1.2鋼木結(jié)構(gòu)工程的管理與維修.ppt課件

1、第四章 鋼木結(jié)構(gòu)維修6.16.1鋼木結(jié)構(gòu)的一般知識鋼木結(jié)構(gòu)的一般知識6.1.16.1.1鋼結(jié)構(gòu)的一般知識鋼結(jié)構(gòu)的一般知識 與其他材料的結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)具有如下特點(diǎn)：與其他材料的結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)具有如下特點(diǎn)： (1) 鋼材強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)重量輕。鋼與磚石和混凝土相比，雖鋼材強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)重量輕。鋼與磚石和混凝土相比，雖然密度較大，但強(qiáng)度更高，故其密度與強(qiáng)度的比值較小，承受然密度較大，但強(qiáng)度更高，故其密度與強(qiáng)度的比值較小，承受同樣荷載時，鋼結(jié)構(gòu)要比其他結(jié)構(gòu)輕。例如，當(dāng)跨度和荷載均同樣荷載時，鋼結(jié)構(gòu)要比其他結(jié)構(gòu)輕。例如，當(dāng)跨度和荷載均相同時，鋼屋架的重量僅為鋼筋混凝土屋架的相同時，鋼屋架的重量僅為鋼筋混凝

2、土屋架的1/31/4，冷彎薄，冷彎薄壁型鋼屋架甚至接近壁型鋼屋架甚至接近1/10。 (2) 鋼材質(zhì)地均勻，塑性韌性好。鋼材的這個性鋼材質(zhì)地均勻，塑性韌性好。鋼材的這個性質(zhì)最符合結(jié)構(gòu)計(jì)算假定，因而鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)質(zhì)最符合結(jié)構(gòu)計(jì)算假定，因而鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況最為符合，計(jì)算可靠；鋼材的彈果與實(shí)際情況最為符合，計(jì)算可靠；鋼材的彈性模量較大，結(jié)構(gòu)在荷載作用下變形較?。讳撔阅Ａ枯^大，結(jié)構(gòu)在荷載作用下變形較??；鋼材有良好的塑性，結(jié)構(gòu)破壞前一般都會產(chǎn)生顯材有良好的塑性，結(jié)構(gòu)破壞前一般都會產(chǎn)生顯著的變形，事故有預(yù)告，可及時防患；鋼材還著的變形，事故有預(yù)告，可及時防患；鋼材還具有良好的韌性，對承受動力荷載適

3、應(yīng)性強(qiáng)，具有良好的韌性，對承受動力荷載適應(yīng)性強(qiáng)，故鋼結(jié)構(gòu)抗震性能好。故鋼結(jié)構(gòu)抗震性能好。 (3) 鋼結(jié)構(gòu)制作簡便，施工工期短。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)制作簡便，施工工期短。鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般在專業(yè)工廠機(jī)械化生產(chǎn)制作，而后運(yùn)至件一般在專業(yè)工廠機(jī)械化生產(chǎn)制作，而后運(yùn)至工地現(xiàn)場安裝，工業(yè)化生產(chǎn)程度高，質(zhì)量容易工地現(xiàn)場安裝，工業(yè)化生產(chǎn)程度高，質(zhì)量容易監(jiān)控和保證。監(jiān)控和保證。 (4) 鋼結(jié)構(gòu)密閉性較好。鋼結(jié)構(gòu)密閉性較好。 (5) 鋼材的可重復(fù)使用性。鋼結(jié)構(gòu)加工制造過鋼材的可重復(fù)使用性。鋼結(jié)構(gòu)加工制造過程中產(chǎn)生的余料、碎屑，以及廢棄和破壞了的程中產(chǎn)生的余料、碎屑，以及廢棄和破壞了的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，均可回爐重新冶煉成鋼材重復(fù)

4、使鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，均可回爐重新冶煉成鋼材重復(fù)使用。用。 (6) 鋼材耐腐蝕性差，因而需采取防腐措施。鋼材耐腐蝕性差，因而需采取防腐措施。 (7) 鋼結(jié)構(gòu)有一定的耐熱性但不耐火。鋼材受鋼結(jié)構(gòu)有一定的耐熱性但不耐火。鋼材受熱，當(dāng)溫度在熱，當(dāng)溫度在200以內(nèi)時，其主要性能以內(nèi)時，其主要性能(屈服屈服點(diǎn)和彈性模量點(diǎn)和彈性模量)下降不多。溫度超過下降不多。溫度超過200后，后，材質(zhì)變化較大，不僅強(qiáng)度總趨勢逐步降低，還材質(zhì)變化較大，不僅強(qiáng)度總趨勢逐步降低，還有藍(lán)脆和徐變現(xiàn)象。達(dá)有藍(lán)脆和徐變現(xiàn)象。達(dá)600時，鋼材進(jìn)入塑時，鋼材進(jìn)入塑性狀態(tài)已不能承載。因而，設(shè)計(jì)規(guī)定鋼材表面性狀態(tài)已不能承載。因而，設(shè)計(jì)規(guī)定鋼材表面

5、溫度超過溫度超過150后即需加以隔熱防護(hù)，對有防后即需加以隔熱防護(hù)，對有防火要求者，更需按相應(yīng)規(guī)定采取隔熱保護(hù)措施?；鹨笳?，更需按相應(yīng)規(guī)定采取隔熱保護(hù)措施。 (8) 鋼結(jié)構(gòu)在低溫和其他條件下，可能發(fā)生脆鋼結(jié)構(gòu)在低溫和其他條件下，可能發(fā)生脆性斷裂。性斷裂。2 2常用建筑鋼及規(guī)格常用建筑鋼及規(guī)格 鋼結(jié)構(gòu)用的鋼材有普通碳素鋼和普通低合金鋼。鋼結(jié)構(gòu)用的鋼材有普通碳素鋼和普通低合金鋼。按國際標(biāo)準(zhǔn)，把鋼區(qū)分為非合金鋼和合金鋼兩大類，按國際標(biāo)準(zhǔn)，把鋼區(qū)分為非合金鋼和合金鋼兩大類，非合金鋼是通常叫做碳素鋼的一大鋼類，鋼中除了鐵非合金鋼是通常叫做碳素鋼的一大鋼類，鋼中除了鐵和碳以外，還含有爐料帶入的少量合金元

6、素和碳以外，還含有爐料帶入的少量合金元素Mn、Si、Al，雜質(zhì)元素，雜質(zhì)元素P、S及氣體及氣體N、H、O等。合金鋼則是為等。合金鋼則是為了獲得某種物理、化學(xué)或力學(xué)特性而有意添加了一定了獲得某種物理、化學(xué)或力學(xué)特性而有意添加了一定量的合金元素量的合金元素Cr、Ni、Mo、V，并對雜質(zhì)和有害元素，并對雜質(zhì)和有害元素加以控制的另一類鋼。加以控制的另一類鋼。 （1常用建筑鋼常用建筑鋼 1) 碳素結(jié)構(gòu)鋼碳素結(jié)構(gòu)鋼 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 7001988，碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌，碳素結(jié)構(gòu)鋼的牌號由代表屈服點(diǎn)的字母號由代表屈服點(diǎn)的字母Q、屈服點(diǎn)數(shù)值、屈服點(diǎn)數(shù)值(單位：單位：N/mm2)、質(zhì)量等級符號質(zhì)量等

7、級符號(AD)、脫氧方法符號等四個部分按順、脫氧方法符號等四個部分按順序組成。序組成。 2) 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T15911994，低合金高強(qiáng)度結(jié)，低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼的牌號的表示方法與碳素結(jié)構(gòu)鋼相同。只是質(zhì)量構(gòu)鋼的牌號的表示方法與碳素結(jié)構(gòu)鋼相同。只是質(zhì)量等級分為等級分為AE共共5級，從級，從A到到E逐級提高，逐級提高，E級須保證級須保證-40的沖擊韌性。由于低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼一般都是的沖擊韌性。由于低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼一般都是鎮(zhèn)定鋼，因而其牌號后無脫氧方法的符號。例鎮(zhèn)定鋼，因而其牌號后無脫氧方法的符號。例Q345-B、Q390-C等。等。 怎樣快

8、速區(qū)分普通碳素鋼與低合金鋼 砂輪磨出的火花：亮堂，普通碳素鋼。 暗淡，低合金鋼。2. 鋼材的規(guī)格及選用鋼材的規(guī)格及選用 鋼材的選用既要保證結(jié)構(gòu)物的安全可靠，又要鋼材的選用既要保證結(jié)構(gòu)物的安全可靠，又要經(jīng)濟(jì)合理。規(guī)范規(guī)定為了保證承重結(jié)構(gòu)的承載經(jīng)濟(jì)合理。規(guī)范規(guī)定為了保證承重結(jié)構(gòu)的承載能力和防止在一定條件下出現(xiàn)脆性破壞，應(yīng)根能力和防止在一定條件下出現(xiàn)脆性破壞，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特征、結(jié)構(gòu)形式、應(yīng)力據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特征、結(jié)構(gòu)形式、應(yīng)力狀態(tài)、連接方法、鋼材厚度和工作環(huán)境等因素狀態(tài)、連接方法、鋼材厚度和工作環(huán)境等因素綜合考慮，選用合適的鋼材牌號和材性。綜合考慮，選用合適的鋼材牌號和材性。 (1)

9、 承重結(jié)構(gòu)的鋼材宜采用承重結(jié)構(gòu)的鋼材宜采用Q235鋼、鋼、Q345鋼、鋼、Q390鋼和鋼和Q420鋼。鋼。 (2) 對于直接承受動荷載的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)、重要的對于直接承受動荷載的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)、重要的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)、采用焊接連接的結(jié)構(gòu)以及處于低構(gòu)件和結(jié)構(gòu)、采用焊接連接的結(jié)構(gòu)以及處于低溫下工作的結(jié)構(gòu)，宜采用質(zhì)量較高的鋼材。溫下工作的結(jié)構(gòu)，宜采用質(zhì)量較高的鋼材。 (2) 對于直接承受動荷載的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)、重要對于直接承受動荷載的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)、重要的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)、采用焊接連接的結(jié)構(gòu)以及處于的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)、采用焊接連接的結(jié)構(gòu)以及處于低溫下工作的結(jié)構(gòu)，宜采用質(zhì)量較高的鋼材。低溫下工作的結(jié)構(gòu)，宜采用質(zhì)量較高的鋼材。 (3)

10、對承受靜載的受拉及受彎的重要焊接構(gòu)件對承受靜載的受拉及受彎的重要焊接構(gòu)件和結(jié)構(gòu)，宜選用較薄的型鋼和板材構(gòu)成。和結(jié)構(gòu)，宜選用較薄的型鋼和板材構(gòu)成。 (4) 當(dāng)選用的型鋼或板材的厚度較大時，宜采當(dāng)選用的型鋼或板材的厚度較大時，宜采用質(zhì)量較高的鋼材，以防鋼材中較大的殘余拉用質(zhì)量較高的鋼材，以防鋼材中較大的殘余拉應(yīng)力和缺陷等引起脆性破壞。應(yīng)力和缺陷等引起脆性破壞。 (5) 承重結(jié)構(gòu)采用的鋼材應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度、伸長率、屈服強(qiáng)度和硫、磷含量的合格保證，對焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有碳含量的合格保證。焊接承重結(jié)構(gòu)以及重要的非焊接承重結(jié)構(gòu)采用的鋼材還應(yīng)具有冷彎試驗(yàn)的合格保證。 (6) 選擇鋼材時應(yīng)盡量統(tǒng)一規(guī)格，減少鋼材牌號

11、和型材種類，同時還要考慮市場供應(yīng)情況和制造廠的工藝可能性。 1) 熱軋鋼板熱軋鋼板 鋼板有厚鋼板、薄鋼板、扁鋼鋼板有厚鋼板、薄鋼板、扁鋼或帶鋼或帶鋼之分，之分，其規(guī)格如下：其規(guī)格如下： 厚鋼板：厚度為厚鋼板：厚度為4.5mm60mm，寬度為，寬度為600mm3000mm，長度為，長度為4m12m。 薄鋼板：厚度為薄鋼板：厚度為0.35mm4mm，寬度為，寬度為500mm1500mm，長度為，長度為0.5m4m。 扁鋼：厚度為扁鋼：厚度為4mm60mm，寬度為，寬度為12mm200mm，長度為，長度為3m9m。 厚鋼板常用做大型梁、柱等實(shí)腹式構(gòu)件的翼緣厚鋼板常用做大型梁、柱等實(shí)腹式構(gòu)件的翼緣和腹

12、板，以及節(jié)點(diǎn)板等；薄鋼板主要用來制和腹板，以及節(jié)點(diǎn)板等；薄鋼板主要用來制 造冷彎薄壁型鋼；扁鋼可用做焊接組合梁、柱造冷彎薄壁型鋼；扁鋼可用做焊接組合梁、柱翼緣板、各種連接板、加勁肋等。鋼板截面的翼緣板、各種連接板、加勁肋等。鋼板截面的表示方法為在表示方法為在“厚度厚度寬度寬度長度長度”(也有采用也有采用把寬度寫在厚度前面的標(biāo)注方法，兩者均可把寬度寫在厚度前面的標(biāo)注方法，兩者均可)，例如：例如：84003000?！啊北硎句摪褰孛?。表示鋼板截面。鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料 2) 熱軋型鋼熱軋型鋼 常用的熱軋型鋼有角鋼、工字鋼、槽鋼和鋼管等，常用的熱軋型鋼有角鋼、工字鋼、槽鋼和鋼管等，如圖如圖14.3所示

13、。所示。圖圖14.3 熱軋型鋼截面形式熱軋型鋼截面形式 角鋼分為等邊角鋼和不等邊角鋼，主要用于制作桁架角鋼分為等邊角鋼和不等邊角鋼，主要用于制作桁架等格構(gòu)式桿件和支撐等連接桿件。不等邊角鋼型號的等格構(gòu)式桿件和支撐等連接桿件。不等邊角鋼型號的表示方法為在符號表示方法為在符號“L后加后加“長邊寬長邊寬短邊寬短邊寬厚度厚度”，如如L125808；等邊角鋼在；等邊角鋼在“L后加后加“邊寬邊寬厚度厚度”，如，如“L1258”。 角鋼一般和其他型鋼配合、組成受力構(gòu)件或作角鋼一般和其他型鋼配合、組成受力構(gòu)件或作為構(gòu)件之間的連接件。為構(gòu)件之間的連接件。 工字鋼分為普通工字鋼、輕型工字鋼和工字鋼分為普通工字鋼、

14、輕型工字鋼和H型鋼。型鋼。主要用作單梁、柱或組合柱等構(gòu)件。主要用作單梁、柱或組合柱等構(gòu)件。 槽鋼有普通槽鋼和輕型槽鋼。適于作檁條等雙槽鋼有普通槽鋼和輕型槽鋼。適于作檁條等雙向受彎構(gòu)件，也可用其組成組合或格構(gòu)式構(gòu)件。向受彎構(gòu)件，也可用其組成組合或格構(gòu)式構(gòu)件。 鋼管有無縫鋼管和焊接鋼管。由于回轉(zhuǎn)半徑較鋼管有無縫鋼管和焊接鋼管。由于回轉(zhuǎn)半徑較大，常用作桁架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼等平面和空間格大，常用作桁架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼等平面和空間格構(gòu)式結(jié)構(gòu)桿件。構(gòu)式結(jié)構(gòu)桿件。鋼結(jié)構(gòu)材料鋼結(jié)構(gòu)材料冷彎薄壁型鋼是由鋼板經(jīng)冷加工而成，采用冷彎型鋼冷彎薄壁型鋼是由鋼板經(jīng)冷加工而成，采用冷彎型鋼機(jī)成型、壓力機(jī)上模壓成型或在彎曲機(jī)上彎曲成

15、型。機(jī)成型、壓力機(jī)上模壓成型或在彎曲機(jī)上彎曲成型。常用截面型號如圖常用截面型號如圖14.4所示。所示。圖圖14.4 冷彎薄壁型鋼截面冷彎薄壁型鋼截面 (3)連接材料的選用 1一般構(gòu)件的普通螺栓連接,常采用甲類3號鋼,較重要構(gòu)件的螺栓連接,常采用16號錳鋼 2手工焊接的焊條:焊接Q235鋼采用E4313E4311型焊條,焊接16錳鋼采用E5003E5011型焊條 3對Q235鋼的鉚接結(jié)構(gòu)采用ML2號鋼鉚釘,對16錳鋼采用ML3號鋼鉚釘 4高強(qiáng)度螺栓宜采用45號鋼或40蹦鋼制造,并經(jīng)過熱處理以提高強(qiáng)度、硬度和塑性.3)鋼構(gòu)件的受力類型一、軸心受力構(gòu)件 軸心受力構(gòu)件分為軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件，前

16、軸心受力構(gòu)件分為軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件，前者簡稱拉桿，后者簡稱壓桿，但當(dāng)壓桿為豎向構(gòu)件并者簡稱拉桿，后者簡稱壓桿，但當(dāng)壓桿為豎向構(gòu)件并用以支承屋蓋或樓蓋時則常稱為柱。軸心受力構(gòu)件廣用以支承屋蓋或樓蓋時則常稱為柱。軸心受力構(gòu)件廣泛應(yīng)用于屋架、托架、網(wǎng)架和網(wǎng)殼等平面或空間格構(gòu)泛應(yīng)用于屋架、托架、網(wǎng)架和網(wǎng)殼等平面或空間格構(gòu)式體系及支撐系統(tǒng)中。式體系及支撐系統(tǒng)中。 1. 截面形式截面形式圖圖14.5 軸心受力構(gòu)件的截面形式軸心受力構(gòu)件的截面形式二、受彎構(gòu)件二、受彎構(gòu)件 承受橫向荷載和彎矩的構(gòu)件稱為受彎構(gòu)件。受彎承受橫向荷載和彎矩的構(gòu)件稱為受彎構(gòu)件。受彎構(gòu)件一般稱為梁。鋼梁在工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)中有廣構(gòu)件一般稱為梁。鋼梁在工業(yè)與民用建筑結(jié)構(gòu)中有廣泛應(yīng)用，常見的有工作平臺梁、樓蓋梁、墻梁、檁條泛應(yīng)用，常見的有工作平臺梁、樓蓋梁、墻梁、檁條和吊車梁等。和吊車梁等。圖圖14.7 鋼梁的截面形式鋼梁的截面形式 6.1.2木結(jié)構(gòu)的一般知識 1)木材