鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)課件

1、 什么是鋼結(jié)構(gòu)？什么是鋼結(jié)構(gòu)？定義定義:由型鋼和鋼板通過(guò)焊接、螺栓連接或鉚接而制成由型鋼和鋼板通過(guò)焊接、螺栓連接或鉚接而制成的工程結(jié)構(gòu)的工程結(jié)構(gòu). 鋼結(jié)構(gòu)工程是以鋼材制作為主的工程，是主要的建筑結(jié)構(gòu)之一。鋼結(jié)構(gòu)工程是以鋼材制作為主的工程，是主要的建筑結(jié)構(gòu)之一。鋼結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑中較普通形式之一。鋼結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代建筑中較普通形式之一。我國(guó)是我國(guó)是最早最早用鐵制造結(jié)構(gòu)的國(guó)家，遠(yuǎn)在有用鐵制造結(jié)構(gòu)的國(guó)家，遠(yuǎn)在有秦始皇時(shí)代秦始皇時(shí)代,就已經(jīng)用鐵就已經(jīng)用鐵作簡(jiǎn)單的承重結(jié)構(gòu)作簡(jiǎn)單的承重結(jié)構(gòu),而西方國(guó)家使用金屬結(jié)構(gòu)是在而西方國(guó)家使用金屬結(jié)構(gòu)是在17世紀(jì)中期世紀(jì)中期. 建筑物的分類(lèi)建筑物的分類(lèi)建筑物的分類(lèi)建筑物的分類(lèi)

2、建筑材料的分類(lèi)建筑材料的分類(lèi)按建筑承重結(jié)構(gòu)分類(lèi)按建筑承重結(jié)構(gòu)分類(lèi)建筑物高度分類(lèi)建筑物高度分類(lèi)welcome to use these PowerPoint templates, New Content design, 10 years experience1、建筑物的分類(lèi)、建筑物的分類(lèi)1)民用建筑（居住建筑、公共建筑）2)工業(yè)建筑 2、建筑材料的分類(lèi)、建筑材料的分類(lèi)磚木結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)按工程分類(lèi)重型工業(yè)廠(chǎng)房；輕鋼門(mén)架；多、高層鋼結(jié)構(gòu)；大跨度鋼結(jié)構(gòu)；鋼結(jié)構(gòu)住宅；鋼管結(jié)構(gòu)；組合結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)按行業(yè)分類(lèi)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)；橋梁鋼結(jié)構(gòu)5大子類(lèi) 3、按

3、建筑承重結(jié)構(gòu)分類(lèi)、按建筑承重結(jié)構(gòu)分類(lèi)1)承重墻結(jié)構(gòu) 2)框架結(jié)構(gòu) 3)排架結(jié)構(gòu) 4)其它結(jié)構(gòu)（高層、超高層建筑物采用剪力墻體結(jié)構(gòu)、桶式結(jié)構(gòu)體系） 4、建筑物高度分類(lèi)、建筑物高度分類(lèi)1)低層 2層及2層以下2)多層 2層以上8層以下3)中高層 8層以上16層以下4)高層 16層以上24層以下5)超高層 24層以上鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)建筑鋼材強(qiáng)度高，塑性韌性較好建筑鋼材強(qiáng)度高，塑性韌性較好 A）強(qiáng)度高強(qiáng)度高：適用于建造強(qiáng)度大，高度高，承載重的結(jié)構(gòu)。但由于強(qiáng)度高，一般構(gòu)件截面小而壁薄，在受壓時(shí)易為穩(wěn)定計(jì)算和剛度計(jì)算所控制，強(qiáng)度難以得到充分的利用,因此出現(xiàn)鋼混結(jié)構(gòu)（勁芯結(jié)構(gòu)）。 B) 塑性好：塑性

4、好：結(jié)構(gòu)在一般條件下不易因超載而突然斷裂，只增大變形，故易于 發(fā)現(xiàn)。此外，鋼結(jié)構(gòu)還能將局部高峰應(yīng)力重分配，使應(yīng)力變化趨于平緩。 C) 韌性好：韌性好：適宜在動(dòng)力荷載下工作。因此在地震區(qū)采用鋼結(jié)構(gòu)較為有利,日本是一個(gè)多地震國(guó)家，全世界每年有10%的地震發(fā)生在日本，因此日本的隔震技術(shù)比較領(lǐng)先，就目前常用的隔震裝置有:1)橡膠支座隔震2)滾子隔震3）滑動(dòng)支座隔震4）搖擺支座隔震(案例案例) 靠近我們這里的有一條地震帶是從上海崇明-溧陽(yáng)，溧陽(yáng)在74及79年發(fā)生過(guò)二次5級(jí)以上地震，而我們宜興的地震設(shè)防等級(jí)為6度，屬于一般性地區(qū).鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)D）重量輕重量輕 以同樣強(qiáng)度承受同樣的荷載，鋼屋架的

5、重量最多不過(guò)為鋼筋混土屋架的1/31/4，冷彎薄壁型鋼屋架甚至達(dá)到1/10。 由于重量輕，還可減輕下部基礎(chǔ)的負(fù)荷，降低基礎(chǔ)部分的造價(jià)，同時(shí)方便運(yùn)輸和吊裝。E）材質(zhì)均勻，理論計(jì)算與實(shí)際用料比較吻合材質(zhì)均勻，理論計(jì)算與實(shí)際用料比較吻合 接近各向同性，是理想的彈性塑性體，在計(jì)算中采用的經(jīng)驗(yàn)方式不多，從而計(jì)算上的不定性較小，計(jì)算結(jié)果比較可靠。F）制作簡(jiǎn)便，施工周期短制作簡(jiǎn)便，施工周期短 構(gòu)件一般在工廠(chǎng)制作，制作機(jī)械化，準(zhǔn)確度和精確度皆較高，由于預(yù)制比例較高，因此，占用現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)間很少，大大縮短施工周期。鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)G) 易于改建和搬遷易于改建和搬遷 由于鋼結(jié)構(gòu)連接簡(jiǎn)單，安裝、拆卸方便，并且

6、易于加固、改建和拆遷。舉個(gè)例子；某開(kāi)發(fā)區(qū)重新規(guī)劃，需要對(duì)部分廠(chǎng)房拆遷，鋼結(jié)構(gòu)的廠(chǎng)房和設(shè)備都可輕易拆遷，其它結(jié)構(gòu)有難度。H）保值率高保值率高 在使用年限達(dá)到設(shè)計(jì)時(shí)限或遇到重新規(guī)劃需拆除建筑物時(shí)，砼結(jié)構(gòu)就是一堆建筑垃圾，而鋼結(jié)構(gòu)建筑的可回收利用率達(dá)到80%以上。 隨著國(guó)際鐵礦石的逐年漲價(jià)，鋼鐵的價(jià)格上漲成為總趨勢(shì)，鋼結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房的保值功能越來(lái)越突出。J) 環(huán)保環(huán)保 鋼結(jié)構(gòu)建筑所用的材料主要是綠色，100%可回收或降減的材料,不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染.鋼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)和質(zhì)量控制重點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)和質(zhì)量控制重點(diǎn) 三三 大大 缺缺 點(diǎn)點(diǎn)四大質(zhì)量控制重點(diǎn)四大質(zhì)量控制重點(diǎn)三大缺點(diǎn)三大缺點(diǎn)A）耐腐蝕性差鋼材容易腐蝕。耐腐蝕性

7、差鋼材容易腐蝕。 鋼結(jié)構(gòu)必須注意防腐,特別是薄壁型構(gòu)件。鋼結(jié)構(gòu)在油漆前必須徹底除銹。 除銹方法有兩種：一種手工除銹最高可達(dá)st3.0級(jí)，通常要求為st2.0級(jí)，常用于支撐拉桿等次結(jié)構(gòu)件，另一種為機(jī)械除銹最高可達(dá)sa3.0級(jí)，通常主鋼構(gòu)件必須達(dá)到sa2.5級(jí)以上。一般鋼結(jié)構(gòu)建筑需間隔一定的時(shí)間對(duì)結(jié)構(gòu)重新涂刷涂料，因此難護(hù)費(fèi)用高。B）耐熱但不耐火。耐熱但不耐火。 溫度超過(guò)250攝氏度時(shí),材質(zhì)發(fā)生較大的變化,不僅強(qiáng)度逐步降低，還會(huì)出現(xiàn)藍(lán)脆和徐變現(xiàn)象。當(dāng)溫度達(dá)到600攝氏度時(shí)鋼材進(jìn)入塑性狀態(tài)，不能承載，從而導(dǎo)致建筑物的坍塌.C）特別是在低溫氣候時(shí)，如果局部荷載超過(guò)原設(shè)計(jì)荷載（如施工時(shí)屋面材料集中堆放）

8、可能發(fā)生脆性斷裂可能發(fā)生脆性斷裂，所以要注意避免產(chǎn)生集中荷載。四大質(zhì)量控制重點(diǎn)四大質(zhì)量控制重點(diǎn)原材料原材料必須按照有關(guān)規(guī)范和具體圖紙要求使用相應(yīng)的原材料，確保結(jié)構(gòu)的安全性，對(duì)每批次原材料都必須進(jìn)行物理力學(xué)性能測(cè)試和化學(xué)元素分析。放樣精確放樣精確從設(shè)計(jì)院的圖紙到真正的一件鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件生產(chǎn)出來(lái)，需要通過(guò)鋼結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)公司進(jìn)行技術(shù)深化和生產(chǎn)，技術(shù)深化的圖紙是生產(chǎn)環(huán)節(jié)的依據(jù)，生產(chǎn)是圖紙的最終實(shí)現(xiàn)，任何一環(huán)需要精確，鋼結(jié)構(gòu)到現(xiàn)場(chǎng)就是把每一根構(gòu)件搭接起來(lái)，如果有一根構(gòu)件不精確，勢(shì)必造成整個(gè)建筑無(wú)法成型。焊接質(zhì)量焊接質(zhì)量設(shè)備：全自動(dòng)埋弧焊機(jī)、半自動(dòng)埋弧焊機(jī)、氣保焊槍、電弧焊槍?zhuān)皇┖肝恢茫浩胶?、?cè)焊、橫焊、立焊、仰

9、焊等；焊接質(zhì)量檢測(cè)：超聲波探傷檢測(cè)，X光照相檢測(cè)。防銹涂裝防銹涂裝設(shè)備：平板/構(gòu)件拋丸除銹機(jī)；油漆：高壓噴漆，獨(dú)立噴漆房；檢測(cè)重點(diǎn)：漆膜厚度，附著力。 鋼結(jié)構(gòu)的使用范圍鋼結(jié)構(gòu)的使用范圍1、工業(yè)廠(chǎng)房、工業(yè)廠(chǎng)房吊車(chē)吊位較大或其工作較繁重的車(chē)間多采用鋼骨架。如冶金廠(chǎng)房的平爐、轉(zhuǎn)爐車(chē)間，重型機(jī)械廠(chǎng)的鑄造車(chē)間。2、大跨結(jié)構(gòu)、大跨結(jié)構(gòu)如飛機(jī)裝配車(chē)間、飛機(jī)庫(kù)、體育館（首都體育館和上海體育館大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)）、展覽館。結(jié)構(gòu)分為網(wǎng)架、懸索、拱架以及框架。3、高聳結(jié)構(gòu)、高聳結(jié)構(gòu)塔架、桅桿結(jié)構(gòu)。最著明的是法國(guó)埃菲爾鐵塔，它是一座于1889年建成位于法國(guó)巴黎戰(zhàn)神廣場(chǎng)戰(zhàn)神廣場(chǎng)上的鏤空結(jié)構(gòu)鐵塔，高300米，天線(xiàn)高24米，總

10、高324米。它得名于它的設(shè)計(jì)師.4、多層和高層建筑、多層和高層建筑中國(guó)的多高層建筑使用鋼結(jié)構(gòu)起步較晚，原來(lái)多采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，一是因?yàn)槔碚摬怀墒?，二是原鋼產(chǎn)量較少。隨著國(guó)外先進(jìn)設(shè)計(jì)理念的引進(jìn)，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)水平也在不斷提高，目前已將鋼結(jié)構(gòu)廣泛運(yùn)用到多高層建筑中。常見(jiàn)的多高層鋼結(jié)構(gòu)建筑，一種是骨架采用鋼結(jié)構(gòu)，其余部分采用框架澆筑；另一種是全鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)的使用范圍鋼結(jié)構(gòu)的使用范圍5、板殼結(jié)構(gòu)、板殼結(jié)構(gòu) 油庫(kù)、油罐、煤氣庫(kù)、高爐、熱爐、煙囪、水塔以及各種管道6、其它特種結(jié)構(gòu)、其它特種結(jié)構(gòu) 棧橋、管道支架（如昆山丹尼斯）、井架、海上鉆油平臺(tái)。7、可拆卸或移動(dòng)結(jié)構(gòu)、可拆卸或移動(dòng)結(jié)構(gòu) 臨時(shí)用房（包括工

11、地、生產(chǎn)和生活用房），臨時(shí)展臺(tái)。這些都是可以拆遷的、移動(dòng)結(jié)構(gòu)如塔吊。8、輕鋼結(jié)構(gòu)、輕鋼結(jié)構(gòu)包括門(mén)式剛架，冷彎薄壁型鋼和鋼管結(jié)構(gòu)。其中門(mén)式鋼架指的是主要承重結(jié)構(gòu)為單跨或多跨實(shí)腹門(mén)式剛架，是有輕型屋蓋和輕型外墻，可以設(shè)置起重量不大于20噸中輕級(jí)工作制橋式行車(chē)的單層結(jié)構(gòu)廠(chǎng)房。近年來(lái)輕型鋼結(jié)構(gòu)廣泛用于倉(cāng)庫(kù)、辦公室、工業(yè)廠(chǎng)房及體育設(shè)施，并向住宅樓和別墅發(fā)展（如北京金宸公寓就是民用住宅樓）9、和混凝土組合成的組合結(jié)構(gòu)、和混凝土組合成的組合結(jié)構(gòu) 如組合梁和鋼管混凝土柱。輕鋼和重鋼的質(zhì)的區(qū)分輕鋼和重鋼的質(zhì)的區(qū)分 判定結(jié)構(gòu)為輕鋼或重鋼確實(shí)沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，但我們可以以一些數(shù)劇綜合考慮并加以判斷:廠(chǎng)房行車(chē)起吊重

12、量：大于等于廠(chǎng)房行車(chē)起吊重量：大于等于25T吊車(chē)的吊車(chē)的；每平方米用鋼量：大于等于每平方米用鋼量：大于等于60kg/m2鋼材的厚度鋼材的厚度:大于等于大于等于14mm其中結(jié)合建筑物的跨度、高度其中結(jié)合建筑物的跨度、高度,結(jié)構(gòu)形式及單榀結(jié)構(gòu)的最大重量結(jié)構(gòu)形式及單榀結(jié)構(gòu)的最大重量就可以初步判定此結(jié)構(gòu)為輕鋼或重鋼就可以初步判定此結(jié)構(gòu)為輕鋼或重鋼鋼結(jié)構(gòu)組成部分及使用材料介紹鋼結(jié)構(gòu)組成部分及使用材料介紹 主鋼構(gòu)主鋼構(gòu)一般由鋼柱、鋼梁、吊車(chē)梁、牛腿、夾層柱、夾層梁、吊柱、吊梁、桁架結(jié)構(gòu)等組成；次鋼構(gòu)次鋼構(gòu)一般由檁條、樓層鋼承板、拉桿、拉條、支撐（水平支撐/柱間支撐）、隅撐、雨棚支架等組成；圍護(hù)系統(tǒng)圍護(hù)系統(tǒng)

13、由屋面系統(tǒng)、墻面系統(tǒng)、窗、門(mén)等組成；屋面系統(tǒng)：屋面板（外層板/內(nèi)層板）、保溫棉、不銹鋼絲網(wǎng)、采光帶、包角泛水、夾芯板、天溝、落水管、通風(fēng)器、氣樓等墻面系統(tǒng)：墻面板（外層板/內(nèi)層板）、保溫棉、雨棚板（外層板/內(nèi)層板）、包角泛水、夾芯板等附件系統(tǒng)附件系統(tǒng)有高強(qiáng)螺栓、普通螺栓、化學(xué)螺栓、膨脹螺栓、墊塊、自攻螺釘、固定支座、地腳錨栓、焊釘、硅膠、堵頭等 鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法、軟件鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法、軟件鋼結(jié)構(gòu)工程常用遵循規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)工程常用遵循規(guī)范 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選材考慮因素鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)選材考慮因素 鋼結(jié)構(gòu)建筑基本參數(shù)鋼結(jié)構(gòu)建筑基本參數(shù)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法、鋼結(jié)構(gòu)的

14、設(shè)計(jì)方法 工業(yè)與民用房屋和一般構(gòu)筑物的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，除疲勞計(jì)算外，應(yīng)采 用以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)方法，并用分項(xiàng)系數(shù)的設(shè)計(jì)表達(dá)式計(jì)算。 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)指：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一功能要求的臨界狀態(tài)。超過(guò)這一狀態(tài)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件便不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。2、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)軟件、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)軟件 我公司擁有國(guó)家鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)專(zhuān)項(xiàng)乙級(jí)資質(zhì)，采用的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件為國(guó)內(nèi)通用的中科院PKPM-STS軟件，網(wǎng)架設(shè)計(jì)采用的是SFCAD2000系列軟件，并定期升級(jí)； 鋼結(jié)構(gòu)工程常用遵循規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)工程常用遵循規(guī)范 GB 50205-2001 鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范 JG 144-2002 門(mén)

15、式剛架輕型房屋鋼構(gòu)件門(mén)式剛架輕型房屋鋼構(gòu)件 CECS 102：2002 門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 GB 50018-2002 冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范 設(shè)計(jì)選材考慮因素設(shè)計(jì)選材考慮因素 A）結(jié)構(gòu)的質(zhì)量性）結(jié)構(gòu)的質(zhì)量性 對(duì)重型工業(yè)建筑結(jié)構(gòu)大跨度結(jié)構(gòu)，高層或超高層的民用建筑結(jié)構(gòu)或構(gòu)筑物等重要結(jié)構(gòu)，應(yīng)考慮選用質(zhì)量好的鋼材，對(duì)一般工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)，可按工作性質(zhì)分別選用普通質(zhì)量的鋼材。按建筑設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，把建筑物分為一級(jí)（重要的）、二級(jí)（一般的）和三級(jí)（次要的）。安全等級(jí)不同，要求鋼材質(zhì)量也不同。B）荷載情況）荷載情況 荷載可分為靜載（靜

16、態(tài)荷載）和動(dòng)載（動(dòng)態(tài)荷載）兩種。直接可受動(dòng)態(tài)荷載的結(jié)構(gòu)和強(qiáng)烈地震區(qū)，結(jié)構(gòu)應(yīng)選用綜合性能好的鋼材，一般承受靜態(tài)荷載的結(jié)構(gòu)則可選用價(jià)格較低的Q235。 鋼結(jié)構(gòu)建筑基本參數(shù)鋼結(jié)構(gòu)建筑基本參數(shù) A）坡度）坡度：門(mén)式鋼架屋面坡度宜做1/81/20，雨水較多的地區(qū)或屋面板為螺釘板、夾芯板、石棉瓦坡度宜取較大值，角弛板一般為1/20-1/15B）柱腳）柱腳 門(mén)式剛架的柱腳多為鉸接支承設(shè)計(jì)，通常為平板支座，用于工業(yè)廠(chǎng)房且有吊車(chē)時(shí)，宜將柱腳設(shè)計(jì)為剛接；大型重型廠(chǎng)房采用格構(gòu)柱的也經(jīng)常采用插入式的壩口式基礎(chǔ)。C）門(mén)式剛架的檐口高度）門(mén)式剛架的檐口高度取地坪至房屋外側(cè)檁條上翼緣的高度，其最大高度取地坪至屋蓋頂部檁條上翼緣的高度，其寬度取房屋側(cè)墻墻梁外皮之間的距離，長(zhǎng)度取兩端山墻墻梁外皮之間的距離。 門(mén)式剛架的跨度宜為9-36m，以3m為模數(shù)，邊柱的寬度不相等時(shí)其外側(cè)要對(duì)齊。 門(mén)式剛架的高度宜為4.5m9.0m，必要時(shí)可適當(dāng)加大。 門(mén)式剛架的間距（柱距）宜為6m，也可采用7.5m或9m，最大可達(dá)12m?？缍容^小值可取4.5m。鋼結(jié)構(gòu)建筑基本參數(shù)鋼結(jié)構(gòu)建筑基本參數(shù)D）結(jié)構(gòu)平面布置）結(jié)構(gòu)平面布置 門(mén)式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的縱向溫度區(qū)段長(zhǎng)度不大于不大于