂制造、工地拼装。工厂机械化制造钢结构构件成品精度高、生产效率高、工地拼装速度快、工期短。钢结构是工业化程度最高的一种结构。

4、钢结构密封性能好

由于可以做到完全密封,可以作成,均很好的,大型油池,等。

5、钢结构耐热不耐火

当温度在150℃以下时,钢材性质变化很小。因而钢结构适用于热车间,但结构表面受150℃左右的热辐射时,要采用隔热板加以保护。温度在300℃ -400℃时.钢材强度和弹性模量均显著下降,温度在600℃左右时,钢材的强度趋于零。在有特殊防火需求的建筑中,钢结构必须采用耐火材料加以保护以提高。

6、钢结构差

特别是在潮湿和腐蚀性介质的环境中,容易。一般钢结构要除锈、镀锌或涂料,且要。对处于海水中的海洋,需采用“锌块”等特殊措施予以防腐蚀。

7、低碳、节能、,可

拆除几乎不会产生,钢材可以回收再利用。


发展历程

中国虽然早期在铁结构方面有卓越的成就,但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。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。轻钢结构的楼面由冷弯薄壁型钢架或、楼面OSB结构板,支撑、连接件等组成。所用的材料是,,以及。在这些轻质楼面上每平方米可承受316~365公斤的荷载。

钢结构建筑的多少,标志着一个国家或一个地区的经济实力和经济发达程度。进入2000年以后,我国显著增长,国力明显增强,钢产量成为世界大国,在建筑中提出了要“积极、合理地用钢”,从此甩掉了“限制用钢”的束缚,钢结构建筑在经济发达地区逐渐增多。特别是2008年前后,在的推动下,出现了钢结构建筑热潮,强劲的,推动钢结构建筑迅猛发展,建成了一大批钢结构场馆、机场、车站和,其中,有的钢结构建筑在制作安装技术方面具有世界一流水平,如奥运会等建筑。

奥运会后,钢结构建筑得到普及和,钢结构广泛应用到建筑、铁路、桥梁和住宅等方面,各种规模的钢结构企业数以万计,世界先进的钢结构加工设备基本齐全,如多头多维、钢管多维、自动焊接机床等。并且数百家钢结构企业的加工制作水平具有世界先进水平,如钢结构制作特级和一级企业。钢产量每年多达6亿多吨,完全能满足建筑需要。钢结构设计规范、钢结构材料标准、钢结构工程、以及各种专业规范和企业工法基本齐全。

钢结构下游行业对钢结构行业的发展具有较大的牵引和驱动作用,它们的需求变化直接决定了行业未来的发展状况。

1.钢结构的上游行业为钢铁等原材料供应行业

是钢结构的物质基础,钢铁行业的为钢结构的应用创造了有利条件。国内钢铁行业的一些大企业已经开始了用钢的品种和技术的研发,相继开发了和耐火、耐候、耐海水、抗、抗低温用钢,以及H 型钢、高性能、等,为钢结构产业的发展奠定了良好的应用基础。

2、上下游对本行业的影响

钢结构的上游主要是钢铁行业,钢材产品直接影响本行业的。从整体上看,上游行业基本属于行业,生产用于钢结构的各类钢板、钢管、型钢等钢材,其中H 型钢和是钢结构建筑中最为常用的产品。产业洞察研究数据2011 年达6.96 亿吨,产量相对饱和,钢结构生产所需的原材料能获得稳定的供应。

下游行业对钢结构行业的发展具有较大的牵引和驱动作用,它们的需求变化直接决定了行业未来的发展状况。钢结构以其强度高、自重轻、抗震性能好、工业化程度高、施工周期短、可塑性强、等综合优势,在、市政基础设施建设、文教体育建设、电力、桥梁、海洋石油工程、等行业得到了广泛的应用,逐步扩大。另外,一旦住宅钢结构市场取得突破,逐步取代传统建筑形态进入住宅建设领域,钢结构行业将引来爆发性的增长。


应用

屋面系统

结构住宅屋面系统是由、结构OSB面板、、轻型(金属或)及相关连接件组成的。迈特建筑轻钢结构的屋面,外观可以有多种组合。材料也有多种。在保障了防水这一技术的前提下,外观有了许多的选择方案。

墙体结构

轻钢结构住宅的墙体主要由墙架柱、墙顶梁、墙底梁、墙体支撑、和连接件组成。建筑轻钢结构住宅一般将内作为结构的,墙柱为C形轻钢构件,其壁厚根据所受的荷载而定,通常为0.84~2毫米,墙一般为400~600毫米, 建筑轻钢结构住宅这种墙体结构布置方式,可有效承受并可靠传递,且布置方便。

技术性能

保温轻钢结构为确保达到,在建筑物的外墙和屋面中使用的能长期使用并能保温隔热。建筑轻钢结构住宅一般除了在墙的墙柱间填充外,在墙外侧再贴一层,有效隔断了通过墙柱至外墙板的热桥;楼层之间搁栅内填充,减少通过楼层的热传递;所有墙体的墙柱之间均填充玻璃纤维,减少户墙之间的热传递。

防火技术轻钢结构一个最关键的问题是防火技术的应用, 轻钢结构住宅的耐火等级为四级。建筑轻钢结构住宅在墙的两侧与的处贴,对于普通防火墙和用25.4毫米厚(1吋)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。

隔声技术轻钢结构在内外墙及楼盖间填充,有效阻止了通过的音频部分,而对于通过固体传播的冲击声,作如下构造处理:对于分户墙用二道墙柱构成带有中间空隙的二道墙体;而对于吊顶用的固定石膏板的小龙骨,用带有小的弹性构造以有效减少楼层间的固体。


连接方法

重钢结构

1.厂房桁车起吊重量:≥25吨。

2.每平米用钢量:≥50KG/㎡。


轻钢结构

指用圆钢和小于L45×4和L56×36×4的角钢制作的轻型钢结构。国家规范和技术文件都并没有重钢一说。

《钢结构设计规范》J17-88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》GB50017-2017


是指大型设备中的钢结构部分,根据技术人员的经验,以下结构应可划入设备钢结构范畴:的塔架钢结构、起重机的起重大梁、起重机车身、大型设备支架等,属于对精密性、材质、连接等要求较高的之一。对于成套设备来说,是最主要的受力部分,在功能上起到结构性作用。


(要求加工较精细)之间,采用焊接或者的连接方式。

同时钢结构类型主要有:用于厂房的、用于多高层建筑的、框架一、框一筒结构,用于大空间的平板和弯顶网充结构等等。不同,采用的结构形式也不同。钢结构设计要执行国家的,做到技术先进、经济合理、安全实用、确保质量。因此在结构设计制作的时候要注意以下要求:

1.首先根据建筑功能要求,采用相应合理的。做到技术先进、结构新颖、达到建筑和结构的统一。

2.钢结构(除容器外)多以杆件为主,故杆件尺寸尽可能模数化、标准化,便于机械化制造、运送、安装、提高。

3.采用具有较高的。

4.钢结构的节点是至关重要的,要采用适当的连接方式,使节点设计与相一致。以往的结构破坏绝大多数发生在节点,所以对节点要精心设计,精心施工.采用先进的、可靠的连接方法.


、基础、温度等),所以要求钢材应具有良好的(强度、塑性、韧性)和加工性能(冷热加工和),以保证结构安全可靠。钢材的种类很多,符合钢结构要求的只是少数几种,如中的Q235,中的l6Mn,用于的20锰()等。


1、强度

钢材的强度指标由σe,σy,和抗拉极限σu,设计时以钢材的屈服强度为基础,屈服强度高可以减轻结构的自重,节省钢材,降低造价。σu即是钢材破坏前所能承受的,此时的结构因很大而失去,但结构变形大而不垮,满足结构抵抗罕遇地震时的要求。‘σu/σy值的大小,可以看作钢材强度储备的参数。

2、塑性

钢材的塑性一般指应力超过屈服点后,具有显著的塑性变形而不断裂的性质。衡量钢材塑性变形能力的主要指标是δ和ψ。

3、

钢材的冷弯性能是衡量钢材在常温下弯曲加工产生塑性变形时对的抵抗能力。钢材的冷弯性能是用冷弯实验来检验钢材承受规定弯曲程度的性能。

4、

钢材的冲击韧性是指钢材在冲击荷载作用下,断裂过程中吸收机械动能的一种能力,是衡量钢材抵抗冲击荷载作用,可能因低温、,而导致的一项机械性能。一般通过的来获得钢材的冲击韧性指标。

5、焊接性能

钢材的焊接性能是指在—定的条件下,获得性能良好的。焊接性能可分为焊接过程中的焊接性能和使用性能上的焊接性能两种。焊接过程中的焊接性能是指焊接过程中焊缝及焊缝附近金属不产生或冷却不产生冷却收缩裂纹的。 焊接性能好,是指在一定焊接工艺条件下,和附近均不产生裂纹。使用性能上的焊接性能是指焊缝处的冲击韧性和热影响区内性能,要求焊缝及热影响区内钢材的不低于母材的力学性能。我国采用焊接过程的焊接方法,也采用使用性使用性质上的焊接性能试验方法。

6、

影响钢材耐久性的因素很多。首先是钢材的耐腐蚀性差,必须采取,防止钢材腐蚀生锈。防护措施有:定期对钢材油漆维护,采用,在有酸,碱,盐等强条件下,采用特殊防护措施,如海洋平台结构采用“阳极保护”措施防止腐蚀,在导管架上,海水会自动先腐蚀锌锭,从而达到保护钢导管架的功能。其次由于钢材在高温和长期荷载作用下,其破坏强度比短期强度降低较多,故对长期高温作用下的钢材,要测定。钢材随时间推移会自动变硬、变脆、即“时效”现象。对低温荷载作用下的钢材要检验其冲击韧性。


、公差、、(或弧度)

连接:孔位偏差、螺栓等级;焊接方法、焊接标准、焊材;气密性,要求进行、等

:、水平度等

包装:包装材料、

仓储:、

运输:装卸、车内摆放、集装箱内摆放,等等。


快、环境污染少等综合优势,与相比,更具有在“高、大、轻”三个方面发展的,在全球范围内,特别是和地区,钢结构在建筑工程领域中得到合理、广泛的应用。钢结构行业通常分为轻型钢结构、、住宅钢结构、和结构五大子类。

钢结构在各项工程建设中的应用极为广泛,如钢桥、钢厂房、、各种大型管道容器、高层建筑和塔轨机构等。


,规范和规程改变导致结构不足;

(2)构件由于各种意外产生变形、扭曲、伤残、凹陷等,致使构件截面削弱,杆件翘曲,连接开裂等;

(3)温差作用下引起构件或连接变形、开裂和;

(4)由于化学的侵蚀而产生腐蚀以及致使钢结构构件截面削弱;

(5)其它包括设计、生产、施工中的失误及服役期中的违规使用和操作等。

钢结构的加固主要有三种:

(1) 截面补强法:在局部或沿构件全长以钢材补强,连成整体使之共同受力;

(2) 改变计算简图:增设附加支承,调整荷载分布情况,降低内力水平,对支座进行强迫位移,降低应力峰值;

(3) 预应力拉索法:利用高强拉索加固结构或提高结构整体承载力、刚度和。


施工技术

一、钢结构安装焊接前的准备工作

试验钢材包括Q345GJC-Z15(壁厚70mm)、Q345GJC-Z15(壁厚40mm)、(翼缘厚28mm),为柱—柱横焊、柱—梁(包括上下翼缘平焊)、T型角。形式及尺寸按设计要求。焊后外观及合格后取样进行了力学和物理试验。

试验结果接头的抗拉强度达到母材抗拉强度,接头弯曲180°无裂纹。采用的和应符合,性能优良。、、焊条烘干保温等装置应齐全有效。

二、及CO2焊材和设备

(1)焊条应在高温中烘干,焊条烘干次数不得超过两次。

(2)焊丝包装应完好,如有破损而导致焊丝污染或弯折、紊乱时应部分弃之。

(3)CO2气体纯度应不低于99.9%(体积比),应低于0.05%(重量比),瓶内高压低于1MPa时应停止使用。

(4)焊机电压应正常,地线压紧牢固,接触可靠,电缆及无破损,送丝机应能均匀送丝,气管应无漏气或堵塞。

三、安装焊接程序及一般规定

焊接的一般顺序为:焊前检查 →预热除锈 → 垫板和→ 焊接 → 检验

1.焊前检查、、间隙及量,坡口内和两侧的锈斑、油污、等应清除干净。

2.预热。焊前用或特制烤枪对坡口及其两侧各100mm范围内的母材均匀加热,并用表面测温计测量温度,防止温度不符合要求或表面局部氧化,。

3.重新检查预热温度,如温度不够应重新加热,使之符合要求。

4.装焊垫板及引弧板,其表面清洁程度要求与坡口表面相同,垫板与母材应贴紧,引弧板与母材焊接应牢固。

5.焊接:第一层的应封住坡口内母材与垫板的连接处,然后逐道逐层累焊至填满坡口,每道焊缝焊完后,都必须清除及飞溅物,出现应及时磨去并修补。

6.一个接口必须完,如不得已而中途停焊时,应进行保温缓冷处理,再焊前,应重新按规定加热。

7.遇雨、雪天时应停焊,构件周围及上方应有挡风、雨棚,风速大于5m/s时应停焊。环境温度低于零度时,应按规定采取预热和措施施工。

8.应在焊缝冷却到环境温度、应在完成24h以后,进行焊缝探伤检验。

9.焊工和检验人员要认真填写作业。

四、典形节点的焊接顺序和

(1)上下柱无耳板侧由两名焊工在焊至的1/3处时,切去耳板。

(2)然后在切去耳板侧由两名焊工在两侧对称焊至板厚的1/3处。

(3)再由两名焊工分别承担相邻两面的焊接。

(4)每两层之间焊道的接头应相互错开,两名焊工焊接的也要注意每层错开,焊接过程中要注意检测。

(5)焊接工艺参数:

CO2气保焊:焊丝直径Φ1.2mm,电流280~320A,焊速350~450mm/min

焊丝伸出长度:约20mm,25~80L/min,

电压29~34V,层间温度120~150℃

五、柱—梁、梁—梁节点

(1)先焊梁的下翼缘,两侧的翼缘焊道要保持对称焊接。

(2)待下翼缘焊完,然后焊接上翼缘。

(3)如翼缘板厚大于30mm时,宜上下翼缘轮换施焊。

(4)焊接工艺参数:

CO2气保焊:焊丝直径φ1.2mm,电流280~360A,焊速300~500mm/min

焊丝伸出长度约20 mm,气体流量20~80L/mm

电压30~38V,层间温度120~150℃


牌号

1.:、、、、等

2.

3.及

4.专门用途钢


主要区别

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:25吨,可以认为为重钢结构。

2、每平米用钢量:大于等于50KG/㎡,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: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、展览中心,高层或超高层钢结构。

实际上国家规范和都并没有重钢一说,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,甚至包括的许多内容,轻型房屋钢结构只是针对其“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。

轻钢也是一个比较含糊的名词,一般可以有两种理解。一种是现行《钢结构设计规范》(GBJ 17-88)中第十一章“、小角钢的轻型钢结构”,是指用圆钢和小于L45*4和L56*36*4的角钢制作的轻型钢结构

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,而在概念上还是一致的 。


钢结构安装

钢构件的预制

按着安装顺序和在上进行钢构件的预制和组装,要保证焊接制作质量。

型钢的拼接拼接接缝和拼接接缝的间距应大于200㎜。翼缘板拼接长度不应小于2倍板宽;腹板拼接宽度不应小于300㎜,长度不应小于600㎜。

为了焊接方便,保证,尽量将立柱、横梁上的加强筋板、、垫板、(梁)等在地面钢平台上按尺寸进行组对焊接。

在钢平台上预制的钢构件除按施工图和制作组装外,还应考虑现场安装的和安装尺寸的变化。


发展前景与性能

钢结构发展:应关注三大领域

根据行业发展状况,、钢结构住宅、钢结构桥梁等三个领域的发展应当引起国家有关主管部门的关注,如果受到重视和政策鼓励,完全可以实现产业倍增的目标。

海洋石油的产量在2015年要达到1亿吨,装备企业的目标是要为深海1500米~3000米的开采提供大量装备,产业水平及规模必须提高;钢结构住宅符合、和循环,其工业化、标准化的钢结构住宅产品具有广阔和无限的;全国59万座公路桥梁结构桥梁不足1%,铁路系统高速发展,新建线路,80%均是桥梁。而钢结构桥梁在日本占到41%,美国占到33%,由此可见我国钢结构桥梁的和与还有很大差距。

产业在近10余年期间发展迅速,已成为全球钢结构用量最大、制造施工能力最强、第一、第一的钢结构大国。

钢结构企业:须重视“十二五”发展

各地重大的成功建设,说明我国的钢结构水平已处于国际先进水平。但我国的钢结构产业在信息化、自动化、标准化、方面同发达国家相比还有不小的差距。

2011年是国家起始之年,国家有关部委、及企业集团、钢结构企业都在进行调研、分析市场及未来。国家发改委、工信部、科技部也正在研究有关战略性新型产业确定和规划目标,对具有国际先进水平、自主创新能力强、国际竞争实力强大并可以占领更多市场的产业,将列入规划并给予支持、扶持政策。机遇也是挑战,我国钢结构产业能否上台阶、上规模,“十二五”期间的发展至关重要。

经过,在听取有关专家意见和建议后,草拟了《关于钢结构产业在国家“十二五”规划的战略思考及建议草案》,在征求有关人员的意见后,协会将组织有关专家具体落实、完善,以促进“十二五”期间钢结构行业取得更大发展。

钢结构行业由于其经济和技术的优越性、、以及可工业化、产业化发展,能更好的适应并满足当前我国建设需要,也将成为具有市场广阔、企业众多、创新不断、充满蓬勃生机的之一。

分析认为,“十二五”期间,获得政策扶持的钢结构行业有望在海洋工程、住宅和桥梁领域大展拳脚,实现产量的倍增。


抗震性

低层别墅的屋面大都为,因此屋面结构基本上采用的是由构件做成的三角型屋架体系,轻钢构件在封完结构性及之后,形成了非常坚固的"板肋",这种结构体系有着更强的抗震及抵抗的能力,适用于为8度以上的地区。

重量轻、强度高、整体刚性好、变形能力强。建筑物自重仅是的五分之一,可抵抗每秒70米的飓风,使生命财产能得到有效的保护。

住宅结构全部采用冷弯薄壁体系组成,钢骨采用超级防腐高强冷轧制造,有效避免钢板在施工和使用过程中的锈蚀的影响,增加了轻钢构件的使用寿命。结构寿命可达100年。

以玻纤棉为主,具有良好的保温隔热效果。用以外墙的,有效的避免墙体的“冷桥”现象,达到了更好的。100mm左右厚的R15热阻值可相当于1m厚的砖墙。

,隔音效果好,隔音达40分贝以上;由、石膏板组成的墙体,其隔音效果可高达60分贝。

也可大部分回收,符合当前;所有材料为,满足要求,有利于健康。

,可调节室内空气干湿度;屋顶具有通风功能,可以使屋内部上空形成流动的空气间,保证屋顶内部的通风及散热需求。

灵活分隔的要求,并可通过减少柱的和使用,提高面积,户内有效提高约6%。

二、节能效果好,墙体采用轻型节能标准化的、、,保温性能好,抗震度好。节能50%,

三、将钢结构体系用于可充分发挥钢结构的好、能力强,具有优良的抗震抗风性能,大大提高了住宅的安全可靠性。尤其在遭遇地震、的情况下,钢结构能够避免建筑物的倒塌性破坏。

四、建筑总重轻,钢结构住宅体系自重轻,约为混凝土结构的一半,可以大大减少基础造价。

五、施工速度快,工期比传统住宅体系至少缩短三分之一,一栋1000平米只需20天、五个工人方可完工。

六、环保效果好。钢结构住宅施工时大大减少了砂、石、灰的用量,所用的材料主要是绿色,100%回收或降解的材料,在建筑物拆除时,大部分材料可以再用或降解,不会造成垃圾。

七、以灵活、丰实。大开间设计,户内空间可多方案分割,可满足用户的不同需求。

八、符合和可持续发展的要求。钢结构适宜工厂,工业化程度高,并且能将节能、防水、隔热、门窗等先进成品集合于一体,成套应用,将设计、生产、施工一体化,提高建设产业的水平。

钢结构与普通相比,其匀质、高强、施工速度快、抗震性好和高等优越性,钢比砖石和砼的强度和要高出很多倍,因此在荷载相同的条件下,的质量轻。从被破坏方面看,钢结构是在事先有较大变形预兆,属于结构,能够预先发现危险,从而避免。

具有总体轻、节省基础、用料少、造价低、施工周期短,跨度大,安全可靠,造型美观,等优势。钢结构厂房广泛应用于、仓库、冷库、、办公大楼,多层停车车场及民宅等建筑行业。


中质量问题

(一)复杂性

钢结构施工质量问题的复杂性,主要表现在引发质量问题的因素繁多,产生质量问题的原因也复杂,即使是同一性质的质量问题,原因有时也不一样,从而质量问题的分析、判断和处理增加了复杂性。例如,其既可发生在中,也可发生在热影响中,既可在焊缝表面,也可在焊缝内部;裂缝走向既可平行于,也可垂直于焊道,裂缝既可能是冷裂缝,也可能是热裂缝;产生原因也有选用不当和焊接预热或不当之分。

(二)

钢结构工程项目施工质量问题的严重性表现在:一般的,影响施工顺利进行,造成,成本增加,严重的,建筑物倒塌,造成,财产受损,引起不良的社会影响。

(三)可变性

钢结构问题还将随着外界变化和时间的延长而不断地发展变化,逐渐体现。例如,钢构件的焊缝由于应力的变化,使原来没有裂缝的焊缝产生裂缝:由于焊后在焊缝中有氢的活动的作用便可产生延迟裂缝。又如构件长期承受过载,则钢构件要产生下拱,产生隐患。

(四)频发性

由于我国现代建筑都是以混凝土结构为主,从事建筑施工的管理人员和技术人员对钢结构的制作和施工技术相对比较生疏,以民工为主的具体施工人员更不懂钢结构工程的科学,导致中的事故时常发生。

钢结构易腐蚀

钢结构必须注意防护,特别是薄壁构件,因此,处于较强腐蚀性介质内的建筑物不宜采用钢结构。钢结构在涂油漆前应彻底除锈,油漆质量和涂层厚度符合相关。在设计中应避免使结构受潮、漏雨,构造上应尽量避免存在于检查、维修的死角。新建造的钢结构一般隔一定时间都要重新刷涂料,较高。国内外正在发展各种高性能的涂料和不易锈蚀的,钢结构耐锈蚀性差的问题有望得到解决。

钢结构耐热不耐火

温度超过250℃时,材质发生较大变化,不仅强度逐步降低,还会发生和现象。温度达600℃时,钢材进入塑性状态不能继续承载,钢材强度几乎为零。

钢结构断裂

钢结构在低温和某些条件下,,还有的,都应引起设计者的特别注意。

钢材较贵

采用钢结构后结构造价会略有增加,往往影响业主的选择。其实造价占的比例很小,增加幅度约为10%。而以高层建筑为例,增加幅度不到2%。显然,结构造价单一因素不应作为决定采用何种材料的依据。如果综合考虑各种因素,尤其是工期优势,则钢结构将日益受到重视。


:其中F为抗滑移试验所测得的使试件产生初始 滑移的力,nf为数, 为与F对应的拧紧预拉力实测 值之和。

(2) :其中d为高强螺栓(mm),M为施加(N﹒M ),P为。10.9级高强度大连接必须保证扭矩系数K的为0.110~0.150。其应0.010。

(3) 初拧扭矩:为了缩小螺栓紧固过程中钢板变形的影响,可用二次拧紧来减小先后拧紧螺栓之间的相互影响。高强螺栓第一次拧为初拧,使其宜达到标准轴力的60%~80%。

(4) 终拧扭矩:高强螺栓最后紧固用的扭矩为终拧扭矩。考虑各种的损失,终拧扭矩一般比按设计预拉力作理论计算的扭矩值大5%~10%。

钢结构的清理——

一.流程

清理过程中由电气控制的可调速输送将或钢材送进室体内抛射区,其周身各面受到来自不同坐标方位的强力密集弹丸打击与磨擦,使之其上的、锈层及其污物迅速脱落,钢材表面就获得一定的光洁表面,在清理室外两边进出口辊道装卸工件。落入钢材上面的弹丸与锈尘经吹扫装置吹扫,撒落下来的丸尘混合物由回收螺旋输送到室体漏斗、纵横向汇集于下部,再提升到机器上部的里,分离后的纯净弹丸落入分离器料斗中内,供抛丸循环使用。中产生尘埃,由抽风管送向,净化处理后的排放到大气中,尘埃被捕捉收集。

二.主要构成

1.清理室

清理室为大容腔板式组焊结构,室体内壁衬有ZGMn13耐磨防护板,清理作业在密封的容腔内进行。

2.输送辊道

分为室内输送辊道和装卸料段输送辊道。

室内辊道外套高铬耐磨护套及限位环,高铬耐磨护套用于保护辊道,承受弹丸打击,限位环可使工件按预定的位置运行,防止跑偏,造成事故。

3.提升机

主要由上、下部传动、、皮带、料斗等组成。

提升机上下同径带轮采用筋板、轮板与轮毂组焊成,以增强磨擦力,避免打滑现象,延长了皮带使用寿命。

提升机折弯成形,打开提升机中壳上的盖板可维修更换料斗和搭接皮带。打开提升机上的盖板可排除底部弹丸的阻塞。

调整提升机两侧螺栓带动拉板上下移动便可保持提升皮带的松紧度。

上下带轮采用带方座,受到振动冲击时可自动调整,密封性好。

4.分离器

螺旋主要由、螺旋轴、螺旋体壳组成。

采用带方座外球面球轴承,该轴承受到振动冲击时能自动调整,密封性好。

6.输丸管道

本输丸管道具有双重控丸功能,每一闸管上方均设一闸板,分别切断来自分离器的弹丸,便于维修各自的;闸板开启大小,可以调节弹丸流量,也可根据清理工件的规格任意组合,开启与关闭闸门数量,以,减少对机器的磨损,并保证满足生产需要。

7.抛丸器

采用单圆盘抛丸器,成为当今国内高水平的抛丸器。它主要由转动机构、叶轮、罩壳、定向套、分丸轮、护板等组成,其中叶轮采用Cr40材质由锻造而成,叶片、定向套、分丸轮及护板均采用高铬.

8.

本装置采用,并在室体内辅室部分设有不同角度的多组弹性吹嘴,对工件表面余留的弹丸进行吹扫清理。

9.进出口密封

工件进出口,均采用钢板制成,为防止在抛丸时,弹丸飞溅出清理室外,在工件进出口处各设多道加强密封,其特点为弹性强、寿命长、密封效果俱佳。

10.除尘系统

主要由和风机、除尘管道等一起组成除尘系统。可达99.5%。

11.电气控制

采用实现对全机的控制,采用国内外生产的优质,具有可靠性高及维修方便等优点,主电路由和实现对各电机的短路、缺相、。并设有多处,方便,防止事故扩大。

在清理室及清扫室的各个检修门上设有开关,当任何一个检修门打开后,抛丸器不能启动。

三.总结

主要用于金属结构、、钢(铸铁)制品、网架、与桥梁制造业,随着国家对环境污染的惩罚力度的加大,酸洗清理已经逐渐被市场淘汰,通过式抛丸机会得到越来越多的使用。

之一。钢材的特点是强度高、自重轻、刚度大,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜;

材料匀质性和各向同性好,属理想弹性体,最符合一般的基本假定;材料塑性、韧性好,可有较大变形,能很好地承受动力荷载;建筑工期短;其工业化程度高,可进行高的;加工精度高、效率高、密闭性好,故可用于建造气罐、油罐和变压器等。

其缺点是和耐腐性较差。主要用于重型车间的承重骨架、受动力荷载作用的厂房结构、、高耸和桅杆结构、桥梁和仓库等、高层和等。

钢结构今后应研究高强度钢材,大大提高其强度;此外要轧制新品种的,例如H型钢(又称宽翼缘型钢)和T形钢以及压型钢板等以适应大跨度结构和超高层建筑的需要。

钢结构又分轻钢和重钢。判定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,可以以一些数据综合考虑并加以判断。


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、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

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


安装质量控制

①安装前,应对构件的、与预拼装记录进行检查,并复验记录构件的尺寸。钢结构的变形、缺陷超出时,应进行处理。

安装前,应编制详细的测量和矫正工艺,的焊接应在焊接安装前进行模拟的,编制相应的施工工艺。对拼装好的屋架应预设一定的起拱度。

②钢结构吊装就位后,应对构件、标高等设计要求进行测量做好标记,对吊装质量进行焊前检查。安装好及钢浪索以使钢屋架在中安全稳定。

③时,施工单位应提交每榀构件吊装后的标高尺寸、焊接、涂装等分别向监理提交验收。


钢结构产量

行业呈现持续和快速的增长势头,钢结构产量从2002年的850万吨增长到2009年的2294万吨,达到15.24%。据相关数据估计,2010年,钢结构产量达到2600万吨。2011年,钢结构产量约为2900万吨。我国钢结构行业正处于迅猛发展时期。

中国钢结构行业总体较低。1万吨以下、1-5万吨、5-30万吨、30万吨以上的钢结构企业数量分别为4000-5000、100、20、6-8;拥有钢结构特级制造资质的企业51家,拥有专项甲级资质的企业82家,而同时拥有上述资质及的企业更少。随着行业不断发展,行业内并购整合现象将成为常态。


重点知识

1 、钢结构体系具有自重轻、安装容易、施工周期短、抗震性能好、快、环境污染少等综合优势,塑性和韧性好 抗冲击性好。

2 、钢材的种类有: 按厚度不同分薄板(厚度 < 4mm)、中板(中厚度4-20mm)和厚板(厚度20--60mm)大于60为特厚4种。钢带包括在钢板类内。

3、与高强螺栓的区别?

普通螺栓一般用制造,不经热处理,高强螺栓一般用或制造,需要经过调质热处理提高综合。 高强度分为,8.8级,10.9级,12.9级。

从强度等级: 高强螺栓常用8.8S和10.9S两个强度等级。 普通螺栓一般有4.4级,4.8级 5.6级8.8级。

从受力特点高强螺栓施加预拉力和靠传递外力,普通螺栓靠栓杆抗和孔壁承压来传递剪力。

4、 按受分为:摩擦型与承压型

摩擦型高强螺栓是依据被连接件之间的摩擦力传递外力,当剪力等于摩擦力时,极为摩擦型的设计。此时联众的杆件不会发生相对滑移,螺栓杆不受剪,螺栓孔壁不承压。

承压型高强螺栓与普通螺栓类似,剪力可以超过摩擦力,此时被连接构件之间会发生相对滑移,螺栓杆与孔壁接触,连接依靠摩擦力与螺栓杆的剪切、承压共同传力。

承压型高强螺栓的变形较大,不适用于直接承受动力荷载结构的连接。

5、焊条种类几种

大体有十几种:、、、、、、、、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条及。

6、焊缝缺陷:

(1):母体金属接头处中间(X)或根 部(V、U坡口)的未完全熔合在一起而留下的局部。未焊透降低了的,在未焊透的缺口和端部会形成,在焊接件时容易导致开裂。

(2)未熔合:固体金属与之间(焊道与母材之间),或者填充金属之间(时的焊道之间或之间)局部未完全熔化结合,或者在()时母材与母材之间未完全熔合在一起,有时也常伴有存在。

(3)气孔:在熔化焊接过程中,焊缝金属内的气体或外界侵入的气体在熔池金属冷却凝固前未来得及溢出而残留在焊缝金属内部或表面形成的或孔隙,视其形态可分为单个气孔、链状气孔、密集气孔(包括气孔)等,特别是在中,由于过程进行时间很短,熔池金属很快凝固,冶金过程中产生的气体、吸收的气体,或者焊条的受潮而在高温下分解产生气体,甚至是焊接环境中的湿度太大也会在高温下分解出气体等等,这些气体来不及析出时就会形成气孔缺陷。尽管气孔较之其它的缺陷其应力没有那么大,但是它破坏了焊缝金属的致密性,减少了焊缝金属的有效截面积,从而导致焊缝的强度降低。

7、是在不损坏工件或原材料的前提下,对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段。

常用无损探伤方法:

:利用超声能透入的深处,并由一截面进入另一截面时,在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法,当超声波束自零件表面由探头通至金属内部,遇到缺陷与零件底面时就分别发生来,在萤光屏上形成脉冲波形,根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。

(、):利用射线穿透物体来发现物体的探伤方法 。

:是用来检测铁表面和近的一种检测方法。当工件磁化时,若工件表面有缺陷存在,由于缺陷处的增大而产生漏磁,形成局部磁场,便在此处显示缺陷的形状和位置,从而判断缺陷的存在。

8、零部件加工的程序:准备工作、矫正、放样、切割、弯曲、制孔、组装、焊接、检测、除锈、涂装。

9、 金属表面除锈方法有:手工处理、、和四种。

(1)手工处理

手工处理主要用铲刀、、砂布、断钢等工具,靠手工敲、铲、刮、刷、砂的方法来达到清除铁锈,这是漆工传统的除锈方法,也是最简便的方法,没有任何环境及施工条件限制,但由于效率及效果太差,只能适用小范围的除锈处理。

(2)法

机械除锈法主要是利用一些电动、来达到清除铁锈的目的。常用如电动刷、电动砂轮;风动工具如风动刷。电动刷和风动刷是利用特制圆形钢丝刷的转动,靠冲击和摩擦把铁锈或氧化皮清除干净,特别对表面铁锈,效果较好,但对较深锈斑很难除去。电动砂轮实际是手提,可以在手中随意移动,利用砂轮的高速旋转除去铁锈,效果较好,特别对较深的锈斑,其工作效率高,施工质量也较好,使用方便,是一种较理想的除锈工具。但在操作中须注意,不要把金属表皮打穿。

(3)喷砂、法

喷砂、喷丸处理法同前节清除旧使用法。(4)火焰处理法火焰处理法是利用对少量手工难以清除的较深的锈蚀斑,进行烧红,让高温使铁锈的改变化学成份而达到除锈目的。使用此法,须注意不要让金属表面烧穿,以及防止大面积表面产生受热变形。

(5)

化学处理法实际是酸洗除锈法,利用酸性溶液与(铁锈)发生,生成,而脱离金属表面。常用的酸性溶液有:、、、。操作中将酸性溶液涂于金属铁锈部位让其慢慢与铁锈发生化学反应而去掉。铁锈去除后应用清水冲洗,并用溶液进行,再用清水冲洗后揩干、烘干,以防很快生锈。

对酸洗过的金属表面须要经粗糙处理或,主要是增加金属表面与底漆的。在稀释时,应慢慢把硫酸倒入容器的水中,并不断搅拌,切勿相反操作,以免硫酸液溅出伤人。

10、常见的起重设备: 塔式起重机 履带起重机 轮式起重机 千斤顶 转扬机 葫芦 。


著名建筑

巴黎艾菲尔铁塔

是一座于1889年建成位于法国战神广场上的镂空结构铁塔,高300米,天线高24米,总高324米。

该塔塔身为钢架镂空结构,有海拔57米、115米和274米的三层平台可供游览,第四层平台海拔300米,设。顶部架有天线,为巴黎。从地面到塔顶装有电梯和阶梯,710级阶梯。

据了解,铁塔使用了1500多根巨型预制梁架、150万颗、12000个钢铁铸件,7000吨,由250个工人花了17个月建成。


双子塔位于吉隆坡市中心美芝律,高88层,是当今世界第一的超级建筑。巍峨壮观,气势雄壮,是的骄傲。它以451.9米的高度打破了美国希尔斯大楼保持了22年的最高记录,成为当今世界独一无二的巨型建筑。

这个工程于1993年12月27日动工,1996年2月13日正式封顶,1997年建成使用。它是马来西亚用20亿建成的。世界著名的建筑大师——西泽配这座大楼的设计者。


纽约

是一栋的现代化办公大楼,它和一起被称为纽约的标志。地上建筑有381米高的帝国大厦,自1931年以来,雄踞的宝座达40年之久,直到1971年才被超过。

上世纪30年代,建筑师设法增加了一节200英尺高的圆塔,使帝国大厦的高度为1250英尺。这座只用了410天就建成,也可算是上的奇迹。在很长一段时间里,帝国大厦一直是世界最高的楼房。


,位于东部泰晤士河畔的半岛上,是英国政府为迎接21世纪而兴建的。弯项直径320m,周圈大于1000m,有12根穿出屋面高达100m的桅杆,采用圆球形的。膜面支承在72根辐射状的钢索上,其截面为2×φ32,这些钢索则通过间距25m的斜拉与为桅杆所支撑,吊索与系索同时对桅杆起。

据了解,千年穹顶共占地73公顷、达12.5亿美元的大型建筑,包括一系列展示与演出的场地,以及购物商场、餐厅、酒吧等。


旧金山

横跨南北,将旧金山市与Marin县连结起来。花费四年多时间修建的这座桥是世界上最漂亮的结构之一。它已不是世界上最长的,但它却是最著名的。金门大桥的巨大桥227米,每根钢索重6412公吨,由27000根钢丝绞成。1933年1月始建,1937年5月首次建成通车。耸立在大桥南北两侧,高342米,其中高出水面部分为227米,相当于一座70层高的建筑物。塔的顶端用两根直径各为92.7厘米、重2.45万吨的相连,钢缆中点下垂,几乎接近,钢缆和桥身之间用一根根细钢绳连接起来。资料显示,钢塔之间的大桥跨度达1280米,为世界所建大桥中罕见的单孔长跨距大吊桥之一。


盖特威拱门

的盖特威拱门,是美国最高的独自挺立的纪念碑。这座闪闪发光的用钢制成的圆弧造型,拔地而起,有将近200米高,跨度也是近200米,和高度完全一样。据记载,裔美国人、著名伊洛?萨里嫩在1940年代后期的一次全美中设计了盖特威拱门。可是,该工程直到1963年2月才开始动工,1965年10月完工。后来,拱门上增添了一个,让人们可以登上拱门顶端的一个观景台放眼眺望。盖特威拱门座落在密西西比河畔,被人们誉为通往西部的大门。


悉尼整个建筑占地1.84公顷,长183米,宽118米,高67米,相当于20层楼的高度。它的外观为三组巨大的壳片,耸立在一南北长186米、东西最宽处为97米的现浇钢筋混凝土结构的基座上。歌剧院整个分为三个部分:歌剧厅、和贝尼朗餐厅。歌剧厅、音乐厅及休息厅并排而立,建在巨型花岗岩石基座上,各由4块巍峨的大壳顶组成。

据称,歌剧院的音乐厅最特别之处,就是位于音乐厅正前方,由艺术家Ronald Sharp所的。这个大管风琴由10,500个风管组成,号称是全世界最大的机械木风琴,此外,整个音乐厅建材使用均为澳洲木材,忠实呈现澳洲自有的风格。


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