钢结构基础整理
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钢结构安装基础知识及强制性条文一、钢构件的顶紧面合格:顶紧面接触不应少于70%紧贴,且边缘最大间隙不应大于0.8。
优良:顶紧面接触不应少于75%紧贴,且边缘最大间隙不应大于0.8。
检验方法:用钢尺和0.3和0.8厚的塞尺检查。
二、钢屋架的偏差垂直度偏差为H/250,且不大于15。
侧向弯曲偏差为H/1000,且不大于10。
三、吊车梁安装的允许偏差1、吊车梁的跨中垂直度允许偏差H/500。
2、吊车梁的侧向弯曲矢高允许偏差L/500,且不大于10。
3、吊车梁两端支座中心位移允许偏差H/500。
4、同跨间内同一横截面吊车梁顶面高度允许偏差H/500。
四、单层钢结构中柱子安装的允许偏差1、柱脚底座中心线对定位轴线的允许偏差5。
2、柱基准点标高A有吊车梁的+3 -5B无吊车梁的+5 -83、弯曲矢高允许偏差H/1200,且不大于15。
4、柱轴线垂直度偏差A单层柱H小于10米H/1000H大于10米H/1000 且不大于25。
B多节柱单节柱H/1000 且不大于10。
柱全高不大于35。
五、钢结构件预拼装的允许偏差1、预拼装柱单元弯曲矢高L/1500 且不大于10。
2、梁跨度最外两端安装孔或两端头+53、梁支撑面最外侧距离—104、设计要求起拱L/50005、设计没要求起拱L/2000 —0六、墙架、檩条等次要构件安装的允许偏差1、立柱中心线对定位轴线的偏移+10 —10垂直度偏差H/1000 且不大于10。
弯曲矢高H/1000 且不大于15。
2、檩条间距允许偏差+5 —53、檩条的弯曲矢高允许偏差L/750 且不大于12。
4、墙梁的弯曲矢高允许偏差L/750 且不大于10。
七、压型钢板安装的允许偏差1、檐口处相邻两块压型钢板端部的错位 52、压型钢板波纹线对屋脊的垂直度L/10003、墙面板波纹线的垂直度H/10004、墙面包角板的垂直度H/10005、墙面相邻两块压型钢板下端的错位 5八、刚架斜梁安装的允许偏差1、梁跨中垂直度偏差H/5002、梁挠度侧向L/1000垂直方向+10 —5 3、相临梁接头部位中心错位 3顶面高差 24、相临梁顶面高差支撑处10其他处L/500九、地脚锚栓的允许偏差1、支撑面标高+3 —3水平度L/1002、锚栓螺栓中心偏移 5螺栓露出长度10螺纹长度203、预留孔中心偏移+10 —10钢结构安装工程,首先应在安装前检查验收钢构件质量和基础工程质量。
1、建筑体系1-1、门式刚架体系 1-1-1、基本构件图1-1-2、说明力学原理门式刚架结构以柱、梁组成的横向刚架为主受力结构,刚架为平面受力体系。
为保证纵向稳定, 设置柱间支撑和屋面支撑。
刚架刚架柱和梁均采用截面H 型钢制作,各种荷载通过柱和梁传给基础。
支撑、系杆刚性支撑采用热轧型钢制作,一般为角钢。
柔性支撑为圆钢。
系杆为受压圆钢管, 与支撑组成受力封闭体系。
屋面檩条、墙梁一般为C 型钢、Z 型钢。
承受屋面板和墙面板上传递来的力,并将该力传递给柱和梁。
钢结构入门1-1-3、门式刚架的基本形式a.典型门式刚架刑架跨度b.带吊车的门式刚架c.带局部二层的门式刚架* m* /a.柱脚节点钱接柱脚刚接柱脚一刚接柱脚二"b. 梁、柱节点s-柱头节点二梁间连接节点7柱头节点一吊车梁牛腿节点■局部二层节点参照多层框架体系1-1-5、刚架衍生形式抗风柱连接节点(:•连跨多屋脊-吐连跨单屋脊”£•单坡连跨'■吊车和局部二层可在衍生形式刚架中布置。
■山墙刚架其本质也是多连跨刚架,不过中间柱与刚架柱比截面旋转了90度。
1- 2、多层框架体系1-2-1、框架图示1 °1 ------- --- -------------- —三刁F7 i—-—— -——-_1—r° 1% ■彳J——---•——顶层框架柱t ——■—-—-厂wwm5\ ---- J 骂j屋而框架滦9 1\ i「E■]E 儿单坡单一跨b・山墙刚架,1-2-2、说明力学模型a. 纯刚接框架:纵横两个方向均采用刚接的框架。
b. 刚接-支撑框架:横向采用刚接,纵向采用铰接,并在纵向设置支撑,以传递水平力。
c. 支撑式框架:纵横向均采用铰接,两向均设置支撑传递水平力。
d. 有时为保证足够的刚度,在刚接框架中亦设置支撑。
框架柱框架柱可采用H型截面、箱形截面、十字形截面、圆管形截面等。
所有上部结构的力都通过框架柱传递给基础。
钢结构基础整理1.概述钢结构距有强度⾼、重量轻、施⼯⼯期短和精度⾼的特点。
1.1.结构类型1.1.1.⼯业⼚房吊车起重量较⼤或者其⼯作较繁重的车间的主要承重⾻架多采⽤钢结构。
另外,有强烈辐射热的车间,也经常采⽤钢结构。
结构形式多为由钢屋架和阶形柱组成的门式刚架或排架,也有采⽤⽹架做屋盖的结构形式。
1.1.2.轻型钢结构钢结构重量轻不仅对⼤跨结构有利,对屋⾯活荷载特别轻的⼩跨结构也有优越性。
因为当屋⾯活荷载特别轻时,⼩跨结构的⾃重也成为⼀个重要因素。
冷弯薄壁型钢屋架在⼀定条件下的⽤钢量可⽐钢筋混凝⼟屋架的⽤钢量还少。
轻钢结构的结构形式有实腹变截⾯门式刚架、冷弯薄壁型钢结构(包括⾦属拱形波纹屋盖)以及钢管结构等。
1.1.3.多层和⾼层结构由于钢结构的综合效益指标优良,近年来在多、⾼层民⽤建筑中也得到了⼴泛的应⽤。
其结构形式主要有多层框架、框架-⽀撑结构、框筒、悬挂、巨型框架等。
1.1.4.⾼耸结构⾼耸结构包括塔架和桅杆结构,如⾼压输电线路的塔架、⼴播、通信和电视发射⽤的塔架和桅杆、⽕箭(卫星)发射塔架等。
1.1.5.容器及其他结构冶⾦、⽯油、化⼯企业中⼤量采⽤钢板做成的容器结构,包括油罐、煤⽓罐、⾼炉、热风炉等。
此外,经常使⽤的还有⽪带通廊栈桥、管道⽀架、锅炉⽀架等其他钢构筑物,海上采油平台也⼤都采⽤钢结构。
1.1.6.组合结构钢构件和板件受压时必须满⾜稳定性要求,往往不能充分发挥它的强度⾼的作⽤,⽽混凝⼟则最宜于受压不适于受拉,将钢材和混凝⼟并⽤,使两种材料都充分发挥它的长处,是⼀种很合理的结构。
近年来这种结构在我国获得了长⾜的发展。
主要构件形式有钢与混凝⼟组合梁和钢管混凝⼟柱等。
1.1.7.⼤跨结构结构跨度越⼤,⾃重在荷载中所占的⽐例就越⼤,减轻结构的⾃重会带来明显的经济效益。
钢材强度⾼结构重量轻的优势正好适合于⼤跨结构,因此钢结构在⼤跨空间结构和⼤跨桥梁结构中得到了⼴泛的应⽤。
所采⽤的结构形式有空间桁架、⽹架、⽹壳、悬索(包括斜拉体系)、张弦梁、实腹或格构式拱架和框架等。
钢结构基础
《钢结构基础》
一、钢结构及其特性
1、钢结构
钢结构是指以钢材作为主要结构材料,经过激光切割、折弯、焊接或螺栓连接等工艺加工出来的结构件,具有理论分析、设计和加工的统称,称为钢结构。
2、主要特性
(1)轻质、高强度:钢结构与混凝土结构相比,钢结构重量较轻,但强度更高,可以更好地利用。
(2)节能环保:钢结构重量轻,节约土地,钢结构制作过程中不消耗任何能源,不污染土地,环境友好。
(3)安装简单:钢结构可以通过激光切割,折弯,焊接和螺栓连接等复杂工艺加工出来,安装十分简单。
二、钢结构的类型
1、框架结构
框架结构是使用规定尺寸的钢材,制作出框架,然后在框架内部填充墙体和其他材料,最终形成的一种结构。
2、网架结构
网架结构是一种把几根横梁和几根立梁使用焊接或螺栓连接,形成网架状分布,加上填充材料,组成网架结构的一种结构。
3、悬架结构
悬架结构是把横梁悬挂在立梁上,经过焊接或螺栓连接,最终形成的一种结构。
建筑钢结构基础知识点总结1. 钢材的种类和性质钢材是建筑钢结构的主要材料,它主要包括碳素钢、合金钢和不锈钢等。
碳素钢是最常用的钢材,它包括低碳钢、中碳钢和高碳钢。
合金钢是在碳素钢中加入其他合金元素的钢材,它具有较高的强度和硬度。
不锈钢是一种耐腐蚀的钢材,通常用于需要耐腐蚀性能的场合。
钢材的性质主要包括强度、韧性、延展性和焊接性等。
强度是材料抵抗外部力量的能力,韧性是材料在受到外部力量作用时的抗拉伸和抗压缩能力,延展性是材料在受到外部力量作用时的变形能力,焊接性是材料在焊接过程中的性能。
2. 钢结构构件建筑钢结构的构件主要包括梁、柱、梁柱节点、桁架和悬臂梁等。
梁是一种承受弯曲力的构件,通常用于支撑屋顶和地板。
柱是一种承受压力的构件,通常用于支撑建筑的重力荷载。
梁柱节点是连接梁和柱的构件,通常用螺栓连接或焊接连接。
桁架是由若干个直杆和连接节点组成的构件,通常用于支撑屋顶和天花板。
悬臂梁是一种悬挑于结构外侧的梁,通常用于悬挑屋盖和悬挑天花板。
3. 钢结构设计钢结构的设计包括结构分析、构件设计和连接设计等内容。
结构分析是确定结构的受力情况和变形情况,通常采用有限元分析和弹性分析等方法。
构件设计是确定构件的尺寸和材料规格,通常采用材料力学和结构力学等方法。
连接设计是确定构件之间的连接方式和连接件的尺寸和规格,通常采用焊接、螺栓连接和铆接等方法。
4. 钢结构施工钢结构的施工包括制作、运输、安装和验收等过程。
制作是指在工厂生产构件,通常采用切割、弯曲、焊接和装配等工艺。
运输是指将构件运输到工地,通常采用汽车运输或船运输等方式。
安装是指将构件安装在工地上,通常采用吊装和组装等方法。
验收是指检查构件的质量和连接的可靠性,通常采用检测和试验等方式。
5. 钢结构的应用建筑钢结构广泛应用于工业厂房、商业建筑、公共建筑和特殊建筑等领域。
工业厂房通常采用钢结构,因为它具有重量轻、施工速度快和成本低等优点。
商业建筑和公共建筑通常采用钢结构,因为它具有设计灵活、结构美观和使用寿命长等优点。
1.概述钢结构距有强度高、重量轻、施工工期短和精度高的特点。
1.1.结构类型1.1.1.工业厂房吊车起重量较大或者其工作较繁重的车间的主要承重骨架多采用钢结构。
另外,有强烈辐射热的车间,也经常采用钢结构。
结构形式多为由钢屋架和阶形柱组成的门式刚架或排架,也有采用网架做屋盖的结构形式。
1.1.2.轻型钢结构钢结构重量轻不仅对大跨结构有利,对屋面活荷载特别轻的小跨结构也有优越性。
因为当屋面活荷载特别轻时,小跨结构的自重也成为一个重要因素。
冷弯薄壁型钢屋架在一定条件下的用钢量可比钢筋混凝土屋架的用钢量还少。
轻钢结构的结构形式有实腹变截面门式刚架、冷弯薄壁型钢结构(包括金属拱形波纹屋盖)以及钢管结构等。
1.1.3.多层和高层结构由于钢结构的综合效益指标优良,近年来在多、高层民用建筑中也得到了广泛的应用。
其结构形式主要有多层框架、框架-支撑结构、框筒、悬挂、巨型框架等。
1.1.4.高耸结构高耸结构包括塔架和桅杆结构,如高压输电线路的塔架、广播、通信和电视发射用的塔架和桅杆、火箭(卫星)发射塔架等。
1.1.5.容器及其他结构冶金、石油、化工企业中大量采用钢板做成的容器结构,包括油罐、煤气罐、高炉、热风炉等。
此外,经常使用的还有皮带通廊栈桥、管道支架、锅炉支架等其他钢构筑物,海上采油平台也大都采用钢结构。
1.1.6.组合结构钢构件和板件受压时必须满足稳定性要求,往往不能充分发挥它的强度高的作用,而混凝土则最宜于受压不适于受拉,将钢材和混凝土并用,使两种材料都充分发挥它的长处,是一种很合理的结构。
近年来这种结构在我国获得了长足的发展。
主要构件形式有钢与混凝土组合梁和钢管混凝土柱等。
1.1.7.大跨结构结构跨度越大,自重在荷载中所占的比例就越大,减轻结构的自重会带来明显的经济效益。
钢材强度高结构重量轻的优势正好适合于大跨结构,因此钢结构在大跨空间结构和大跨桥梁结构中得到了广泛的应用。
所采用的结构形式有空间桁架、网架、网壳、悬索(包括斜拉体系)、张弦梁、实腹或格构式拱架和框架等。
1.2.钢结构所用钢材:均应根据市场规格表选用(各类规格表待补全)钢带(加工)工字钢H型钢钢板(可加工)槽钢及角钢钢管、矩管、方管圆钢1.3.钢材进场验收质量证明文件:刚才进场应有随货同行的质量合格证明;外观检查:刚才短边或端口处不应分层、夹渣等缺陷;允许偏差抽查:钢板抽查厚度,型钢抽出规格尺寸,每一种规格各抽查5处。
抽样复验:国外进口钢材、钢材混批、厚板大于40mm且有Z向性能要求的厚板、结构安全等级为一级大跨度结构中主要受力构件采用的钢材、设计有复验要求的钢材、对质量有疑义的钢材赢进行抽样复验。
2.构件的制作钢结构构件制作一般在工厂进行,包括放样、号料、切割下料、边缘加工、弯卷成型、折边、矫正和防腐与涂饰等工艺过程。
2.1.放样与号料2.1.1.放样根据结构施工详图要求的形状和尺寸,按1:1的比例把产品的实体图华仔放样太火平板上,求取市场并制成样板的过程。
对复杂的桥堍零部件,还需作图展开。
有条件时应采用计算机辅助设计。
2.1.2.号料根据样板在钢材上画出构件的式样,并打上各种加工记号,为钢材的切割下料做准备。
2.2.切割下料切割是将放样和号料的零件形状从材料上进行下料分离。
常用的切割方法有:气割、机械剪切和等离子切割。
2.2.1.气割下料利用央企一可燃气体混合产生的预热火焰加热金属表面达到燃烧温度并使金属发生剧烈的氧化,放出大量的热促使下层金属也自行燃烧。
同时通以高压洋气射流,将氧化福吹除而形成一条狭小而整齐的割缝。
气割分为:手动气割、半自动气割和自动气割。
手动气割割缝宽度为4mm,自动气割割缝宽度为3mm。
气割法设备灵活,费用低廉、精度高,能切割各种厚度的钢材,尤其是带曲线的零件霍厚钢板,是目前使用最广泛的切割方法。
2.2.2.机械剪切下料通过冲剪、切削、摩擦等来实现。
冲剪切割:当钢板厚度小于12cm时,采用剪板机、联合冲剪机切割钢材,速度快、效率高,但切口率粗糙。
切削切割:采用弓锯床、带锯机等切削钢材,精度较高。
摩擦切割:采用摩擦锯床、砂轮切割等切割钢材,速度快,但切口不够光洁,噪声大。
2.2.3.等离子切割下料利用刚问高速的等离子焰流将切口处金属及其氧化物熔化并吹掉来完成切割,能切割任何金属,特别是熔点较高的不锈钢及有色金属铝、铜等。
2.3.构件加工2.3.1.边缘加工对于尺寸精度要求高的腹板、翼缘板、加劲板、支座支撑面和技术要求的焊接坡口,要求对剪切霍气割过的钢板边缘进行加工。
边缘加工方法有:铲边、刨边、铣边和碳弧气刨边。
2.3.2.弯卷成型(1)钢板卷曲钢板卷曲是通过旋转锟轴对板料进行连续三点弯曲所形成的。
钢板卷曲包括预弯、对中和卷曲三个过程。
预弯:钢板在卷板机上卷曲是,两端边缘总有卷不到的部分,即剩余直边。
通过预弯消除剩余直边。
对中:为防止钢板在卷板机上卷曲是发生弯扭,应将钢板对中,使钢板的纵向中心线与滚轮轴线保持严格的平行。
卷曲:对中后,你用调节锟筒的位置使钢板发生初步的弯曲,然后来回滚动而卷曲。
(2)型材弯曲型钢弯曲:型钢弯曲时断面会发生畸变,弯曲半径越小,则畸变越大。
应控制型钢的最小弯曲半径。
构件的曲率半径越大,宜采用冷弯。
构件的曲率半径越小,宜采用热弯。
钢管弯曲:在自由状态下弯曲时截面会变形,外侧管壁会减薄,内侧管壁会增厚。
制作方法:管中加入填充物(砂)或穿芯棒进行弯曲;或用滚轮和花草在管外进行弯曲。
弯曲半径:不小于管径的3.5倍(热弯)到4倍(冷弯)。
(3)折边把构件的边缘压弯成倾角或一定形状的操作过程成为折边。
折边可提高构件的强度和刚度。
弯曲折边你用折边机进行。
(4)制孔包括铆钉孔、螺栓孔,可钻可冲。
钻孔用钻孔机进行,能用于钢板、型钢的孔加工;冲孔用冲孔机进行,一般只能在较薄的钢板、型钢上冲孔,且孔径一般不小于钢材的厚度。
施工现场的制孔可用电钻、风钻等加工。
2.3.3.构件矫正钢材在存放、运输、吊运和加工成型过程中会变形,必须对不符合技术标准的钢材、构件进行矫正。
钢结构的矫正,是通过外力或加热作用迫使刚才反变形,使刚才或构件达到技术标准要求的平直或几何形状。
矫正方法:火焰矫正(热矫正)、机械校正和手工矫正(冷矫正)。
2.4.除锈、防腐与涂饰钢结构的防腐与涂饰包括普通涂料涂装和防火涂料涂装。
涂装前,刚才表面应除锈。
2.4.1.钢材的除锈钢材的除锈方法有:喷砂、抛丸、酸洗以及钢丝刷人工除锈、现场砂轮打磨等。
抛丸除锈是最理想的除锈方式。
2.4.2.防腐与涂饰施涂的方法有刷涂法(油性基料的涂料)和喷涂法(快干性和挥发性强的涂料)防火涂料的涂层厚度应符合耐火极限的设计要求。
3.连接与拼装钢构件的连接方法有焊接、紧固件连接(螺栓连接、自攻钉、拉铆钉)及铆接三种。
3.1.钢结构构件焊接钢结构常用焊接方法、特点及适用范围3.1.1.手工电弧焊又称焊条电弧焊:是最普通的熔化焊焊机方法,它是利用电弧产生的高温、高热量进行焊接的。
电焊机:交流弧焊机、直流弧焊机。
焊条:焊条(焊芯、药皮)供手工电弧焊用。
焊条的表示方法(E4303),E 代表焊条,43表示焊缝金属的抗拉强度(430N/mm2),0表示焊接位置,3表示电源种类及药皮类型。
焊接接口与坡口:焊接前根据焊接部位的形状、尺寸、受力的不同,选择适合的机头类型。
常见的接头类型有对接、搭接、丁字接和角接等。
(为确保焊件能焊透,必须开一定形状的坡口)焊接层数:视焊件的厚度而定。
除薄板外,一般都采用多层焊,每层焊缝的厚度过大,对焊缝金属的塑性有不利影响,施工中每层焊缝的厚度不应大于4-5mm。
焊接准备:包括坡口制备、焊口清理、焊条烘干、预热、预变性及高强度钢切割表面探伤等。
3.1.2.埋弧自动焊优点:生产效率高、焊缝质量好、节约钢材和电能。
缺点:适应能力差,只能在水平位置焊接直焊缝或大直径的环焊缝。
3.1.3.CO2气体保护焊二氧化碳气体保护焊施焊时焊缝被保护,所以焊缝金属纯度高、性能好;焊接加热集中,焊件变形小;电弧稳定性好,在小电流时电弧也能稳定燃烧,是一种高效率,低成本的焊接方法、缺点是只适合焊接小于6mm薄板。
3.2.紧固件连接包括普通螺栓、高强度螺栓、射钉、自攻钉、拉铆钉的紧固连接。
连接螺栓分为8级:3.6、4.6、4.8、5.6、5.8、6.8、8.8、10.9s(如5.6s表示抗拉强度为500MPa,屈强比为60%),其中后两集为高强度螺栓,其余为普通螺栓。
3.2.1.普通螺栓连接(1)普通螺栓种类及用途普通螺栓连接按外形分为:六角螺栓、双头螺栓、地脚螺栓。
六角螺栓:按质量和产品等级分为A(精致)、B(半精致)、C(粗制)三种。
A、B级螺栓适用于连接部位与传递较大剪力的重要结构的安装,C级螺栓适用于钢结构安装中的临时固定。
双头螺栓:又称螺柱,多用于连接厚板或不方便使用六角螺栓连接的地方,如混凝土屋架、屋面梁悬挂单轨梁挂件等。
地脚螺栓:分为一般地脚螺栓、直角地脚螺栓、锤头螺栓和锚固地脚螺栓,一般地脚螺栓、直角地脚螺栓和锤头螺栓是在混凝土浇筑前预埋在基础中,用于固定钢柱;锚固地脚螺栓是在已成型混凝基础上经钻机成孔后,再安装、灌浆固定的一种地脚螺栓。
(2)普通螺栓的施工连接要求:螺栓头和螺母的下面应放置平垫圈。
螺母下面的点券不应多于2个,螺栓头下面的垫圈不应多于1个;螺栓头和螺母应与结构构件的便面及垫圈密贴;倾斜面的螺栓连接,应放置斜垫片垫平;动荷载或重要部位的螺栓,应放置弹簧垫圈;螺栓伸出螺母的长度应不小于两个完整螺纹的长度。
紧固轴力:螺栓紧固必须从中心开始,对称施拧;大型街头采用复拧,即“两次紧固法”。
3.2.2.高强螺栓连接(1)高强螺栓种类及用途即高强度螺栓,是一种标准件。
是继铆接连接后的新型钢结构连接形式,是目前钢结构连接的主要手段。
高强螺栓从外形上分为扭剪型高强螺栓和大六角头高强螺栓。
(2)高强螺栓施工的机具手动扭矩扳手:高强螺栓以手动紧固时,要使用有示明扭矩值的扳手施拧,以达到高强螺栓连接副规定的扭矩和剪力值。
常用的手动扭矩扳手有指针式、音响式和扭剪式三种。
电动扳手:定扭矩、顶转角电动扳手适用于大六角头高强螺栓的紧固,可自动控制扭矩和转角,适用于钢结构桥梁、厂房建设安装大六角头高强螺栓施工的初拧。
扭剪型电动扳手适用于扭剪型高强螺栓的终拧紧固,常用的扭剪型电动扳手有6922型和6924型。
(3)高强螺栓的施工要点螺栓紧固前,应对螺栓孔、被连接件的位移,不平度、不垂直度、磨光顶紧的贴合情况,以及板叠合处摩擦面的处理,连接间隙,孔眼的同心度,临时螺栓的不妨等进行检查。
紧固顺序个节点中心向边缘一次进行。
紧固时,应分初拧和终拧两次紧固;对于大型节点,可分为初拧、复拧和终拧。
初拧、复拧轴力宜为60-80%标准轴力,终拧轴力为标准轴力。