鋼結(jié)構(gòu)課件.ppt.Convertor

1、高層建筑施工漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院林曉忠鋼結(jié)構(gòu)工程符合各向同性力學(xué)假定施工速度快重量輕,基礎(chǔ)費用減少,抗震性能好伸長率達(dá)20%延性好,利于抗震采用焊接連接可以做到安全密封,能夠應(yīng)用到氣密性和水密性好的高壓容器等鋼結(jié)構(gòu)的特點鋼結(jié)構(gòu)工程缺點耐熱不耐火穩(wěn)定問題易銹蝕耐腐性差價格相對較高鋼結(jié)構(gòu)工程高:高層、超高層建筑結(jié)構(gòu)及高聳結(jié)構(gòu)大:大跨度空間建筑結(jié)構(gòu);網(wǎng)架網(wǎng)殼、索膜重:重型廠房、重型吊車結(jié)構(gòu)特:高壓密封性容器的管道鋼結(jié)構(gòu)輕:輕型鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍鋼結(jié)構(gòu)工程美國世界貿(mào)易大廈兩座塔樓110層的塔樓(北樓高417m,南樓高415m 組成,采用框筒體系。外圈為密柱深梁型框筒,由240根鋼柱組成,柱距為1.02

2、米;內(nèi)中核心區(qū)為47根鋼柱形成的框架。鋼結(jié)構(gòu)工程撞機(jī)1(首先撞擊北樓鋼結(jié)構(gòu)工程撞機(jī)2(約18分鐘撞擊南樓鋼結(jié)構(gòu)工程倒塌瞬間鋼結(jié)構(gòu)工程鋼結(jié)構(gòu)工程上海金茂大廈建筑高度420.5米,鋼筋混凝土核心筒,外框鋼骨混凝土及鋼柱。香港中國銀行大廈鋼骨鋼筋混凝土角柱,橫梁及斜撐為鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)工程東方明珠廣播電視塔座落在上海浦東新區(qū)黃浦江畔,以其468米的高度成為亞洲第一高塔。她于1991年3月開始建造,1994年11月完工,總重量達(dá)12萬噸,總投資8.3億元人民幣。東方明珠塔由三根直徑為九米的擎天立柱、太空艙、上球體、下球體、五個小球、塔座和廣場組成。東方明珠電視塔長寬各150m,總面積30277m2,塔高5

3、08m,世界第一高,26層以上以8層為一單元。主要由巨柱、核心系統(tǒng)及外伸桁架梁組成。巨柱自地下5層至地上90層,最大尺寸為2.4mx3m。臺北101直徑5.5m、670t的阻尼器鋼結(jié)構(gòu)工程央視新臺址央視新臺址建設(shè)工程位于北京朝陽區(qū)東三環(huán)中路、北京商務(wù)中心區(qū)的核心地段,占地面積18.7萬平方米,總建筑面積55萬平方米, 高230m。央視新臺址建設(shè)工程總投資約50億元人民幣,2003年10月開工建設(shè),2008年正式運行。鋼結(jié)構(gòu)工程鳥巢鳥巢容納8萬人,平面為橢圓形,長軸340m,短軸292m。屋蓋中間有一個146m76m的開口鳥巢水立方(ETFE材料06年世界杯開幕式體育館-慕尼黑安聯(lián)安聯(lián)體育場外墻

4、體由2874個菱形膜結(jié)構(gòu)構(gòu)成,其中1056個在比賽中可以發(fā)光。當(dāng)體育場中比賽的球隊發(fā)生變化時,墻體的顏色就可以隨之改變。每個膜結(jié)構(gòu)都可以閃耀成紅藍(lán)白三色,也讓全世界的觀眾都能記取拜仁、1860以及德國國家隊的顏色外部圍護(hù)結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)殼,是半橢圓球形,東西長軸212.2m,南北短軸143.64m,總高度46.285m,最低-32.5m。整個網(wǎng)殼外環(huán)繞人工湖(35500m2,各種通道及入口均設(shè)在水下。設(shè)計為法國巴黎機(jī)場公司安德魯建筑師,北京市建筑設(shè)計研究院參與主體設(shè)計,整體結(jié)構(gòu)用鋼量達(dá)6750t,195kg/m。國家大劇院國家奧林匹克體育中心索穹頂結(jié)構(gòu)漢城奧運會體操館亞特蘭大佐治亞穹頂用鋼量不到

5、30 kg /m2索穹頂結(jié)構(gòu)重型廠房結(jié)構(gòu)西安變壓器廠(400t吊車容器和其他構(gòu)筑物大連西太平洋石化有限公司1500立方米CF-62鋼球罐陜西銅川天然氣公司1000立方米天然氣球罐輕鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)對材料的要求鋼結(jié)構(gòu)的材料鋼材對鋼材的基本要求:1、具有較高的抗拉強(qiáng)度fu和屈服點fy (結(jié)構(gòu)的承載力大,所需的截面小,結(jié)構(gòu)的自重輕.2、具有較好的塑性、韌性(塑性好,不易發(fā)生脆性破壞;韌性好,利于承受動力荷載.3、良好的工藝性能(包括冷加工、熱加工以及焊接性能4、容易生產(chǎn),價格便宜。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范(GB500172002推薦的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼Q345、Q390及Q420是符合上

6、述要求的。選用GB50017規(guī)范還未推薦的鋼材時,需有可靠依據(jù)。以確保鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。鋼結(jié)構(gòu)工程鋼材的破壞形式1、塑性破壞:斷口呈纖維狀,色澤發(fā)暗。破壞前有明顯的變形,破壞歷時時間長,可以采取補(bǔ)救措施。2、脆性破壞:破壞前沒有任何預(yù)兆,破壞是突然發(fā)生的,斷口平直并呈有光澤的晶粒狀。鋼材的破壞形式:塑性破壞和脆性破壞。在設(shè)計、施工和使用鋼結(jié)構(gòu)時,注意防止脆性破壞。單向拉伸時的工作性能條件:常溫、靜載條件下一次拉伸鋼材的主要性能fp比例極限fe彈性極限fy屈服強(qiáng)度(強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計依據(jù)fu抗拉強(qiáng)度(最大承載強(qiáng)度、強(qiáng)度儲備一、強(qiáng)度碳素結(jié)構(gòu)鋼的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系1.比例極限fP這是應(yīng)力-應(yīng)變圖中直線段的最大應(yīng)

7、力值。嚴(yán)格地說,比f P略高處還有彈性極限,但彈性極限與fP極其接近,所以通常略去彈性極限的點,把fP看做是彈性極限。2.屈服點fy應(yīng)變 在fP之后不再與應(yīng)力成正比,而是漸漸加大,應(yīng)力-應(yīng)變間成曲線關(guān)系,一直到屈服點。3.抗拉強(qiáng)度fu屈服平臺之后,應(yīng)變增長時又需有應(yīng)力的增長,但相對地說應(yīng)變增加得快,呈現(xiàn)曲線關(guān)系直到最高點。屈服點是建筑鋼材的一個重要力學(xué)特性,其意義是:1.作為結(jié)構(gòu)計算中材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn),或材料抗力標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)力達(dá)到fy時的應(yīng)變與fP時的應(yīng)變較接近,可以認(rèn)為應(yīng)力達(dá)到fy時為彈性變形的終點。同時,達(dá)到fy 后在一個較大的應(yīng)變范圍內(nèi)應(yīng)力不會繼續(xù)增加,表示結(jié)構(gòu)一時喪失繼續(xù)承擔(dān)更大荷載的能力,故

8、此以fy作為彈性計算時強(qiáng)度的標(biāo)準(zhǔn)。2.形成理想彈塑性體的模型,為發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)計算理論提供基礎(chǔ)。fy之前,鋼材近于理想彈性體,fy之后,塑性應(yīng)變范圍很大而應(yīng)力保持不增長,所以接近理想塑性體。因此,可以用兩根直線的圖形作為理想彈塑性體的應(yīng)力-應(yīng)變模型。3.條件屈服點:以卸荷后試件中殘余應(yīng)變?yōu)?.2 %所對應(yīng)的應(yīng)力(f0.2伸長率 5和 10伸長率是斷裂前試件的永久變形與原標(biāo)定長度的百分比。取圓形試件直徑d的五倍或十倍為標(biāo)定長度,其相應(yīng)的伸長率用 5和 10表示,伸長率代表材料斷裂前具有的塑性變形的能力。結(jié)構(gòu)制造時,這種能力使材料經(jīng)受剪切、沖壓、彎曲及錘擊所產(chǎn)生的局部屈服而無明顯損壞。屈服點、抗拉強(qiáng)度

9、和伸長率,是鋼材的三個重要力學(xué)性能指標(biāo)。鋼結(jié)構(gòu)中所采用的鋼材都應(yīng)滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范對這三項力學(xué)性能指標(biāo)的要求。延伸率(塑性性能二、塑性:在靜力荷載作用下,鋼材吸收變形能的能力。三、冷彎性能冷彎性能是檢驗鋼材彎曲變形能力或塑性性能,還是顯示鋼材內(nèi)部缺陷狀況的一項指標(biāo);是鑒定鋼材在彎曲狀態(tài)下塑性應(yīng)變能力和鋼材質(zhì)量的綜合指標(biāo)。鋼材冷彎試驗示意圖方法:根據(jù)試樣厚度,按規(guī)定的彎心直徑將試樣彎曲180度,其表面及側(cè)無裂紋或分層則為“冷彎試驗合格”?！袄鋸澰囼灪细瘛币环矫嫱扉L率符合規(guī)定一樣,表示材料塑性變形能力符合要求,另一方面表示鋼材的冶金質(zhì)量(顆粒結(jié)晶及非金屬夾雜分布,甚至在一定程度上包括可焊性符合要

10、求,因此,冷彎性能是判別鋼材塑性變形能力及冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)。重要結(jié)構(gòu)中需要有良好的冷熱加工的工藝性能時,應(yīng)有冷彎試驗合格保證。四、沖擊韌性韌性是鋼材抵抗沖擊荷載的能力,它用材料在斷裂時所吸收的總能量來量度(Cv。韌性是鋼材強(qiáng)度和塑性的綜合指標(biāo)。沖擊韌性:在動力荷載作用下,材料吸收能量的能力。沖擊韌性試驗各種因素對鋼材性能的影響一、化學(xué)成分鋼是含碳量小于2%的鐵碳合金。鋼中基本元素:Fe、C、Si、Mn、S、P、N、O。普通碳素鋼中,Fe占99%,其余元素占1%。在低合金鋼中,除了上述元素外,還有一定合金元素(鎳、釩、鈦等(含量低于5%各種元素對鋼材機(jī)械性能的影響如下。碳C :必須元素,含量增

11、加,鋼材強(qiáng)度提高,而塑性、韌性和疲勞強(qiáng)度低。同時焊接性能和抗腐蝕性惡化。一般在碳素結(jié)構(gòu)鋼中不應(yīng)超過0.22 % ;在焊接結(jié)構(gòu)中還應(yīng)低于0.2 %。硅Si:是一種強(qiáng)脫氧劑,碳素結(jié)構(gòu)鋼中應(yīng)控制0.3 %, 在低合金高強(qiáng)度鋼中硅的含量可達(dá)0.55 %。適量的硅可提高鋼材的強(qiáng)度,而對塑性、韌性、冷彎性能和可焊性無明顯不良影響錳Mn:錳是一種弱脫氧劑,含Mn適量使強(qiáng)度,降低S、O的熱脆影響,改善熱加工性能,對其它性能影響不大, 在碳素結(jié)構(gòu)鋼中錳的含量為0.3 %0.8 % ,在低合金高強(qiáng)度鋼中錳的含量可達(dá)1.0 % 1.6%。硫S:降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強(qiáng)度,在高溫時,使鋼材變脆,稱之為熱脆

12、。含量應(yīng)不超過0.045%。(有害成分磷P:降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強(qiáng)度,在低溫時,使鋼材變脆,稱之為冷脆。含量應(yīng)不超過0.045%。可以提高強(qiáng)度和抗銹蝕性。(有害成分氧O:降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強(qiáng)度,在高溫時,發(fā)生熱脆。(有害成分氮N:降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強(qiáng)度,在低溫時,發(fā)生冷脆。(有害成分釩和鈦:是鋼中的合金元素,能提高鋼的強(qiáng)度和抗腐蝕性能,又不顯著降低鋼的塑性。銅:可顯著提高鋼的抗腐蝕性能,也可以提高鋼的強(qiáng)度,但對焊接性能有不利影響。二、冶煉與軋制冶煉(脫氧鋼錠剖面縮孔保溫帽(a沸騰鋼(b鎮(zhèn)靜鋼1.冶煉鋼材的冶煉方法主要有平爐煉鋼、氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐煉鋼、堿

13、性側(cè)吹轉(zhuǎn)爐煉鋼及電爐煉鋼。在建筑鋼結(jié)構(gòu)中,主要使用氧氣頂吹轉(zhuǎn)爐生產(chǎn)的鋼材。冶煉這一冶金過程形成鋼的化學(xué)成分與含量、鋼的金相組織結(jié)構(gòu),不可避免地存在冶金缺陷,從而確定不同的鋼種、鋼號及其相應(yīng)的力學(xué)性能。2.澆鑄把熔煉好的鋼水澆鑄成鋼錠或鋼坯有兩種方法,一種是澆入鑄模做成鋼錠,另一種是澆入連續(xù)澆鑄機(jī)做成鋼坯。鑄錠過程中因脫氧程度不同,最終成為鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼與沸騰鋼。鋼在冶煉及澆鑄過程中會不可避免地產(chǎn)生冶金缺陷。常見的冶金缺陷有偏析、非金屬夾雜、氣孔及裂紋等等。這些缺陷都將影響鋼的力學(xué)性能。偏析:鋼中化學(xué)成分分布不均勻,主要的偏析是硫、磷,將使偏析區(qū)鋼材的塑性、韌性及可焊性變壞。非金屬夾雜:鋼材中

14、存在非金屬化合物(硫化物、氧化物,使鋼材性能變脆。裂紋、分層:澆注時的非金屬夾雜物在軋制中可能造成鋼材的分層,影響鋼材的冷彎性能。注意:薄鋼板的強(qiáng)度比厚鋼板的強(qiáng)度高。軋棍鋼的軋制使晶粒細(xì)化3.軋制鋼材的軋制能使金屬的晶粒變細(xì),也能使氣泡、裂紋等焊合,因而改善了鋼材的力學(xué)性能。薄板因輥軋次數(shù)多,其強(qiáng)度比厚板略高、澆鑄時的非金屬夾雜物在軋制后能造成鋼材的分層,所以分層是鋼材(尤其是厚板的一種缺陷。設(shè)計時應(yīng)盡量避免拉力垂直于板面的情況,以防止層間撕裂。4.熱處理熱處理的目的在于取得高強(qiáng)度的同時能夠保持良好的塑性和韌性。正火屬于最簡單的熱處理:把鋼材加熱至850900 oC并保持一段時間后在空氣中自然

15、冷卻,即為正火。如果鋼材在終止軋制時溫度正好控制在上述溫度范圍,可得到正火的效果,稱為控軋?；鼗鹗菍摬闹匦录訜嶂?50 oC并保溫一段時間,然后在空氣中自然冷卻。淬火加回火也稱調(diào)質(zhì)處理,淬火是把鋼材加熱至900 oC以上,保溫一段時間,然后放入水或油中快速冷卻。冷作硬化當(dāng)加載超過材料比例極限卸載后,出現(xiàn)殘余變形,再次加載則屈服點提高,塑性和韌性降低的現(xiàn)象,也稱“應(yīng)變硬化”。時效硬化隨時間的增長,碳和氮的化合物從晶體中析出,使材料硬化的現(xiàn)象。應(yīng)變時效鋼材產(chǎn)生塑性變形時,碳、氮化合物更易析出。即冷作硬化的同時可以加速時效硬化,因此也稱“人工時效”。三、鋼材硬化四、溫度影響溫度升高,鋼材強(qiáng)度是降低

16、、應(yīng)變增大;反之,溫度降低,鋼材強(qiáng)度略有增加,塑性和韌性降低而變脆,見下圖。藍(lán)脆:在250度左右時,強(qiáng)度提高而伸長率和沖擊韌性降低,鋼材表面氧化膜呈藍(lán)色,此種現(xiàn)象稱為藍(lán)脆現(xiàn)象。徐變:當(dāng)溫度在260320度時,在應(yīng)力持續(xù)不變的情況下,鋼材以很緩慢的速度繼續(xù)變形,此種現(xiàn)象稱為徐變。當(dāng)溫度達(dá)到600度時強(qiáng)度很低,不能承擔(dān)荷載。fufy(% Et (溫度對鋼材機(jī)械性能的影響Efufy當(dāng)溫度低于常溫時,鋼材的脆性傾向隨溫度降低而增加。T1T2之間溫度轉(zhuǎn)變脆性區(qū),沖擊功急劇下降。而且不同的鋼材其脆性轉(zhuǎn)變區(qū)溫度不同,必須通過試驗確定。使用溫度必須高于T1,但不一定高于T2。沖擊韌性與溫度的關(guān)系曲線五、復(fù)雜應(yīng)

17、力作用下鋼材的屈服條件復(fù)雜應(yīng)力六、應(yīng)力集中構(gòu)件上孔洞、刻槽、凹角、裂紋以及截面厚度或?qū)挾雀淖兊炔课?在力作用下,該處出現(xiàn)高峰應(yīng)力,而其它部位應(yīng)力較低,截面應(yīng)力分布不均勻現(xiàn)象應(yīng)力集中。應(yīng)力集中是造成構(gòu)件脆性破壞的主要原因之一。截面變化越劇烈,應(yīng)力集中越嚴(yán)重,變脆的傾向越嚴(yán)重。七、殘余應(yīng)力產(chǎn)生:不均勻的溫度(軋制、焊接影響:與外荷載形成復(fù)雜應(yīng)力八、反復(fù)荷載作用鋼材在反復(fù)荷載作用下,結(jié)構(gòu)的抗力及性能都會發(fā)生重要變化,甚至發(fā)生疲勞破壞。疲勞破壞:鋼材在直接的反復(fù)的動力荷載作用下,鋼材的強(qiáng)度將降低,即低于一次靜力荷載作用下的拉伸試驗的極限強(qiáng)度,這種現(xiàn)象稱為疲勞。疲勞破壞表現(xiàn)為突然發(fā)生的脆性斷裂。鋼材的種

18、類和規(guī)格按用途:結(jié)構(gòu)鋼、工具鋼、特殊鋼(如不銹鋼等。按冶煉方法:轉(zhuǎn)爐鋼、平爐鋼。按脫氧方法:沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、特殊鎮(zhèn)靜鋼。按成型方法:軋制鋼、鍛鋼、鑄鋼。按化學(xué)成分:碳素鋼、合金鋼。在建筑工程中采用的是:碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼、優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。一、鋼材的種類鋼的牌號有四部分組成:1、Q代表屈服強(qiáng)度的字母;2、屈服點的數(shù)值195、215、235、275、295、345、390 、420、460等;3、質(zhì)量等級符號A、B、C、D四個等級(碳素結(jié)構(gòu)鋼A、B、C、D、E五個等級(低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼4、脫氧方法符號F代表沸騰鋼、b代表半鎮(zhèn)靜鋼、z代表鎮(zhèn)靜鋼、Tz代表特殊鎮(zhèn)靜鋼。A 級無沖擊功要求;

19、B 級要求提供20 沖擊功AKv 34J(縱向;C 級要求提供0沖擊功AKV 34J(縱向;D 級要求提供一20 沖擊功AKv34J(縱向;E 級要求提供一40 沖擊功AKv 27J(縱向。不同質(zhì)量等級對碳、硫、磷、鋁等含量的要求也有區(qū)別。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的A 、 B 級屬于鎮(zhèn)靜鋼,C 、D 、E 級屬于特殊鎮(zhèn)靜鋼。優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼主要用于鋼結(jié)構(gòu)某些節(jié)點或用作連接件。高性能建筑結(jié)構(gòu)鋼材(GJ鋼,牌號由以下組成:1、Q代表屈服強(qiáng)度的字母;2、屈服點的數(shù)值;3、代表高性能建筑結(jié)構(gòu)用鋼的漢語拼音字母GJ;4、質(zhì)量等級符號B、C、D、E四個等級對于厚度方向性能鋼板,在質(zhì)量等級后面加上厚度方向性能級別(

20、Z15、Z25、Z35 。適用于建造高層建筑結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)及其他重要建筑結(jié)構(gòu)。確定鋼材種類及其質(zhì)量等級。鋼材的選用原則1、結(jié)構(gòu)的重要性安全等級不同,所選鋼材的質(zhì)量等級也應(yīng)不同,重要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件選用質(zhì)量好的鋼材。2、荷載特征荷載為靜力或動力荷載,應(yīng)選用各項性能不同的鋼材。二、鋼材的選擇3、連接方法焊接應(yīng)選擇可焊性好的鋼材。非焊接結(jié)構(gòu)對含碳量可降低要求。4、結(jié)構(gòu)所處的溫度和環(huán)境處于負(fù)溫下工作時,選用負(fù)溫沖擊合格的鋼材,結(jié)構(gòu)周圍有腐蝕介質(zhì)存在時要選用抗銹性好的鋼材。5、鋼材的厚度厚度大焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)采用材質(zhì)較好的鋼材。承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度、伸長率、屈服點和硫、磷的極限含量。(3項保證焊接承重結(jié)構(gòu)

21、以及重要的非焊接承重結(jié)構(gòu)的鋼材尚應(yīng)具有冷彎試驗的合格保證。(4項保證對需要驗算疲勞以及主要的受拉或受彎的焊接結(jié)構(gòu)的鋼材,應(yīng)具有常溫或負(fù)溫沖擊性的合格保證.(5項保證鋼材選擇的建議:沸騰鋼使用限制直接承受動力荷載或震動荷載須算疲勞的結(jié)構(gòu)工作溫度低于-20直接承受動力荷載或震動荷載但可不算疲勞的結(jié)構(gòu)以及承受靜力荷載的重要結(jié)構(gòu)工作溫度低于-30的結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)采用的型材有:熱軋鋼板、熱軋型鋼、冷彎薄壁型鋼。1、熱軋鋼板“-”寬度厚度長度(mm2、熱軋型鋼(1熱軋角鋼等肢角鋼L肢寬肢厚不等肢角鋼L長肢寬短肢寬肢厚三、鋼材規(guī)格(2熱軋工字鋼普通工字鋼“I”和號數(shù)(代表截面高度厘米數(shù)輕型工字鋼“QI”和號數(shù)(

22、代表截面高度厘米數(shù)20、32號以上的工字鋼,按腹板厚度同一號數(shù)又分a、b、c三類。(3熱軋槽鋼普通槽鋼“”和號數(shù)輕型槽鋼“Q”和號數(shù)14、25號以上的槽鋼,按腹板厚度同一號數(shù)又分a、b、c三類(4H型鋼(高X寬X腹板厚X翼緣厚寬翼緣H型鋼(HW,HM,HN,用于軸壓、壓彎構(gòu)件。型號以公稱高度的毫米數(shù)表示,其后標(biāo)注a、b、c。H型鋼可以剖分為T型鋼供應(yīng),規(guī)格標(biāo)記同H型鋼,只是高度是H型鋼的一半。3、鋼管無縫鋼管和焊接鋼管“”外徑厚度4、薄壁型鋼用薄鋼板經(jīng)模壓或彎曲而制成。壁厚一般為1.55mm。用作輕型屋面及墻面等構(gòu)件。1、影響鋼材性能的因素2、選用鋼材的原則小結(jié):鋼結(jié)構(gòu)加工制作工藝鋼結(jié)構(gòu)是由鋼

23、板、熱軋型鋼和冷加工成型的薄壁型鋼制造而成。與其他材料的結(jié)構(gòu)相比具有以下優(yōu)點:(1材料強(qiáng)度高,鋼材質(zhì)量輕。(2韌性、塑性好。(2材質(zhì)均勻。(3制造簡單,施工周期短。(4密封性好。鋼結(jié)構(gòu)的缺點有:(1耐熱但不耐火150攝氏度時強(qiáng)度無變化,600攝氏度時強(qiáng)度約為0。(2鋼材耐腐蝕性能差,維護(hù)費用高。一、鋼結(jié)構(gòu)的加工制作(一加工制作前的準(zhǔn)備工作1.加工制作圖;2.加工制作前的施工條件分析;3.鋼卷尺:同一把尺;4.上崗培訓(xùn)、操作考核、技術(shù)交底二、鋼結(jié)構(gòu)加工制作的工藝程序1、放樣放樣是鋼結(jié)構(gòu)制作工藝中的第一道工序,其工作的準(zhǔn)確與否將直接影響到整個產(chǎn)品的質(zhì)量,至關(guān)重要。放樣工作包括如下內(nèi)容:核對圖紙的安

24、裝尺寸和孔距;以1:1的大樣放出節(jié)點;核對各部分的尺寸;制作樣板和樣桿作為下料、彎制、銑、刨、制孔等加工的依據(jù)鋼結(jié)構(gòu)加工制作工藝2、號料號料(也稱劃線,即利用樣板、樣桿或根據(jù)圖紙,在板料及型鋼上畫出孔的位置和零件形狀的加工界線。號料的一般工作內(nèi)容包括:檢查核對材料;在材料上劃出切割、銑、刨、彎曲、鉆孔等加工位置,打沖孔,標(biāo)注出零件的編號等。常采用以下幾種號料方法:集中號料法套料法統(tǒng)計計算法余料統(tǒng)一號料法鋼結(jié)構(gòu)加工制作工藝3、切割下料目的就是將放樣和號料的零件形狀從原材料上進(jìn)行下料分離。鋼材的切割可以通過切削、沖剪、摩擦機(jī)械力和熱切割來實現(xiàn)。常用的切割方法有:機(jī)械剪切、氣割和等離子切割三種方法。

25、4、坡口加工5、開孔在鋼結(jié)構(gòu)制孔中包括鉚釘孔、普通螺栓連接孔、高強(qiáng)度螺栓孔、地腳螺栓孔等,制孔方法通常有沖孔和鉆孔兩種。6、組裝鋼結(jié)構(gòu)加工制作工藝鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的焊接一、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件常用的焊接方法焊接結(jié)構(gòu)根據(jù)對象和用途大致可分為建筑焊接結(jié)構(gòu)、貯罐和容器焊接結(jié)構(gòu)、管道焊接結(jié)構(gòu)、導(dǎo)電性焊接結(jié)構(gòu)。主要焊接方法:手工電弧焊、氣體保護(hù)焊、自保護(hù)電弧焊、埋弧焊、螺柱焊、點焊等。a手工電弧焊;b自動電弧焊1電源;2導(dǎo)線;3夾具;4焊條;5電弧;6焊件;7焊縫;8轉(zhuǎn)盤;9漏斗;10熔劑;11熔化的熔劑;12移動方向二、質(zhì)量檢查1.焊前檢驗2.焊接生產(chǎn)中的檢驗:無損檢驗(外觀檢查、致密性檢驗、無損探傷破壞性檢驗3.成

26、品檢驗鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的焊接緊固件連接工程螺栓作為鋼結(jié)構(gòu)連接緊固件,通常用于構(gòu)件間的連接、固定、定位等。鋼結(jié)構(gòu)中的連接螺栓一般分普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓兩種。普通螺栓或高強(qiáng)度螺栓而不施加緊固力,該連接即為普通螺栓連接;高強(qiáng)度螺栓并對螺栓施加緊固力,該連接稱高強(qiáng)度螺栓連接。一、普通螺栓連接鋼結(jié)構(gòu)普通螺栓連接即將普通螺栓、螺母、墊圈機(jī)械地和連接件連接在一起形成的一種連接形式。普通螺栓的施工要求:(1連接要求(2直徑和長度選擇(3螺栓緊固二、高強(qiáng)螺栓連接高強(qiáng)度螺栓連接已經(jīng)發(fā)展成為與焊接并舉的鋼結(jié)構(gòu)主要連接形式之一,它具有受力性能好、耐疲勞、抗震性能好、連接剛度高,施工簡便等優(yōu)點,被廣泛地應(yīng)用在建筑鋼結(jié)構(gòu)和橋梁

27、鋼結(jié)構(gòu)的工地連接中。高強(qiáng)度螺栓連接按其受力狀況,可分為摩擦型連接、摩擦-承壓型連接、承壓型連接和張拉型連接等幾種類型,其中摩擦型連接是目前廣泛采用的基本連接形式。緊固件連接工程(1高強(qiáng)度六角頭螺栓數(shù)平均值為0.110-0.150,其扭矩系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)不大于0.010。(2扭剪型高強(qiáng)度螺栓鋼結(jié)構(gòu)用扭剪型高強(qiáng)度螺栓一個螺栓連接副為一個螺栓、一個螺母和一個墊圈,它適用于摩擦型連接的鋼結(jié)構(gòu)。緊固件連接工程高強(qiáng)度螺栓施工包括以下幾個方面:(1施工的機(jī)具a.手動扭矩扳手各種高強(qiáng)度螺栓在施工中以手動緊固時,都要使用有示明扭矩值的扳手施擰,使達(dá)到高強(qiáng)度螺栓連接副規(guī)定的扭矩和剪力值。一般常用的手動扭矩扳手有指針

28、式、音響式和扭剪型三種。b.扭剪型手動扳手這是一種緊固扭剪型高強(qiáng)度螺栓使用的手動力矩扳手。配合扳手緊固螺栓的套筒,設(shè)有內(nèi)套筒彈簧、內(nèi)套筒和外套筒。這種扳手靠螺栓尾部的卡頭得到緊固反力,使緊固的螺栓不會同時轉(zhuǎn)動。內(nèi)套筒可根據(jù)所緊固的扭剪型高強(qiáng)度螺栓直徑而更換相適應(yīng)的規(guī)格。緊固完畢后,扭剪型高強(qiáng)度螺栓卡頭在頸部被剪斷,所施加的扭矩可以視為合格。緊固件連接工程c.電動扳手鋼結(jié)構(gòu)用高強(qiáng)度大六角頭螺栓緊固時用的電動扳手有:NR-9000A,NR-12和雙重絕緣定扭矩、定轉(zhuǎn)角電動扳手等,是拆卸和安裝六角高強(qiáng)度螺栓機(jī)械化工具,可以自動控制扭矩和轉(zhuǎn)角,適用于鋼結(jié)構(gòu)橋梁、廠房建設(shè)、化工、發(fā)電設(shè)備安裝大六角頭高強(qiáng)

29、度螺栓施工的初擰、終擰和扭剪型高強(qiáng)度螺栓的初擰,以及對螺栓緊固件的扭矩或軸力有嚴(yán)格要求的場合。緊固件連接工程(2高強(qiáng)度螺栓的施工a.大六角頭高強(qiáng)度螺栓(a扭矩法施工在采用扭矩法終擰前,應(yīng)首先進(jìn)行初擰,對螺栓多的大接頭,還需進(jìn)行復(fù)擰。初擰的目的就是使連接接觸面密貼,一般常用規(guī)格螺栓(M20、M22、M24的初擰扭矩在200-300Nm,螺栓軸力達(dá)到10-50kN即可。初擰、復(fù)擰及終擰一般都應(yīng)從中間向兩邊或四周對稱進(jìn)行,初擰和終擰的螺栓都應(yīng)做不同的標(biāo)記,避免漏擰、超擰等不安全隱患,同時也便于檢查人員檢查緊固質(zhì)量。緊固件連接工程(b轉(zhuǎn)角法施工轉(zhuǎn)角法就是利用螺母旋轉(zhuǎn)角度以控制螺桿彈性伸長量來控制螺栓軸

30、向力的方法。采用轉(zhuǎn)角法施工可避免較大的誤差。轉(zhuǎn)角法施工分初擰和終擰兩步進(jìn)行(必要時需增加復(fù)擰,初擰的要求比扭矩法施工要嚴(yán),因為起初連接板間隙的影響,螺母的轉(zhuǎn)角大都消耗于板縫,轉(zhuǎn)角與螺栓軸力關(guān)系不穩(wěn)定。初擰的目的是為消除板縫影響,使終擰具有一致的基礎(chǔ)。轉(zhuǎn)角法施工在我國已有30多年的歷史,但對初擰扭矩尚沒有一定的標(biāo)準(zhǔn),各個工程根據(jù)具體情況確定,一般地講,對于常用螺栓,初擰扭矩定在200300Nm比較合適,初擰應(yīng)該使連接板縫密貼為準(zhǔn)。終擰是在初擰的基礎(chǔ)上,再將螺母擰轉(zhuǎn)一定的角度,使螺栓軸向力達(dá)到施工預(yù)拉力。緊固件連接工程b.扭剪型高強(qiáng)度螺栓扭剪型高強(qiáng)度螺栓連接副緊固施工比大六角頭高強(qiáng)度螺栓連接副緊固

31、施工要簡便得多,正常的情況采用專用的電動扳手進(jìn)行終擰,梅花頭擰掉標(biāo)志著螺栓終擰的結(jié)束。緊固件連接工程單層鋼結(jié)構(gòu)安裝工程鋼結(jié)構(gòu)單層工業(yè)廠房一般由柱、柱間支撐、吊車梁、制動梁(桁架屋架、天窗架、上下支撐、檁條及墻體骨架等構(gòu)件組成。柱基通常采用鋼筋混凝土階梯或獨立基礎(chǔ)。單層鋼結(jié)構(gòu)安裝工程安裝前的準(zhǔn)備工作核對進(jìn)場資料、質(zhì)量證明、設(shè)計變更、圖紙等技術(shù)資料落實深化施工組織設(shè)計,做好起吊前的準(zhǔn)備工作掌握安裝前后的外界環(huán)境,如風(fēng)力、溫度、風(fēng)雪、日照等圖紙的會審和自審基礎(chǔ)驗收墊板設(shè)置灌筑砂漿采用無收縮微膨脹砂漿,且比基礎(chǔ)砼高一個等級單層鋼結(jié)構(gòu)安裝工程二、鋼柱子安裝設(shè)置標(biāo)高觀測點和中心線標(biāo)志,標(biāo)高觀測點的設(shè)置應(yīng)與

32、牛腿支承面為基準(zhǔn),且便于觀察,無牛腿柱應(yīng)以柱頂端與桁架連接的最后一個安裝孔中心為基準(zhǔn)。中心線標(biāo)志應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)定。多節(jié)柱安裝時,宜將柱組裝后再整體吊裝。鋼柱吊裝后應(yīng)進(jìn)行調(diào)整,如溫差、陽光側(cè)面照射等引起的偏差,柱子安裝后允許偏差應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)定。屋架、吊車梁安裝后,進(jìn)行總體調(diào)整,然后再進(jìn)行固定連接。長細(xì)比較大的柱子,吊裝后應(yīng)增加臨時固定措施。柱間支撐應(yīng)在柱子找正后再進(jìn)行安裝。單層鋼結(jié)構(gòu)安裝工程三、吊車梁的安裝應(yīng)在柱子第一次校正的柱間支撐安裝后進(jìn)行,安裝順序從有柱間支撐的跨間開始,吊裝后的吊車梁應(yīng)進(jìn)行臨時固定。吊車梁的校正應(yīng)在屋面系統(tǒng)構(gòu)件安裝并永久連接后進(jìn)行,其允許偏差應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)定。其標(biāo)高的校正可通

33、過調(diào)整柱底板下墊板厚度進(jìn)行。吊車梁下翼緣與柱牛腿的連接應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)定。吊車梁與輔助桁架的安裝宜采用拼裝后整體吊裝,其側(cè)向彎曲、扭曲和垂直度應(yīng)符合規(guī)定。四、吊車軌道安裝五、屋面系統(tǒng)結(jié)構(gòu)安裝六、維護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)安裝七、平臺、梯子及欄桿的安裝單層鋼結(jié)構(gòu)安裝工程多層及高層鋼結(jié)構(gòu)安裝工程用于鋼結(jié)構(gòu)高層建筑的體系有:框架結(jié)構(gòu)、框架-剪力墻結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)、組合筒體系及交錯鋼桁架體系等。鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、抗震性能好、施工速度快的優(yōu)點,所以在高層建筑中得到廣泛應(yīng)用。但同時用鋼量大、造價高、防火要求高。鋼屋架網(wǎng)架、網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)懸索結(jié)構(gòu)拱架結(jié)構(gòu)橋梁結(jié)構(gòu)大跨度鋼結(jié)構(gòu)天津奧林匹克體育場俯瞰效果圖建筑底面面積為80,000m2,

34、屋頂面積76,719m2,地上層數(shù)6層,最高點高度53.00m,可容納觀眾數(shù)60,000。屋頂結(jié)構(gòu)采用鋼桁架懸挑結(jié)構(gòu)。屋面桁架落地,形似露珠。多層及高層鋼結(jié)構(gòu)安裝工程一、安裝前的準(zhǔn)備工作檢查并標(biāo)注定位軸線及標(biāo)高的位置檢查鋼柱基礎(chǔ),包括基礎(chǔ)的中心線、標(biāo)高、地角螺栓等確定流水方向,劃分施工段安排鋼構(gòu)件在現(xiàn)場的堆放位置選擇起重機(jī)械選擇吊裝方法:分件吊裝、綜合吊裝等軸線、標(biāo)高、螺栓允許偏差應(yīng)符合相應(yīng)規(guī)定。二、安裝與校正(一鋼柱的吊裝與校正多層及高層鋼結(jié)構(gòu)安裝工程鋼柱吊裝:選用雙機(jī)抬吊(遞送法或單機(jī)抬吊(旋轉(zhuǎn)法,并做好保護(hù)。鋼柱校正:對垂直度、軸線、牛腿面標(biāo)高進(jìn)行初驗,柱間間距用液壓千斤頂與鋼楔或倒鏈與鋼絲繩校正。柱底灌漿:先在柱腳四周立模板、將基礎(chǔ)上表面清除干凈,用高強(qiáng)聚合砂漿從一側(cè)自由灌入至密實。(二鋼梁的吊裝與校正鋼梁吊裝前,應(yīng)于柱子牛腿處檢查標(biāo)高和柱子間距,并應(yīng)在梁上裝好扶手和扶手繩,以便待主梁吊裝就位后,將扶手繩與鋼柱系牢,以保證施工人員的安全。鋼梁一般可在鋼梁的翼緣處開孔為吊點,其位置取決于鋼梁的跨度。為減少高空作業(yè),保證質(zhì)量,并加快吊裝進(jìn)度,可將梁、柱在地面組裝成排架后進(jìn)行整體吊裝。要反復(fù)校正,符合要求。多層及高層鋼結(jié)構(gòu)安裝工程三、構(gòu)件間的連接(“上、下、中”鋼柱間的連接常采用坡口焊連接,主梁與鋼柱的連接一般上、下翼緣用坡口焊連接,而腹板用