钢结构
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钢结构的基本知识一、钢结构的特点:1、钢结构自重较轻2、钢结构工作的可靠性较高3、钢材的抗振(震)性、抗冲击性好4、钢结构制造的工业化程度较高5、钢结构可以准确快速地装配6、容易做成密封结构7、钢结构易腐蚀8、钢结构耐火性差二、常用钢结构用钢的牌号及性能1、碳素结构钢:Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等2、低合金高强度结构钢3、优质碳素结构钢及合金结构钢4、专门用途钢三、钢结构的材料选用原则钢结构的材料选用原则是保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏,根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑的。
《钢结构设计规范》GB50017-2003提出的四种钢材型号是“宜”使用的型号,是在条件许可时的首先选择,并不禁止其它型号的使用,只要使用的钢材满足规范的要求即可。
四、主要钢结构技术内容:(1)高层钢结构技术。
根据建筑高度和设计要求分别采用框架、框架支撑、筒体和巨型框架结构,其构件可采用钢、劲性钢筋混凝土或钢管混凝土。
钢构件质轻延性好,可采用焊接型钢或轧制型钢,适用于超高建层建筑;劲性钢筋混凝土构件刚度大,防火性能好,适用于中高层建筑或底部结构;钢管混凝土施工简便,仅用于柱结构。
(2)空间钢结构技术。
空间钢结构自重轻、刚度大、造型美观,施工速度快。
以钢管为杆件的球节点平板网架、多层变截面网架及网壳等是我国空间钢结构用量最大的结构型式。
具有空间刚度大,用钢量低的优点,在设计、施工和检验规程,并可提供完备的CAD。
除网架结构外,空间结构尚有大跨悬索结构、索膜结构等。
(3)轻钢结构技术。
伴随着轻型彩色钢板制成墙体和屋面围护结构组成的新结构形式。
由5mm以上钢板焊接或轧制的大断面薄壁H型钢墙梁和屋面檩条,圆钢制成柔性支持系统和高强螺栓连接构成的轻钢结构体系,柱距可从6m到9m,跨度可达30m或更大,高度可达十几米,并可设轻型吊四。
用钢量20~30kg/m2。
钢结构基本知识用型钢材或钢板制成基本结构,根据使用要求,通过焊接或螺栓连接等方法,按照一定规律组成的承载机构叫钢结构。
钢结构在各项工程建设中的应用极为广泛,如钢结构桥梁、钢结构厂房、钢闸门、各种大型管道容器、高层建筑和塔轨机构等。
一、钢结构的特点:1、钢结构自重较轻2、钢结构工作的可靠性较高3、钢材的抗振(震)性、抗冲击性好4、钢结构制造的工业化程度较高5、钢结构可以准确快速地装配6、容易做成密封结构7、钢结构易腐蚀8、钢结构耐火性差二、常用钢结构用钢的牌号及性能1、炭素结构钢:Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等2、低合金高强度结构钢3、优质碳素结构钢及合金结构钢4、专门用途钢三、钢结构的材料选用原则钢结构的材料选用原则是保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏,根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑的。
《钢结构设计规范》GB50017-2003提出的四种钢材型号是“宜”使用的型号,是在条件许可时的首先选择,并不禁止其它型号的使用,只要使用的钢材满足规范的要求即可。
四、主要钢结构技术内容:(1)高层钢结构技术。
根据建筑高度和设计要求分别采用框架、框架支撑、筒体和巨型框架结构,其构件可采用钢、劲性钢筋混凝土或钢管混凝土。
钢构件质轻延性好,可采用焊接型钢或轧制型钢,适用于超高建层建筑;劲性钢筋混凝土构件刚度大,防火性能好,适用于中高层建筑或底部结构;钢管混凝土施工简便,仅用于柱结构。
(2)空间钢结构技术。
空间钢结构自重轻、刚度大、造型美观,施工速度快。
以钢管为杆件的球节点平板网架、多层变截面网架及网壳等是我国空间钢结构用量最大的结构型式。
具有空间刚度大,用钢量低的优点,在设计、施工和检验规程,并可提供完备的CAD****。
除网架结构外,空间结构尚有大跨悬索结构、索膜结构等。
(3)轻钢结构技术。
伴随着轻型彩色钢板制成墙体和屋面围护结构组成的新结构形式。
一、钢结构主要缺点钢结构虽然具有质量轻、空间大、抗震性能好、易施工、易维护等诸多优点,可是钢结构也有它致命缺点,如不耐火,温度达到600℃时,钢材就基本丧失了全部的强度和刚度。
钢结构的缺点对工程的影响主要体现在一下两个方面:1、耐火性差钢材本身虽然不会起火燃烧,但钢材的材性受温度影响很大,但在250℃钢材的冲击韧性下降,超过300℃,屈服点与极限强度显著下降。
实际火灾下,荷载情况不变, 钢结构失去静态平衡稳定性的临界温度为500℃左右,而一般火场温度达到800~1000℃。
因此,火灾高温下钢结构很快地会出现塑性变形,产生局部破坏,最终造成钢结构整体倒塌失效。
2、耐腐蚀性差钢材在空气或潮湿的环境中很容易于锈蚀。
主要是由于钢材表面的铁原子与空气中的氧化合而成质地疏松的氧化铁锈,特别是当空气中含有酸碱盐类的介质时情况更为严重。
腐蚀不仅使钢材表面产生不均匀的锈蚀,而且局部的锈蚀引起应力集中,促使钢结构的提前破坏。
钢材的腐蚀严重危害钢结构工程的使用安全。
二、防范措施1、钢结构的防腐蚀(1)阴极保护法:在钢结构表面附加较活泼的金属取代钢材的腐蚀。
常用于水下或地下结构。
(2)耐候钢:耐腐蚀性能优于一般结构用钢的钢材称为耐候钢,一般含有磷、铜、镍、铬、钛等金属,使金属表面形成保护层,以提高耐腐蚀性。
其低温冲击韧性也比一般的结构用钢好,但是价格偏高。
(3)热镀锌:热镀锌是将除锈后的钢构件浸入高温融化的锌液中,使钢构件表面附着锌层。
从而起到防腐蚀的目的。
这种方法的优点是防腐年限与锌层厚度成正比,生产工业化程度高,质量稳定。
因而被大量用于受大气腐蚀较严重且不易维修的室外钢结构中,如大量输电塔、通讯塔等。
但是使用一段时间后锌层容易产生锌盐,表面颜色老化较快,装饰性差。
(4)涂层法:涂层法广泛应用于室内钢结构和室外钢结构。
它一次成本低,维护成本不高。
涂层法的施工的第一步是除锈。
优质的涂层依赖于彻底的除锈。
所以要求高的涂层一般多用喷砂喷丸除锈,露出金属的光泽,除去所有的锈迹和油污。
钢结构重点难点【钢结构重点难点】一、概述钢结构是一种由钢材组成的建造结构体系,具有轻巧、坚固、耐久等优点,广泛应用于工业和民用建造。
本文将针对钢结构设计、施工及维护过程中的重点难点进行详细介绍,以工程师和相关人员更好地理解和解决问题。
二、钢结构设计难点1. 载荷计算和复杂荷载组合:由于钢结构承载的荷载种类和组合方式多样,对荷载计算和复杂荷载组合的设计要求较高。
工程师需要深入了解各种荷载的性质和计算方法,并合理选择和组合荷载,确保结构的安全性和稳定性。
2. 悬挑结构设计:悬挑结构是一种常见的钢结构形式,其设计考虑到了悬挑部份的稳定性和承载能力。
工程师需要特殊关注悬挑结构的静力和动力特性,采取适当的支撑和加强措施,以确保悬挑部份的安全使用。
3. 节点设计:钢结构的节点是连接各个部件的关键部位,节点的设计直接影响着整个结构的安全性和稳定性。
在节点设计中,工程师需要考虑到各个构件的连接方式、受力特点等因素,并采取合理的连接方式和加强措施,以增加节点的抗震性和承载能力。
三、钢结构施工难点1. 补偿措施:钢结构施工过程中,由于结构尺寸和温度变化等原因,可能会浮现一定的变形和错位。
因此,需要采取相应的补偿措施,如设置伸缩缝、预应力等,以防止结构的过度变形和受力不均。
2. 焊接工艺控制:钢结构的连接主要采用焊接方式,焊接工艺的控制直接影响着焊缝的质量和结构的安全性。
工程师需要选择合适的焊接材料和焊接工艺,并对焊缝进行质量检查和控制,以确保焊接连接的可靠性和强度。
3. 吊装和安装:由于钢结构部件的分量和尺寸较大,吊装和安装过程中容易浮现各种安全问题。
工程师需要制定详细的吊装方案,合理选择起重设备和吊装工艺,严格遵守安全操作规程,确保吊装和安装过程的安全和顺利进行。
四、钢结构维护难点1. 防腐蚀措施:钢结构易受到大气腐蚀和化学腐蚀的影响,需要采取相应的防腐蚀措施,如喷涂防腐漆、设置防腐层等。
工程师需要定期检查和维护防腐蚀层,确保结构的长期安全使用。
什么是钢结构钢结构的定义第一篇范本:一、什么是钢结构钢结构,指的是将钢材作为主要构件材料,通过各种连接方式将其连接成一体,构成具有一定刚度和强度的整体结构。
钢结构具有重量轻、刚度大、可塑性好、耐腐蚀性强等优点,被广泛应用于建筑、桥梁、厂房等领域。
二、钢结构的定义钢结构是指通过焊接、螺栓连接等方式,将钢材构件连接组成的具有一定刚度和强度的结构体系。
钢结构的构件包括钢柱、钢梁、钢板等,其材质主要为碳素钢和低合金钢。
钢结构具有重量轻、强度高、施工周期短等优点,被广泛应用于建筑工程、桥梁工程等领域。
三、钢结构的分类1. 按用途分类:(1) 工业建筑钢结构:用于工厂、厂房、仓库等工业建筑;(2) 商业建筑钢结构:用于商场、写字楼等商业建筑;(3) 民用建筑钢结构:用于住宅楼、别墅等民用建筑。
2. 按构件形式分类:(1) 钢框架结构:由钢柱、钢梁等构成的空间框架结构;(2) 钢管结构:由钢管构件组成的结构体系;(3) 钢板结构:由钢板构件组成的结构体系;(4) 钢混结构:由钢材和混凝土构件组成的结构体系。
四、钢结构的施工步骤1. 设计阶段:(1) 结构设计:确定结构的荷载、布置和尺寸等;(2) 连接设计:确定连接方式、连接件的类型和尺寸等;(3) 施工设计:确定施工工艺和施工顺序等。
2. 制作阶段:(1) 钢材加工:对钢材进行切割、焊接、冷弯等加工;(2) 构件制作:根据设计图纸制作钢结构构件;(3) 控制质量:对制作的构件进行质量检验和控制。
3. 安装阶段:(1) 地基处理:对基础进行处理,确保地基的承载能力;(2) 安装钢结构:将制作好的钢结构构件进行拼装和安装;(3) 质量验收:对安装完成的钢结构进行质量验收和评估。
附件:无法律名词及注释:1. 钢材:指用来制作钢结构构件的金属材料,主要包括碳素钢和低合金钢等。
2. 结构设计:指根据建筑或桥梁的荷载情况和结构要求等,进行结构尺寸、布置和构件安排等的设计。
建筑钢结构的特点
建筑钢结构的特点有:
1. 强度高:钢材具有高强度和大的延展性,能够承受较大的荷载和变形,具有良好的抗震性能。
2. 轻量化:相对于传统的混凝土结构而言,钢结构的自重轻,减少了建筑物的整体重量,从而减小了地基和基础的负荷。
3. 施工周期短:钢结构的构件大多数是在工厂预制完成的,到现场后只需要进行简单的安装即可,因此施工速度较快。
4. 可塑性强:钢材的可塑性强,能够通过冷弯、焊接等加工方式制成多种形状的构件,以适应不同的建筑设计需求。
5. 耐久性好:由于钢材具有较高的耐腐蚀性能,能够抵御大部分自然环境的侵蚀,因此钢结构具有较长的使用寿命。
6. 可拆卸与再利用:钢结构的构件可以进行拆卸和重复利用,可以实现建筑物的可持续发展和资源的有效利用。
7. 可变性强:钢结构可以根据需要进行扩展或改造,适应不同的功能和空间布局的变化。
总的来说,建筑钢结构具有高强度、轻量化、施工快、耐久性好等特点,因此在大跨度建筑、高层建筑及工业建筑等领域得到广泛应用。
钢结构部位名称大全一、主要构件名称1. 梁:梁是钢结构建筑中承载楼板和楼层荷载的主要构件,通常沿建筑的宽度方向设置,起到支撑和传递荷载的作用。
2. 柱:柱是钢结构建筑中支撑楼板和屋面荷载的主要构件,通常沿建筑的高度方向设置,起到支撑和传递荷载的作用。
3. 梁柱节点:梁柱节点是梁和柱连接处的部位,起到了承载和传递荷载的作用。
4. 梁柱抱杆:梁柱抱杆是在梁柱节点处设置的用于增加梁柱节点刚度和承受梁柱节点水平荷载的构件。
5. 梁柱筋:梁柱筋是用于增加梁柱抱杆刚度和承受梁柱抱杆水平荷载的构件。
6. 桁架:桁架是钢结构建筑中用于承受水平荷载和刚度的构件,通常沿建筑的宽度方向设置。
7. 屋面桁架:屋面桁架是用于支撑和承受屋面荷载的桁架构件。
8. 地板桁架:地板桁架是用于支撑和承受地板荷载的桁架构件。
9. 楼梯架构:楼梯架构是用于支撑和承受楼梯荷载的桁架构件。
10. 悬挑梁:悬挑梁是一种横跨空间并支撑在柱顶上的梁,常用于大跨度建筑中。
11. 外墙柱:外墙柱是用于支撑和承受外墙荷载的主要构件。
12. 内墙柱:内墙柱是用于支撑和承受内墙荷载的主要构件。
13. 屋面梁:屋面梁是用于支撑和承受屋面荷载的主要构件。
14. 地板梁:地板梁是用于支撑和承受地板荷载的主要构件。
15. 屋面柱:屋面柱是用于支撑和承受屋面荷载的主要构件。
16. 地板柱:地板柱是用于支撑和承受地板荷载的主要构件。
17. 悬挑柱:悬挑柱是一种悬挑在建筑外部的柱子,用于支撑和承受悬挑荷载的主要构件。
18. 梁带:梁带是用于支撑和承受梁荷载的主要构件,通常沿梁的底部设置。
19. 柱带:柱带是用于支撑和承受柱荷载的主要构件,通常沿柱的四周设置。
20. 楼梯梁:楼梯梁是用于支撑和承受楼梯荷载的主要构件。
21. 楼梯柱:楼梯柱是用于支撑和承受楼梯荷载的主要构件。
22. 梁座:梁座是梁与柱连接的部位,起到了承载和传递荷载的作用。
23. 梁托:梁托是梁与柱连接的部位,起到了承载和传递荷载的作用。
钢结构标准件的种类
钢结构标准件是指按照一定的规格、尺寸和性能要求生产的常用钢制连接件和零部件。
下面是一些常见的钢结构标准件种类:
1. 螺栓和螺母:包括普通螺栓、高强度螺栓和防松螺栓等。
2. 螺栓连接片:用于连接钢结构构件的螺栓套筒、连接板等。
3. 锚栓和锚固件:用于固定钢结构构件到基础上的锚定件,包括地脚螺栓、锥形锚栓和锚具等。
4. 螺栓式高强度连接件:如拆装式钢构件连接件、零位偏移连接件等。
5. 钢结构焊接件:包括焊接钢板、焊接构件、焊接支撑件等。
6. 钢结构支撑件:用于支撑和固定钢结构的支座、吊杆、斜撑等。
7. 补强件:用于增加钢结构构件的强度和刚度,如剪力板、压力板和角钢等。
8. 托盘和脚手架:用于搭建和支撑钢结构施工过程中的临时工作平台和支架。
9. 安全设施:如钢结构防护栏杆、逃生通道和防火涂料等。
以上只是常见的一些钢结构标准件种类,实际上还有许多其他具体用途的标准件。
选择合适的钢结构标准件需要根据具体的项目需求和设计要求来确定。
钢结构
1. 钢材的力学性能及其指标:
1)强度:用极限荷载表示,指试件所能承受的最大荷载。
2)塑性:指标是伸长率δ,断面收缩率。
3)冲击性能:指标是冲击韧性值αk(单位J/cm2)
4)冷弯性能:产生塑性变形时,发生裂缝的抵抗能力。
2. 钢材的破坏
1)延性破坏:(塑性破坏)发生比较大的塑性变形,并应力大小fy达到fu
2)脆性破坏:没有发生明显塑性变形,没有任何预兆的破坏。
3. 钢材的表示:例:
[A] F–沸腾钢
[B] >[F.b.(z)] b–半镇静钢注:D除处的不写脱氧方法的均为镇静钢
[C] [(z)] ( z)-镇静钢
[D] [(Tz)]:脱氧方法 (Tz)-特殊镇静钢
质量等级依次提高
4. 轴心受拉构件设计考虑强度和刚度.
5. 格构式柱中缀条考虑为只受轴力的二力杆件,即按轴心受压构件计算.
6. 对于轴心受压构件局部稳定性采用不允许出现局部失稳准则,计算时应力ζ应不超过整体稳定的临界应力Φfy,即ζcr≥Φfy.
7. 当构件承受动荷载时不考虑屈服强度.
8. 理想压杆的稳定性得出了欧拉临界力:NE=π2AE/λ2 ,临界应力ζE=π2E/λ2(只与长细比有关)
9. 轴心受压构件的整体失稳破坏有弯曲失稳、弯扭失稳、扭转失稳。
10. 弯曲失稳的极限承载力计算(5-33)Φ=0.5{1+1/ (1+εo)- }适用于按弯曲失稳极限承载力的准则;(5-34a,b),当λ≤0.125时,Φ=ζcr/fy=1- ;当λ>0.125时,以上两式适用按稳定极限承载力理论的计算。
11. 轴心受压格构式构件换算长细比计算:
缀条:λor=√λx2+27A/A1x;缀板:λoy= √λ12+λx2
12. 加劲肋的布置原则:(见笔记)
13. 当焊缝角度θ<56o时,不需要验算焊缝强度。
14. 角焊缝分为1>直角角焊缝1)普通焊缝2)平坡3)深熔2>斜角角焊缝。
焊缝有效厚度he=0.7hf,最小焊角尺寸hfmin≥1.5√Tmax;最大角焊缝尺寸hfmax≤1.2Tmin.
15. 高强螺栓表示方式的含义:例:10.9级,10指螺栓强度,0.9指屈强比。
16. 确定轴心受压实腹式构件局部失稳临界力的准则为:
1)不允许出现局部失稳,即构件受到的应力ζ应小于局部失稳的临界应力ζcr,ζ≤Ncr;
2)允许出现局部失稳,并利用构件屈曲后的强度(源于板面内横向的薄膜张力),要求构件受到的轴力N应小于构件发挥屈曲后强度的极限承载力Nu,即N≤Nu。
注:其中板的临界应力是通过限制板的宽厚比(b/t)得到的。
二、简答题:
1.钢材有哪些力学性能指标?反应哪些性能?
答:1)屈服强度、抗拉强度(极限强度)指标反映了钢材的强度性能;
2)钢材的伸长率/断面收缩率指标反映了钢材的塑性;
3)冲击韧性值αk(单位J/cm2)指标反映了钢材的韧性;
4)冷弯性能是衡量钢材的综合指标。
2.格构式柱设计考虑哪些内容?
答:格构式柱的设计主要包括构件截面设计和缀材设计。
(1)对于截面设计:首先按照实轴稳定要求选择截面分肢的尺寸,此时考虑对实轴整体稳定和刚度验算,必要时还应进行强度验算和板件宽厚比验算。
其次按照虚轴与实轴等稳定性确定分肢间距,此时也考虑验算对虚轴的整体稳定性。
(2)缀材设计:这个内容要考虑设计缀材的形式、尺寸及强度、稳定性等问题。
(3)如果柱的连接为焊接,则还应考虑焊缝的强度问题。
3.保证梁整体稳定性的措施有哪些?
答:①提高截面的侧向抗弯刚度Eiy,抗扭刚度Git和抗翘曲刚度EIw;
②使构件的跨宽l小于某一临界值;
③使构件的受压翼缘覆盖并牢固连接足够刚度的铺板;
④在梁的设计中采用对位移约束程度大的支承形式,而且使梁尽可能设计不要发生纯弯曲;
⑤对于工字型截面简支梁,通过限制受压翼缘自由长度l1与其宽度b1的比值保证整体稳定性。
4.如何保证单向压弯工字型截面整体稳定性及局部稳定性?
答①对于平面内的整体稳定性会发生弯曲失稳则通过公式N/ΦxA+βmaxMx/νxW1x(1-0.8N/NEX)≤fy保证。
对于平面外的整体稳定性会发生弯扭失稳,通过公式:N/ΦyA+βtxMx/ΦbWx≤fd保证。
②对于翼缘的局部稳定性通过b/t≤15√235/Fy保证;
对于腹板的局部稳定性:当0≤α0≤1.6时满足hw/tw≤{16α0+0.5λ+25}√235/Fy即
6≤α0≤2时
满足hw/tw≤{48α0+0.5λ-26.2}√235/Fy即可。