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全麵了解鋼結構的基礎知識

發表時間:2019-12-29 13:32:37    新聞來源:www.champagent.com
一、鋼結構的特色
1、鋼結構自重較輕
2、鋼結構作業的牢靠性較高
3、鋼材的抗振(震)性、抗衝擊性好
4、鋼結構製作的工業化程度較高
5、鋼結構能夠精確快速地裝置
6、簡略做成密封結構
7、鋼結構易腐蝕
8、鋼結構耐火性差
二、常用鋼結構用鋼的商標及功能
1、炭素結構鋼:Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等
2、低合金高強度結構鋼
3、優質碳素結構鋼及合金結構鋼
4、專門用處鋼
三、鋼結構的資料選用準則
鋼結構的資料選用準則是確保承重結構的承載才能和避免在必定條件下出現脆性損壞,依據結構的重要性、荷載特征、結構方法、應力狀況、銜接辦法、鋼材厚度和作業環境等要素綜合考慮的。
《鋼結構規劃標準》GB50017-2003提出的四種鋼材類型是“宜”運用的類型,是在條件答應時的首要挑選,並不製止其它類型的運用,隻需運用的鋼材滿意標準的要求即可。
四、首要鋼結構技能內容
(1)高層鋼結構技能。依據修建高度和規劃要求分別選用結構、結構支撐、筒體和巨型結構結構,其構件可選用鋼、勁性鋼筋混凝土或鋼管混凝土。鋼構件質輕延性好,可選用焊接型鋼或軋製型鋼,適用於超高建層修建;勁性鋼筋混凝土構件剛度大,防火功能好,適用於中高層修建或底部結構;鋼管混凝土施工簡潔,僅用於柱結構。
(2)空間鋼結構技能。空間鋼結構自重輕、剛度大、造型漂亮,施工速度快。以鋼管為杆件的球節點平板網架、多層變截麵網架及網殼等是我國空間鋼結構用量最大的結構型式。具有空間剛度大,用鋼量低的長處,在規劃、施工和查驗規程,並可提供完備的CAD。除網架結構外,空間結構尚有大跨懸索結構、索膜結構等。
(3)輕鋼結構技能。伴隨著輕型彩色鋼板製成牆體和屋麵圍護結構組成的新結構方法。由5mm以上鋼板焊接或軋製的大斷麵薄壁H型鋼牆梁和屋麵檁條,圓鋼製成柔性支持係統和高強螺栓銜接構成的輕鋼結構體係,柱距可從6m到9m,跨度可達30m或更大,高度可達十幾米,並可設輕型吊四。用鋼量20~30kg/m2。現已有標準化的規劃程序和專業化出產企業,產品質量好,裝置速度快,重量輕,出資少,施工不受時節限製,適用於各種輕型工業廠房。
(4)鋼混凝土組合結構技能。以型鋼或鋼辦理與混凝土構件組成的梁、柱承重結構為鋼混組合結構,近年來使用規模日益擴展。組合結構兼有鋼與混凝土兩者的長處,全體強度大、剛性好、抗震功能傑出,當選用外包混凝土結構時,更具有傑出的耐火和耐腐蝕功能。組合結構構件一般可下降用鋼量15~20%。組合樓蓋及鋼管混凝土構件,還具有少支模或不支模、施工便利快速的長處,推行潛力較大。適用於隨較大荷載的多層或高層修建的結構梁、柱及樓蓋,工業修建柱和樓蓋等。
(5)高強度螺栓銜接與焊接技能。高強螺栓是經過磨擦力來傳遞應力,由螺栓、螺母和墊圈三部分組成。高強螺栓銜接施工簡潔、撤除靈敏、承載力高、抗疲勞功能和自鎖性好、安全性高級長處,工程中已替代了鉚接和部分焊接,成為鋼結構製作及裝置中的首要銜接手法。在車間內製作的鋼構件,厚板應選用主動多絲弧埋焊,箱形柱隔板應選用熔咀電渣焊等技能。現場裝置施工中,應選用半主動焊技能和氣體維護焊藥芯焊絲及自維護藥芯焊絲技能。
(6)鋼結構防護技能。鋼結構防護包含防火、防腐、防鏽,一般是選用在防火塗料處理後無需再作防鏽處理,但在有腐蝕氣體的修建中需求作防腐處理。國內防火塗料品種較多,如TN係列、MC-10等,其間MC-10防火塗料有醇酸磁漆、氯化橡膠漆、氟橡膠塗料及氯磺化塗料等。在施工中應依據鋼結構型式、耐火等級要求及環境要求選用適宜的塗料及塗層厚度。
五、鋼結構的方針與辦法
鋼結構工程涉及麵廣,技能難度大,在推行使用中有必要遵從國家及職業標準標準。各地建造行政主管部分應注重鋼結構工程專業化階段的建造,安排好質檢隊伍訓練作業,並及時總結作業實踐和新技能使用。大專院校、規劃部分和施工企業應加快鋼結構工程技能人員培養,推行技能老練的鋼結構CAD。大眾學術團體應合作鋼結構技能的開展,廣泛開展國內外學術交流和訓練活動,活躍把鋼結構的規劃、製作與施工裝置技能的總體水平,在近期內能有獎賞的進步。
六、鋼結構的銜接辦法
鋼結構的銜接辦法有焊縫銜接、螺栓銜接和鉚釘銜接三種。
(一)、焊縫銜接
焊縫銜接是經過電弧發作的熱量使焊條和焊件部分熔化,經冷卻凝結成焊縫,從而將焊件銜接成為一體。
長處:不削弱構件截麵,節省鋼材,結構簡略,製作便利,銜接剛度大,密封功能好,在必定條件下易於選用主動化作業,出產功率高。
缺點:焊縫鄰近鋼材因焊接高溫效果構成的熱影響區可能是某些部位材突變脆;焊接進程中鋼材遭到散布不均勻的高溫文冷卻,使結構發作焊接剩餘應力和剩餘變形,對結構的承載力、剛度和運用功能有必定影響;焊接結構因為剛度大,部分裂紋一經發作很簡略擴展到全體,尤其是在低溫下易發作脆斷;焊縫銜接的塑性和耐性較差,施焊時可能發作缺點,使疲勞強度下降。
(二)、螺栓銜接
螺栓銜接是經過螺栓這種緊固件把銜接件銜接成為一體。螺栓銜接分一般螺栓銜接和高強度螺栓銜接兩種。
長處:施工工藝簡略、裝置便利,特別適用於工地裝置銜接,也便於拆開,適用於需求裝拆結構和臨時性銜接。
缺點:需求在板件上開孔和組裝時對孔,添加製作作業量,且對製作的精度要求較高;螺栓孔還使構件截麵削弱,且被銜接件常需相互搭接或增設輔佐銜接板(或角鋼),因此結構較繁且多費鋼材。
(三)、鉚釘銜接
鉚釘銜接是將一端帶有半圓形預製釘頭的鉚釘,將釘杆燒紅後敏捷刺進銜接件的釘孔中,然後用鉚釘槍將另一端也打鉚成釘頭,以使銜接到達緊固。
長處:鉚接傳力牢靠,塑性、耐性均較好,質量易於檢查和確保,可用於重型和直接接受動力荷載的結構。
缺點:鉚接工藝雜亂、製作費工費料,且勞動強度高,故已根本被焊接和高強度螺栓銜接所替代。
七、焊接銜接
(一)焊接辦法
鋼結構常用的焊接辦法是電弧焊,包含手藝電弧焊、主動或半主動電弧焊以及氣體維護焊等。
手藝電弧焊是鋼結構中最常用的焊接辦法,其設備簡略,操作靈敏便利。但勞動條件差,出產功率比主動或半主動焊低,焊縫質量的變異性大,在必定程度上取決於焊工的技能水平。
主動焊的焊縫質量安穩,焊縫內部缺點較少,塑性好,衝擊耐性好,適合於焊接較長的直接焊縫。半主動焊因人工操作,適用於焊曲線或任意形狀的焊縫。主動和半主動焊應選用與主體金屬相適應的焊絲和焊劑,焊絲應契合國家標準的規定,焊劑應依據焊接工藝要求確定。
氣體維護焊是用惰性氣體(或CO2)氣體作為電弧的維護介質,使熔化金屬與空氣阻隔,以堅持焊接進程安穩。氣體維護焊電弧加熱會集,焊接速度快,熔深大,故焊縫強度比手藝焊的高。且塑性和抗腐蝕性好,適合於厚鋼板的焊接。
(二)、焊縫方法
焊縫銜接方法依據被銜接構件間的相互位置可分為對接、搭接、T形銜接和角接等四種方法。這些銜接所用的焊縫有對接焊縫和角焊縫兩種根本方法。在詳細使用時,應依據銜接的受力狀況,結合製作、裝置和焊接條件進行挑選。
(三)焊縫結構
1、對接焊縫
對接焊縫傳力直接、平順、沒有明顯的應力會集現象,因此受力功能傑出,關於接受靜、動荷載的構件銜接都適用。但因為對接焊縫的質量要求較高,焊件之間施焊空隙要求較嚴,一般多用於工廠製作的銜接中。
2、角焊縫
角焊縫的方法:角焊縫按其長度方向和外力效果方向的不同,可分為平行於力效果方向的側麵角焊縫、垂直於力效果方向的正麵角焊縫與力效果方向斜交的斜向角焊縫以及圍焊縫。
角焊縫截麵方法又分為一般式、平坡式和深熔式。圖中hf稱為角焊縫的焊腳尺度。一般式截麵焊腳邊份額為1:1,近似於等腰直角三角形,其傳力線彎折較劇烈,故應力會集嚴重。對直接接受動力荷載的結構,為使傳力平順,正麵角焊縫宜選用兩焊角邊尺度份額1:1.5的平坡式(長邊順內力方向),側麵角焊縫宜選用份額為1:1的深熔式。
八、螺栓銜接
(一)一般螺栓銜接的結構
1、一般螺栓的方法和標準
鋼結構選用的一般方法為大六角頭型,其代號用字母M與公稱和直徑(mm)表明。工程中常用M18,M20,M22,M24。按國際標準,螺栓一致用螺栓的功能等級來表明,如“4.6級”、“8.8級”等。小數點前數字表明螺栓資料的最低抗拉強度,如“4”表明400N/mm2,“8”表明800N/mm2。小數點後的數字(0.6、0.8)表明螺栓資料的屈強比,即屈服點與最低抗拉強度的比值。
依據螺栓的加工精度,一般螺栓又分為A、B、C三級。
A、B級螺栓(精製螺栓)選用8.8級鋼材製作,經機床車削加工而成,表麵潤滑,尺度精確,且配用Ⅰ類孔(即螺栓孔在裝置好的構件上鑽成或擴鑽成,孔壁潤滑,對孔精確)。因為其加工精度高,與孔壁接觸嚴密,其銜接變形小,受力功能好,可用於接受較大剪力和拉力的銜接。但製作和裝置較費工,本錢高,故在鋼結構中較少選用。
C級螺栓(粗製螺栓)用4.6或4.8級鋼製作,加工粗糙,尺度不行精確,隻需求Ⅱ類孔(即螺栓孔在單個零件上一次衝成或不必鑽模鑽成。一般孔徑比螺栓杆徑大1~2mm)。在傳遞剪力時,銜接變形大,但傳遞拉力的功能尚好,操作無需特別設備,本錢低。常用於接受拉力的螺栓銜接和接受靜力荷載或直接接受動力荷載結構中的非必須受剪銜接。
2、一般螺栓銜接的擺放
螺栓的擺放應簡略、一致而緊湊,滿意受力要求,結構合理又便於裝置。擺放方法有並排和錯列兩種擺放。並排較簡略,錯列較緊湊。
(二)一般螺栓銜接的受力特色
1、受剪螺栓銜接
2、受拉螺栓銜接
3、拉剪螺栓銜接
(三)高強度螺栓的受力特色
高強度螺栓銜接按規劃和受力要求可分為衝突型和承壓型兩種。衝突型銜接在接受剪切時,以外剪力到達板件間可能發作的最大摩阻力為極限狀況;當超過期板件間發作相對滑移,即以為銜接已失效而損壞。承壓型銜接在受剪時,則答應衝突力被戰勝並發作板件間相對滑移,然後外力能夠持續添加,並以爾後發作的螺杆剪切或孔壁承壓的終究損壞為極限狀況。
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