論文資料鋼結(jié)構(gòu)屋架設(shè)計及鋼結(jié)構(gòu)的耐久性研究

1、 網(wǎng)絡(luò)教育學院本 科 生 畢 業(yè) 論 文（設(shè) 計） 題 目：鋼結(jié)構(gòu)屋架設(shè)計及鋼結(jié)構(gòu)的耐久性研究學習中心： 重慶萬州奧鵬學習中心16VIP 層 次： ?？破瘘c本科 專 業(yè)： 土木工程 年 級： 2013年春季 學 號：學 生： 楊曉梅 指導教師： 楊曉艷 完成日期： 2014年12月22日 內(nèi)容摘要目前所有建筑工程的建設(shè)中均采用鋼作為建筑材料。隨著鋼結(jié)構(gòu)工程在建筑上的廣泛應(yīng)用，鋼結(jié)構(gòu)的防腐、防火保護問題也在建筑工程中被日益重視。作為鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計、施工人員，必須對防腐、防火涂料的類別、性質(zhì)、適用性等.關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)工程；防腐；防火；處理方法目 錄內(nèi)容摘要I引 言11 設(shè)計基本資料及任務(wù)21.1

2、 設(shè)計資料21.2 荷載資料21.3 計算屋架的上弦桿AB21.4 計算屋架的下弦桿ac31.5 計算屋架的腹桿aB42 建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐與防火52.1 建筑鋼結(jié)構(gòu)防腐52.2 建筑鋼結(jié)構(gòu)防腐的主要方法62.2.1 耐候鋼62.2.2 熱浸鋅62.2.3 熱噴鋁(鋅)復(fù)合涂層62.2.4 漆涂層法72.2.5 陰極保護法72.3 建筑鋼結(jié)構(gòu)防火72.4 建筑鋼結(jié)構(gòu)防火的主要方法82.4.1 鋼結(jié)構(gòu)防火涂料82.4.2 澆筑混凝土砌筑磚塊法92.4.3 充水法92.4.4 輕質(zhì)防火厚板包覆法102.4.5 復(fù)合保護法103 工程實例113.1 工程概況113.2 構(gòu)件防腐處理113.2.1 構(gòu)件

3、表面處理113.2.2 油漆涂裝方法和順序113.2.3 質(zhì)量控制123.3 鋼結(jié)構(gòu)防火涂裝123.3.1 刷涂施工工藝及技術(shù)要點133.3.2 防火涂料施工注意事項133.3.3 防火涂料的修復(fù)144 結(jié)論15參考文獻16引 言鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于施工快、強度高、抗震性強、結(jié)構(gòu)占用面積小、工業(yè)化程度高、資金投入少等方面，因此廣泛的應(yīng)用在建筑工程中。一般情況下，普通的建筑用鋼由于曝露在空氣或者是潮濕的環(huán)境中則易出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象。這是由于覆蓋在鋼材表面上的鐵原子，在空氣中被氧化變成鐵銹，尤其是空氣中含有豐富的鹽堿酸類物質(zhì)時，就更易出現(xiàn)這種問題。1 設(shè)計基本資料及任務(wù)1.1 設(shè)計資料某金工車間長90m，

4、跨度24m，柱距6m，屋面采用1.5m×6m大型預(yù)應(yīng)力混凝土屋面板，采用梯形鋼屋架，屋架計算跨度23.7m，屋面坡度，屋架端部高度1.99m，跨中高度3.19m，跨中起拱50mm。屋架簡支在鋼筋混凝土柱上，混凝土標號C20，鋼材采用Q235，焊條采用E43型，屋架及支撐布置如圖1.1所示。1.2 荷載資料上弦桿AB采用等截面，按內(nèi)力，。下弦桿ac采用等截面，按內(nèi)力，。圖1.1 屋架計算簡圖腹桿aB采用2125×80×8，長肢相并。內(nèi)力，。1.3 計算屋架的上弦桿AB整個上弦不改變截面，按已知條件提供的內(nèi)力進行設(shè)計，。上弦桿計算長度：在屋架平面內(nèi)，為節(jié)間軸線長度；在

5、屋架平面外，根據(jù)支撐布置和內(nèi)力變化情況?。ò创笮臀菝姘迮c屋架保證三點焊，故取兩塊屋面板寬度）。因為，故截面宜選用兩個不等肢角鋼，短肢相并。腹桿內(nèi)力為，根據(jù)屋架節(jié)點板厚度參考表，節(jié)點板厚度選用10mm，支座節(jié)點板厚度選用12mm。設(shè)，上弦桿為軸心受壓的截面，該截面類型屬于b類截面，已知。需要截面積：需要的回轉(zhuǎn)半徑：，根據(jù)A，查角鋼規(guī)格表，選用2140×90×14，短肢相并，。1.4 計算屋架的下弦桿ac整個下弦不改變截面，按已知條件提供的內(nèi)力進行設(shè)計，。下弦桿計算長度：在屋架平面內(nèi)，為節(jié)間軸線長度；在屋架平面外，根據(jù)支撐布置和內(nèi)力變化情況取。計算所需下弦截面凈面積：1.5 計

6、算屋架的腹桿aB按已知條件提供的內(nèi)力進行設(shè)計，。計算長度：選用2125×80×12，短肢相并，。按所選角鋼進行驗算：軸心拉桿的允許長細比為350。2 建筑鋼結(jié)構(gòu)的防腐與防火鋼結(jié)構(gòu)具有重量輕而強度高，塑性、韌性好，施工周期短等優(yōu)點，因此在建筑工程中得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。高層、大跨度，尤其是超高層、超大跨度建筑采用鋼結(jié)構(gòu)尤為理想，同時鋼結(jié)構(gòu)又是對城市影響最小的結(jié)構(gòu)之一，是可重復(fù)利用的綠色環(huán)保材料。然而在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計和使用中，建筑鋼結(jié)構(gòu)防腐和防火仍是鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的主要難題及阻礙。本章要分別對鋼結(jié)構(gòu)防腐和防火的基本概念，主要方法等內(nèi)容進行詳細闡述。本章中將分別討論鋼結(jié)構(gòu)防腐和防火的基

7、本概念，主要技術(shù)方法及其各自的特點。2.1 建筑鋼結(jié)構(gòu)防腐鋼結(jié)構(gòu)在使用期間和它所處的環(huán)境介質(zhì)之間發(fā)生化學、電化學或物理作用，引起材質(zhì)的變質(zhì)和鋼結(jié)構(gòu)的破壞失效，稱為鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕。鋼材在空氣或潮濕的環(huán)境中易于銹蝕，鋼材表面的鐵原子與空氣中的氧氣化合而成質(zhì)地疏松的氧化鐵銹，特別是當空氣中含有酸堿鹽類介質(zhì)時情況更為嚴重，腐蝕不僅使鋼材表面產(chǎn)生不均勻的銹蝕，而且局部的銹蝕引起應(yīng)力集中，促使鋼結(jié)構(gòu)提前破壞，尤其是在反復(fù)沖擊荷載的作用下，更加速了疲勞強度降低，出現(xiàn)脆性斷裂。鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕危害建筑物的安全，造成巨大損失，甚至引起災(zāi)難性事故，后果極其嚴重。據(jù)一些工業(yè)發(fā)達國家統(tǒng)計，每年由于鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕而造成的經(jīng)濟損

8、失約占國民生產(chǎn)總值的2%4%，全世界每年因此造成的經(jīng)濟損失已高達數(shù)千億美元以上。只有在設(shè)計建造的同時，對其進行卓有成效的防腐，確保長效防腐才能確保鋼結(jié)構(gòu)的長久壽命。經(jīng)過多年的發(fā)展，目前鋼結(jié)構(gòu)建筑產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，但是，由于相關(guān)法規(guī)、規(guī)范及標準的出臺相對滯后，近幾年來在鋼結(jié)構(gòu)建筑中出現(xiàn)的問題也不少，如1998年在浙江發(fā)生的數(shù)萬平方米的輕鋼結(jié)構(gòu)廠房及個別網(wǎng)架鋼結(jié)構(gòu)工程的倒塌事故；某地一座跨度達70米的網(wǎng)架鋼結(jié)構(gòu)工程，經(jīng)過5年使用突然整體倒塌。事故的發(fā)生除了設(shè)計、制作、安裝方面的問題外，鋼結(jié)構(gòu)的防腐也是一個相當嚴重的問題。薛發(fā)說，鋼結(jié)構(gòu)工程的業(yè)主、使用者、設(shè)計施工企業(yè)等對鋼結(jié)構(gòu)的防護問題都缺乏足夠的重視

9、，在意識上依然停留在傳統(tǒng)的防腐技術(shù)上。由于材料及施工工藝選擇不當，經(jīng)常造成鋼結(jié)構(gòu)過早的腐蝕或破壞。目前，無論是工程業(yè)主、使用者還是施工者對于施工時如何檢測防腐涂層的性能，基本不予重視。另外，一些工程業(yè)主完全依圖而定，在工程開工之前，沒有找專門的防腐工程專家對工程整體防腐方案進行評估，沒有委派專業(yè)的防腐施工工程師或?qū)＜覍Ψ栏繉舆M行嚴格的檢驗，一切交給工程監(jiān)理。工程監(jiān)理對防腐的理解也是依圖而定，工程交付使用后基本沒有進行防腐維護的檢測，還有的不顧實際情況大砍防腐工程的費用，這些都使鋼結(jié)構(gòu)壽命大大縮短。綜合世界各國對鋼結(jié)構(gòu)建筑的防護做法證明，用重防腐涂料進行防腐涂裝及用防火防腐涂料 進行防火防腐涂裝是最經(jīng)濟有效、最簡便實用、最普遍的一種方法。2.2 建筑鋼結(jié)構(gòu)防腐的主要方法2.2.1 耐候鋼耐腐蝕性能優(yōu)于一般結(jié)構(gòu)用鋼的鋼材稱為耐候鋼，一般含有磷、銅、鎳、鉻、鈦等金屬，使金屬表面形成保護層，以提高耐腐蝕性。其低溫沖擊韌性也比一般的結(jié)構(gòu)用鋼好，執(zhí)行標準為焊接結(jié)構(gòu)用耐候鋼(GB 4172-84)。 3 工程實例3.1 工程概況 4 結(jié)論國內(nèi)外目前已有的鋼結(jié)構(gòu)防火涂料主要有兩大類：非膨脹型防火涂料和膨脹型防火涂料，前者防火效果較差，已逐漸被淘汰，而膨脹型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料由美國ALBI化學公司于1948年首先發(fā)明。ALBI化學公司