钢结构安装、教材教学

1 施工准备

⑴ 技术准备:制定安装技术方案,单层钢结构工程宜采用分件安装法,屋盖糸统宜采用综合安装法。多层钢结构工程一般采用综合安装法

⑵ 施工机具及材料准备:包括吊装机械、各类辅助施工机具、钢构件、各类焊接材料及紧固件等。

⑶ 柱基检查:柱基找平和标高控制,复核轴线并弹好安装对位线,检查地脚螺栓轴线位置、尺寸及质量。

⑷ 构件清理:清理钢柱等先行吊装构件,编号并弹好安装就位线。

安装前柱底除锈清理

2 单层钢结构安装

2.1 钢柱安装

钢柱宜采用一点直吊绑扎法起吊,就位时对准地脚螺栓缓慢下落,对位后拧上螺帽将柱临时固定,校正其平面位置和垂直度;校正后终拧螺帽,用垫板与柱底板焊牢,然后柱底灌浆固定 。

钢柱的吊装

终拧地脚螺栓

柱底灌浆固定

2.2 钢吊车梁安装

吊车梁采用两点绑扎,吊升时用溜绳控制吊升过程构件的空中姿态,方便对位及避免碰撞。就位临时固定后要校正吊车梁的垂直度、标高及纵横轴线位置。

低跨吊车梁的吊装

双层吊车梁的吊装

2.3 屋面系统安装

屋架安装应在柱子校正并固定后进行;屋面系统可采用扩大组合拼装后吊装,扩大组合拼装单元宜成为具有一定刚度的空间结构。檩条等构件安装应在屋架调整定位后进行。

檩条的安装

扩大组合拼装单元的吊装

屋架的吊装

3 多层及高层钢结构安装

多层及高层钢结构的柱、梁、支撑等构件的长度尺寸应包括焊接收缩余量等变形值。

高层钢结构安装

多层钢结构安装

3.1 钢柱的安装与校正

轴线引测:柱的定位轴线应从地面控制线引测,不得从下层柱的定位轴线引测,避免累积误差。

钢柱校正:对垂直度、轴线、牛腿面标高进行初验,柱间间距用液压千斤顶与钢楔或倒链与钢丝绳校正。

钢柱的校正

钢柱的吊装

3.2 钢梁的安装与校正

安装准备:吊装前应检查钢柱牛腿标高和柱子间距,梁上装好扶手和通道钢丝绳以保证施工人员的安全。吊点一般设在翼缘板开孔处,其位置取决于钢梁的跨度。

钢梁校正:对标高及中心线要反复校正至符合要求。

3.3 构件间的连接

4 钢网架安装

网架结构广泛用作大跨度的屋盖结构。特点是汇交于节点上的杆件数量较多,制作安装较平面结构复杂。

网架结构节点有焊接球、螺栓球和钢板节点三种形式。网架的基本单元有三角锥、三棱体、正方体、截头四角锥等,可组合成平面形状的任何形体。

4.1 高空拼装法

先在设计位置处搭设拼装支架,用起重机把网架构件分件(或分块)吊至空中的设计位置,在支架上进行拼装。此法不需大型起重设备,但拼装支架用量大,高空作业多。适用于螺栓球节点的钢管网架。

4.2 整体安装法

是先将网架在地面上拼装成整体,再用起重设备将其整体提升到设计位置上加以固定。此法不需拼装支架,高空作业少,易保证焊接质量,但对起重设备要求高,技术较复杂。适用于球节点的钢网架。根据所用设备的不同,整体安装法又分为多机抬吊法、拔杆提升法、千斤顶提升法及千斤顶顶升法等。

⑵ 拔杆提升法

网架先在地面上错位拼装,然后用多根独脚拔杆将网架整体提升到柱顶以上,空中移位,落位安装。

⑶ 整体提升法和顶升法

是利用电动螺杆提升机或顶升千斤顶,将在地面原位拼装好的钢网架整体提升或顶升至设计标高。

4.3 高空滑移法

按滑移方式分逐条滑移法和逐条累积滑移法两种;按磨擦方式可分为滚动式滑移和滑动式滑移两种。

北京五棵松体育馆屋顶结构为双向正交桁架体系,跨度为120×120m,26榀钢桁架支撑于沿建筑物四周布置的20根砼柱上,柱顶标高为+29.3m,采用三组平行滑道、累积滑移的安装工艺,滑移总重量3300t,滑移距离120m。

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中国著名建筑钢结构专家蔡一燕逝世,享年95岁

澎湃新闻记者 王俊

中国建筑标准设计研究院有限公司5月18日发布讣告称,中国共产党优秀党员、离休干部,我国著名建筑钢结构专家、享受国务院政府特殊津贴专家、中国建筑标准设计研究院原顾问总工程师、教授级高级工程师蔡益燕同志,因病于2022年5月17日21时40分在北京逝世,享年95岁。

讣告介绍,蔡益燕生于1928年2月,江苏扬州人。1950年清华大学土木工程系毕业,1950—1953年北京俄专学习,1953—1966年在清华大学土木系钢木结构教研组任翻译、助教和讲师。1966年4月调入部队,先后在工程兵科研三所和总参工程兵司令部作技术工作。1983年转业到中国建筑技术研究院标准所钢结构室工作,1998年3月离休后返聘至2019年。历任清华大学土木系讲师、工程兵防护工程研究所工程师,总参工程兵司令部参谋(高级工程师)、中国建筑科学研究院标准所高级工程师、中国建筑技术发展研究中心标准所教授级高级工程师、中国建筑标准设计研究院顾问总工程师等职务。

上述讣告介绍,蔡益燕是我国著名建筑钢结构专家、我国多部建筑钢结构设计规范和标准主要起草人,在行业内享有崇高声望。他主编了《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102、《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》GB51022、《建筑抗震设计规范》GB50011钢结构部分、《高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程》CECS 230等重要标准规范,参加编制《钢结构设计规范》GB50017、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018等标准规范。主持《高层建筑钢结构成套技术》等多项国家级课题研究。曾获国家科技进步二等奖一项,获华夏建设科学技术奖多项。

责任编辑:蒋子文 图片编辑:朱伟辉

“汇总”钢结构造价法及重要数据说明

前两天有粉丝说想要钢结构的造价数据。今天,小路整理了钢结构造价方法及重要数据供大家交流学习。点击图片即可放大查看。

钢结构报价的标准一般分为两种,一种是按照平米;一种是按照吨数计算。而这两种报价方式在市场上都存在着这样或那样的差距,价格并不是统一不变的。做的构件不一样、要求不一样,做的方法和使用用途不一样,最终的效果不一样,价格也就参差不齐。


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钢结构图纸的全过程讲解非常全面。建议收集它们

图纸在工程、建筑、制造等领域中起着举足轻重的作用,它是用来指导生产的依据,也是技术交流的语言,所以无论你在哪一行的技术领域,图纸要看得懂才能更好地胜任其工作。各领域的图纸都有各行业的标准规范,下面韩谊集成房屋小编教大家看钢结构的图纸,希望能帮助到您。

钢结构图

1.钢结构

由型钢连接而成的结构物,例如:钢梁、钢屋架、钢塔架、钢脚手架等。

2.钢结构图

用来表示钢结构的图样。

3.型钢

型钢是由钢厂按照标准规格轧制而成的刚才,其断面形状如尺寸是定型的,例如:角钢、工字钢、槽钢、C型钢、M型钢(北海建材集团专利)、H型钢等。

型钢的代号及标注

钢结构中型钢的连接方法

1.焊接

2.铆接

3.螺栓连接

一.焊接

将被连接的型钢在连接部位加热使其和焊条熔化,凝结后成为不可分割的整体。

坡口焊缝

贴脚焊缝

塞焊缝

焊缝的标注

在钢结构图中,必须要把焊缝的位置、形式、尺寸和辅助要求标注清楚,切莫马虎大意。

焊缝不连接时的画法及标注

当焊缝分布不连接时,可见焊缝宜在焊缝处加中实线,不可见焊缝加细栅线。

二.铆接

用铆钉将两块或两块以上的钢板连接在一起。

铆接分类

1.工厂连接

2.现场连接

铆钉类型

三.螺栓连接

1.焊接和铆接都是不可拆卸的连接,螺栓连接是可拆卸的连接

2.连接方法

螺栓、孔、电焊铆钉图例

钢梁结构图

概述:钢梁常用于大、中跨度桥梁中

钢梁的种类

1.钢板梁

2.钢桁梁

下承式简支栓焊梁

钢梁结构图的内容

1.设计轮廓图

2.节点图

3.杆件图

4.零件图

1.设计轮廓图

2.节点图

3.节点构造图

4.拼接板、填板的拼装

5.立体图

6.节点板详图

7.杆件图

8.零件图

钢屋架结构图

1.钢屋架

2.钢屋架结构图

屋架简图、屋架详图(包括节点图)、杆件详图、连接板详图。

屋架简图

1.屋架简图又称屋架示意图、屋架杆件几何尺寸简图。

2. 比例:1:100、1:200

3. 单线条表示,杆件长度直接注在单线条旁边。

屋架详图

1. 图样:立面图,上弦实形辅助投影,剖面断面图。

2. 比例:两种比例:

杆件轴线采用较小比例(1:20,1:15)

节点板、杆件、断面采用较大比例(1:10,1:5)

3. 图线:可见轮廓线——中实线

不可见轮廓线——中虚线

杆件拼接

支座节点图

屋脊节点图

本文总结

钢结构施工的全过程(有图片和文字),我不怕你学不到

基础开挖

基础垫层支模

垫层砼浇注

地脚螺栓预埋

我们一直这样做:先将地脚螺栓按设计尺寸组立成组;按照设计尺寸制作一块“模板”,标出轴线的位置;预埋时先将组立好的地脚螺栓放入支设好的混凝土模板内,把“模板”套到组立好的地脚螺栓上,利用经纬仪、水准仪把模板定位好,再用电焊机把地脚螺栓与钢筋及 混 凝 土 模 板 固定好,固定时要保证地脚螺栓与混凝土模板的相对位置。

浇筑砼时应注意的问题:砼浇筑前必须在螺栓的螺扣上缠油布以保护螺扣,待钢结构安装时再解开。砼浇筑过程中,要尽量避免踩在模板上,振动棒要尽量避免直接碰螺栓,特别不要碰撞螺扣。砼浇筑完毕后要派人检查柱顶标高,不符合要求的在砼初凝前整改好。混凝土浇注完毕后初凝前要重新校正地脚螺栓的位置。

基础

基础回填

边部压实

隅撑连接

一、安装前的准备工作

1、核对进场资料、质量证明、设计变更、图纸等技术资料

2、落实深化施工组织设计,做好起吊前的准备工作

3、掌握安装前后的外界环境,如风力、温度、风雪、日照等

4、图纸的会审和自审

5、基础验收

6、垫板设置

7、灌筑砂浆采用无收缩微膨胀砂浆,且比基础砼高一个等级

钢结构进场

二、钢柱子安装

设置标高观测点和中心线标志,标高观测点的设置应与牛腿支承面为基准,且便于观察,无牛腿柱应以柱顶端与桁架连接的最后一个安装孔中心为基准。

中心线标志应符合相应规定多节柱安装时,宜将柱组装后再整体吊装。

钢柱吊装后应进行调整,如温差、阳光侧面照射等引起的偏差柱子安装后允许偏差应符合相应规定屋架、吊车梁安装后,进行总体调整,然后再进行固定连接。

长细比较大的柱子,吊装后应增加临时固定措施。

柱间支撑应在柱子找正后再进行安装。

钢柱吊装

三、吊车梁的安装

应在柱子第一次校正的柱间支撑安装后进行,安装顺序从有柱间支撑的跨间开始,吊装后的吊车梁应进行临时固定。

吊车梁的校正应在屋面系统构件安装并永久连接后进行,其允许偏差应符合相应规定。其标高的校正可通过调整柱底板下垫板厚度进行。吊车梁下翼缘与柱牛腿的连接应符合相应规定。吊车梁与辅助桁架的安装宜采用拼装后整体吊装,其侧向弯曲、扭曲和垂直度应符合规定。

钢架拼装

1、屋面工程

1.1对进场的C型檩条进行检查,对几何尺寸超偏或在运输中已经严重变形的檩条,退场调换。

1.2檩条安装时,必须垂直于屋脊拉线,确保屋檩在一平面内,首先安装屋脊檩条,焊接屋脊撑杆,然后依次安装屋檩、屋面洞口加强檩,在安装下坡檩条时,必须安装拉条,并调平拉紧,保证檩条不扭曲变形,有效防止屋檩受压翼失稳。

1.3对进场的屋面板,复核几何尺寸、数量、颜色等,对运输中变形严重、涂层划伤等严重缺陷的,退场调换。

1.4设置安装基准线,基准线设在山墙端屋脊线的垂直线上,并根据此基准线,在檩条的横向标出每块或若干块压型钢板的截面有效覆盖宽度定位线,按排板图依次铺设,并应边铺设边调整其位置,边固定,应首先安装屋脊托板。

1.5铺设屋面压型钢板时,应在压型钢板上设置临时人行木板,施工人员必须穿软底鞋,不得聚集在一起。在压型钢板行走频繁地部位,应设临时板。

1.6屋脊板、泛水板与屋面压型钢板的连接采用搭接连接,其搭接长度不小于200mm,搭接部位应设置挡水板,并设置防水堵头及密封条,屋脊板之间搭接部位的搭接长度不小于60 mm,其连接件间距不大于250 mm.搭接处填密封胶。

1.7天沟板的安装应注意纵向坡度。

檩条安装

拉条连接

屋面板现场生产

屋面板安装

保温材料

屋面板檐口

屋脊

屋脊挡水处理

2、墙面板安装

2.1、墙檩(墙梁)安装必须从顶部向下拉垂线,确保墙檩在一个平面,然后依次安装墙檩、洞口加强檩。

2.2、对墙面板的检验同屋面板。

2.3、设置安装基准线,画出门窗洞口的准确位置,以便于墙板的切边,墙面压型钢板的安装基准线设在离山墙阳角线200 mm处的垂直线上,并根据此基准线,在墙檩上标出角块墙面板的截面有效覆盖宽度线。

2.4、墙面板的连接采用自攻螺丝与墙檩连接。在墙面压型板上开洞,采用按洞口尺寸画出边线法切割,然后再安装。

2.5、内、外墙板应逆主导风向铺设,泛水板之间、包角板之间以及泛水板、包角板与压型钢板之间的搭接部位,必须按照要求设置防水密封材料,山墙泛水板与屋脊板的搭接,必须先安装山墙泛水板,后安装屋脊板。

墙面保温层安装

墙面板安装

最完整的钢结构知识总结

1、建筑钢材有两种可能的破坏形式

塑性破坏和脆性破坏,二者的特征可从塑性变形、名义应力、断口形式三方面来理解。影响脆性破坏的因素有有害化学元素、冶金缺陷等,但总的来看,钢材的质量、应力集中和低温的影响比较大。防止脆性破坏必须合理设计、正确制造和正确使用三者的相互配合。

2、钢材的σ-ε曲线在下列标准条件下获得的:

Ⅰ)标准试件(无应力集中);

Ⅱ)静荷载一次拉伸到破坏;

Ⅲ)试验温度为20°C。

按建筑钢材的σ-ε曲线其工作可分为弹性、弹塑性、塑性和强化四个阶段,并将其简化成理想弹塑性体。从拉伸试验得到抗拉强度fu、屈服强度fy、伸长率δ5三个钢材基本性能指标,fu、fy是静力强度指标,δ5是钢材在静荷载作用下塑性性能指标。承重结构钢材都应具有这三个指标合格的保证,对重要或需要冷加工的构件,其钢材尚应具有冷弯试验的合格保证。

3、冲击韧性Cv

冲击韧性Cv是表示钢材在动力荷载作用下抵抗脆性断裂能力指标,对直接承受较大动力荷载的结构应提出相应冲击韧性要求。

4、应力

钢材在静荷载作用下,单向应力时,要求截面最大应力不超过屈服点;复杂应力状态时,要求折算应力δeq不超过fy。

5、理解各种因素对钢材性能的不利影响

对化学成分要分清有利元素和有害元素,应特别注意碳、硫、磷的影响。重视应力集中产生的影响,其后果是导致局部产生双向或三向受拉的应力状态,使钢材变脆。应通过合理的构造措施(如平缓过度)尽量避免应力集中。

6、正确选择钢材和提出合理指标要求

规范推荐Q235、16Mn、16Mnq、15MnV、15MnVq钢为承重结构钢,理解它们牌号的表示方法,冶金工厂对材质应保证的项目和能附加保证的项目,掌握根据设计结构的具体条件正确选择钢材和提出合理指标要求的方法。

7、掌握钢板和型钢的表示方法

见附录。

附:钢结构牌号

钢结构牌号

GB/T5613-1995标准中对铸钢规定了两种牌号表示方法

1)以屈服强度和抗拉强度力学性能为主的牌号表示方法,如ZG200-400等。ZG是代表铸钢的符号,200和400分别是屈服强度和抗拉强度的最低值( MPa).

2)以化学成分为主的牌号表示方法,如ZG20Cr13等。Cr为铬元素符号,20为平均碳含量(以万分之几计),13为铬平均含量(质量分数)(%)。

另加一些字母和符号分别表示不同的含义,如ZD345―570为一般工程与结构用低合金铸钢;ZG200―400H为焊接结构有用碳素铸钢;ZGMn 13为铸钢。

拓展

钢结构用钢主要有两种:低碳素结构钢和低合金高强度结构钢。

低合金高强结构钢的牌号最低由Q295开始,而碳素结构钢最高的牌号是Q275截止,尽管对公称屈服点的含义解释相同,但数值并无重复且恰好衔接。

1、碳素结构钢的牌号为:Q×××(A~D)+脱氧方式。其中Q×××表示屈服强度;A~D表示冲击韧性质量等级由底到高;在灌注过程中,由脱氧程度不同分镇静钢〖TZ、Z〗,半镇静钢〖b〗,沸腾钢〖F〗。对于Q235来说,A、B两级可以是(Z、b、F),C级只能是(Z),D级只能是(TZ)。

2、低合金高强度结构钢:在冶炼过程中添加少量几种合金元素,使钢的强度明显提高,其中合金含量低于5%,故称为低合金高强度结构钢;牌号表示与碳素结构钢相同,质量等级按冲击韧性分为 A~E 5个等级。低合金高强度结构钢的A、B级为镇静钢,C、D、E级为特殊镇静钢。

3、合金结构钢:包括优质钢、高级优质钢和特级优质钢;合金结构钢的牌号共77个,按主加合金元素划分为24个钢组。

牌号含义:合金结构钢的牌号由数字和合金元素化学符号组成。数字表示此钢平均含碳量是万分之几;继后的化学符号代表所加的合金元素,并后缀此元素平均含量的代表数码(对各合金元素平均含量代码的规定:当小于1.5%时一般不写,但当如此表示发生牌号雷同时须将合金元素含量高的后边标1,以示区别;当含量为1.5%~2.49%、2.50%~3.49%、3.50%~4.49%时分别写出2、3、4标示,含量再高时,以此类推)。

质量等级标记:在钢的牌号末尾应将所属冶金质量划定的等级按规定加注标记,优质钢不加、高级优质钢加 A 、特级优质钢加 E。

Q:钢材选择时要做到结构安全可靠,同时用材经济合理。影响钢材选择的因素:

A:

1、结构或构件的重要性;

2、荷载性质(静载or动载);

3、连接方法(焊接、铆接or螺栓连接);

4、工作条件(温度or腐蚀介质)

对于重要结构、直接承受动荷载、处于低温条件下的结构及焊接结构,应选用质量较高的钢材。

轻钢与重钢的区别?

首先,没有轻钢的叫法,轻钢相对于普钢。

轻型钢结构是一个很模糊的概念,没有严格的定义。

判定结构为普钢与轻钢结构确实没有一个统一的标准,很多有经验的设计师或项目经理也常常不能完全说明白,但我们可以以一些数据综合考虑并加以判断:

1、厂房行车起吊重量:大于等于25吨,可以认为为普钢结构了。

2、每平米用钢量:大于等于50KG/M2,可认为是普钢结构。

3、主要构件钢板厚度:大于等于10MM,轻钢结构用的较少。

另外,还有一些参考值:如每平米造价,最大构件重量,最大跨度,结构形式,檐高等,以上这些在判断厂房是否为普钢或轻钢时可以提供经验数据,当然现在很多建筑都是轻、普钢都有。

但有一些我们可以较肯定的说是普钢,如:石化厂房设施、电厂厂房、大跨度的体育场馆、展览中心,高层或超高层钢结构。

普通钢结构的范围很广,可以包含各种钢结构,不管荷载大小,甚至包括轻型钢结构的许多内容,轻型房屋钢结构技术规程只是针对其“轻”的特点而规定了一些更具体的内容,而且范围只局限在单层门式刚架。

轻型钢结构是一个很模糊的概念,没有严格的定义。

一般可以有两种理解。一种是现行《钢结构设计规范》中第十一章“圆钢、小角钢的轻型钢结构”,是指用圆钢和小于L45×4和L56×36×4的角钢制作的轻型钢结构,主要在钢材缺乏年代时用于不宜用钢筋混凝土结构制造的小型结构,现已基本上不大采用,所以这次钢结构设计规范修订中已基本上倾向去掉。

另一种是《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》所规定的具有轻型屋盖和轻型外墙的单层实腹门式刚架结构,这里的轻型主要是指围护是用轻质材料。

由此可见,轻钢与普钢之分不在结构本身的轻重,而在所承受的围护材料的轻重,而在结构设计概念上还是一致的。

H型钢与工字钢的区别

1、工字型钢主要不论是普通型还是轻型的,由于截面尺寸均相对较高、较窄,故对截面两个主袖的惯性矩相差较大*因此,一般仅能直接用于在其腹板平面内受弯的构件或将其组成格构式受力构件。对轴心受压构件或在垂直于腹板平面还有弯曲的构件均不宜采用,这就使其在应用范围上有着很大的局限

2、 H型钢属于高效经济裁面型材(其它还有冷弯薄壁型钢、压型钢板等),由于 截面形状合理,它们能使钢材更高地发挥效能,提高承裁能力。不同于普通工字型的是H型钢的翼绣进行了加宽,且内、外表面通常是平行的,这样可便于用高强度螺桂和其他构件连接。其尺寸构成合理系列,型号齐全,便于设计选用。 H型钢的轧制不同于普通工字钢仅用一套水平轧辊,由于其翼绦较宽且无斜度(或斜度很小),故须增设一组立式轧辊同时进行辊轧。因此,其轧制工艺和设备都比普通轧机复杂。

总之H型钢是工字钢的换代产品,所以两者在实际应用中选择使用的标准是:尽量不用工字钢。

热轧和冷轧的区别

1、冷轧成型钢允许截面出现局部屈曲,从而可以充分利用杆件屈曲后的承载力;而热轧型钢不允许截面发生局部屈曲。

2、热轧型钢和冷轧型钢残余应力产生的原因不同,所以截面上的分布也有很大差异。冷弯薄壁型钢截面上的残余应力分布是弯曲型的,而热扎型钢或焊接型钢截面上残余应力分布是薄膜型 。

3、热轧型钢的自由扭转刚度比冷轧型钢高,所以热轧型钢的抗扭性能要优于冷轧型钢。

拓 展

热轧优点

热轧的优点是可以破坏钢锭的铸造组织,细化钢材的晶粒,并消除显微组织的缺陷,从而使钢材组织密实,力学性能得到改善。这种改善主要体现在沿轧制方向上,从而使钢材在一定程度上不再是各向同性体;浇注时形成的气泡、裂纹和疏松,也可在高温和压力作用下被焊合。

热轧缺点

一是经过热轧之后,钢材内部的非金属夹杂物(主要是硫化物和氧化物,还有硅酸盐)被压成薄片,出现分层(夹层)现象。分层使钢材沿厚度方向受拉的性能大大恶化,并且有可能在焊缝收缩时出现层间撕裂。焊缝收缩诱发的局部应变时常达到屈服点应变的数倍,比荷载引起的应变大得多。

二是不均匀冷却造成的残余应力。残余应力是在没有外力作用下内部自相平衡的应力,各种截面的热轧型钢都有这类残余应力,一般型钢截面尺寸越大,残余应力也越大。残余应力虽然是自相平衡的,但对钢构件在外力作用下的性能还是有一定影响。如对变形、稳定性、抗疲劳等方面都可能产生不利的作用。

冷轧是指在常温下,经过冷拉、冷弯、冷拔等冷加工把钢板或钢带加工成各种型式的钢材。

冷轧优点

优点是成型速度快、产量高,且不损伤涂层,可以做成多种多样的截面形式,以适应使用条件的需要;冷轧可以使钢材产生很大的塑性变形,从而提高了钢材的屈服点。

冷轧缺点

缺点一是虽然成型过程中没有经过热态塑性压缩,但截面内仍然存在残余应力,对钢材整体和局部屈曲的特性必然产生影响。

二是冷轧型钢样式一般为开口截面,使得截面的自由扭转刚度较低。在受弯时容易出现扭转,受压时容易出现弯扭屈曲,抗扭性能较差。

三是冷轧成型钢壁厚较小,在板件衔接的转角处又没有加厚,承受局部性的集中荷载的能力弱。

(基本的焊接符号)

知识点2

1、焊接是钢结构最主要的连接方式,有对接焊缝和角焊缝两种基本形式。

常用的焊接方法有手工焊、自动(或半自动)埋弧焊。手工焊焊条型号应与主体金属强度相适应。施焊过程中可能产生裂纹、气孔、烧穿、弧坑等缺陷。为保证焊缝质量,应根据焊缝等级按各自不同的检验标准进行质量检查。

2、焊缝

为保证焊缝质量和便于施焊,对接焊缝要求按焊件厚度采用不同形式的坡口,坡口形式有I形、单边V形、V形、U形、K形、X形等。对于没有采用引弧板的焊缝,计算时焊缝长度要考虑起落弧的影响。对接焊缝截面上的应力分布与母材相同,强度计算公式也相同,轴力作用下一般采用直缝,强度不足时可采用斜焊缝,当倾斜角度θ≤56°时,可不进行焊缝强度计算,在弯矩、剪力共同作用下的计算公式也可采用材料力学公式。

3、角焊缝受力复杂,按受力不同分为侧焊缝和端焊缝

为保证焊接质量,规范对焊脚尺寸hf及焊缝计算长度lw等都作了构造规定。角焊缝计算以最小焊缝截面为计算截面,且不论抗拉、抗压及抗剪均采用同一强度设计值£fw。对角焊缝在轴心力、弯矩、扭矩、剪力及几个力共同作用下的受力进行了分析并推导出不同情况下的计算公式,应熟练掌握。

4、焊接

施焊时,由于不均匀的温度场,使杆件产生焊接变形和焊接应力,这对结构在常温、静载作用下的承载力没有影响,但增大了结构的变形,降低了结构的刚度、疲劳强度以及稳定承载力。从设计和施工方面应采取不同措施减小或消除残余应力和残余变形,如设计上尽量使焊缝对称布置;施焊时应采用合理的施焊次序等。

5、螺栓排列

普通螺栓排列时,规范根据受力、构造和施工三方面的要求规定了容许距离,针对螺栓几种可能的排列形式,提出了不同的防止措施,在确定单个螺栓承载力设计值的基础上,分析了螺栓群在不同荷载作用下的受力和计算方法。

6、高强度螺栓

高强度螺栓是通过特制扳手拧紧螺帽,使螺杆产生很大的预拉力,将板件压紧。在外力作用下,板件间产生很大的摩擦力。摩擦型高强螺栓就是依靠摩擦力传递剪力的。当剪力等于摩擦力时,连接应定达到极限状态。掌握其受力性能,传力方式及各种计算方法,并与普通螺栓加以对照理解分析。

附录:

焊接符号单元的位置

带坡口焊缝符号使用范例

箭头侧的卷边焊缝符号范例

接头类型不止一种时采用组合焊缝符号范例

画有圆圈的焊缝及符号范例

封底和打底焊道的符号

角焊缝的尺寸标注

Q:什么因素决定了角焊缝的尺寸?

A:角焊缝尺寸由焊缝尺寸中最短的焊脚高来决定

钢结构中的残余应力就是指的焊接残余应力吗?还是焊接残余应力只是其中的主要部分?

1,钢结构的焊接过程是在焊件局部区域加热熔化,然后冷却凝固的热过程,由于不均匀的温度场,导致构件不均匀的膨胀和收缩,从而使构件内部残存应力并引起变形,通称的焊接残余应力和残余变形.

2,残余应力是钢材在热轧、氧割、焊接的加热和冷却过程中产生的,先冷却部分形成压应力,后冷却部分形成拉应力。

3,焊接残余应力按其方向可划分为纵向残余应力、横向残余应力和厚度方向残余应力三种。

4,焊接残余应力和焊接残余变形的影响

<1>,刚度——由于在残余拉应力区域提前进入塑性状态而刚度降为零,继续增加的外力仅由弹性区承担,因此构件变形必然增大,刚度减小。

<2>,静力强度——残余应力对静力强度并无影响。

<3>,压杆的稳定承载力——有残余应力的压杆,在残余应力区提前进入塑性状态,截面的弹性区减小,杆件的抗弯刚度也相应减小,因此其稳定承载力降低。

<4>,疲劳强度和温度冷脆——由于塑性变形受到约束,材料变脆,使裂纹容易产生和开展,疲劳强度也会降低,在低温情况下,更容易形成冷脆裂纹。

5,焊接残余变形对结构的影响

焊接残余变形不仅影响结构的尺寸,使装配困难,而且使构件产生初偏心和初弯曲等初始缺陷,在受荷载时引起附加内力,影响其承载能力。

6,焊接残余应力的分布与大小

残余应力的分布、大小与截面的形状、尺寸、制造方法和加工过程等有关,而与钢材的强度等级关系不大。

7,减少焊接残余应力和残余变形的方法:

如上所述,焊接残余应力和残余变形对结构性能均有不利影响,故应减小残余应力并控制残余变形过大,使其符合〈施工规范〉的规定,否则应进行矫正。残余应力和残余变形在焊接过程中是相互关连的。为了减小残余变形,在施焊时应对焊件进行加强约束。

为了减小我们应考虑以下两个方面:

〈1〉设计方面

〈2〉制造、焊接工艺方面。

焊接残余应力分类及影响

焊接残余变形:焊接的不均匀加热和高温区的热态塑性压缩,使构件冷却后产生一些残余变形,如纵向缩短,横向缩短,弯曲变形,角变形和扭曲变形等。

焊接残余应力分类:

1)纵向焊接残余应力;

2)横向残余应力;

3)沿焊缝厚度方向的残余应力;

4)约束状态下产生的焊接应力。

焊接残余应力的影响

1)对结构静力强度的影响:对于具有一定塑性的材料,在静力荷载作用下,焊接残余应力是不会影响结构强度的;

2)对刚度的影响:焊接残余应力会降低结构的刚度;

3)对压杆稳定的影响:焊接残余应力会使压杆的挠曲刚度减小,从而必定降低其稳定承载力;

4)对低温冷脆的影响:在厚板和有三轴交叉焊缝的情况下,将产生三轴焊接残余应力,阻碍塑性变形,在低温下使裂纹容易发生和发展,加速构件的脆性破坏;

5)对疲劳的影响:焊接残余应力对疲劳强度有不利影响,使焊缝及其附近产生高额残余拉应力。

减少焊接残余应力和焊接变形的方法

1)采用合理的施焊次序:例如钢板对接时采用分段退焊,厚焊缝采用分层焊,工字形截面按对角跳焊等;

2)施焊前给构件一个和焊接变形相反的预变形,使构件在焊后产生的焊接变形与之正好抵消;

3)对于小尺寸焊件,在施焊前预热,或施焊后回火(加热至600°C左右,然后缓慢冷却),可以消除焊接残余应力。也可以用机械方法或氧炔焰局部加热反弯以消除焊接变形。

合理的焊缝设计

为了减少焊接应力与焊接变形,设计时在构造上采取一些措施:

1)焊接的位置要合理,焊缝的布置应尽可能对称于构件重心,以减少焊接变形。

2)焊缝尺寸要适当,在允许范围内,可以采用较小焊脚尺寸,并加大焊缝长度,使需要的焊缝总面积不变,以免因焊脚尺寸过大而引起过大的焊接残余应力。焊缝过厚还可能引起施焊时烧穿、过热等现象。

3)焊缝不宜过度集中。

4)应尽量避免三向焊缝相交,为此可使次要焊缝中断,主要焊缝连续通过。

5)要考虑钢板的分层问题,避免垂直于板面传递拉力。

此外,为了保证焊接质量,还应注意:焊缝连接构造要尽可能避免仰焊,并且施焊时焊条易于到达。

拓 展

残余应力的简图一般用直线或不太复杂的曲线组成。

1、轧制普通工字钢:翼缘厚度比腹板的厚度大的多,腹板在型钢热轧后先冷却,翼缘在冷却的过程中受到与其连接的腹板的牵制作用,因此翼缘产生拉应力,而腹板的中部受到压缩产生压应力;

2、轧制H型钢:翼缘的尖端先冷却,因此具有较高的残余压应力;

3、焊接工字钢:翼缘具有轧制边或火焰切割以后又经过刨边的焊接工字形截面,其残余应力与H型钢类似,只是翼缘与腹板连接处的残余拉应力可能达到屈服强度;

4、具有火焰切割翼缘的焊接工字型截面:翼缘切割时的温度场和焊缝施焊时类似,因此边缘产生拉应力,翼缘与腹板连接处的残余拉应力经常达到屈服强度;

5、用很厚的翼缘板组成的焊接工字型截面:沿翼缘的厚度残余应力也有很大变化,板的外表具有残余压应力,板端的应力很高可达到屈服强度,而板的内表在腹板连接焊缝处具有很高的残余拉应力;

6、焊接箱型截面:在连接焊缝处具有高达屈服强度的残余拉应力,而在截面的中部残余压应力随板件的宽厚比和焊缝的大小而变化,当宽厚比放大到40时残余压应力只有0.2fy左右;

7、等边角钢:等边角钢的残余应力,其峰值与角钢边的长度有关;

8、轧制钢管:轧制钢管沿壁厚变化的残余应力,他的内表面在冷却时因受到先已冷却的外表面的约束故有残余拉应力,而外表面具有残余压应力。(热轧圆管的拉压残余应力都比较小)

残余应力使构件刚度降低,对压杆的承载能力有不利影响,残余应力的分布情况不同,影响程度也不同。此外,残余应力对两端铰接的等截面挺直杆的影响和对有初弯曲柱的影响也是不同的。柱的长度不同,残余应力的影响也不相同。

超详细的钢结构知识,外行阅读后也有很大收获!(图片欣赏)

槽钢及角钢

钢 板

钢 带

钢 管

工字钢

钢结构连接方式:

一、焊缝连接

二、铆钉连接

紧固件连接(螺栓连接、射钉、自攻钉、拉铆钉)

钢结构的应用

轻型钢结构是在普通钢结构的基础上发展起来的一种新型结构形式,它包括所有轻型屋面下采用的钢结构。

轻型钢结构

门式刚架

屋架

网架

门式刚架组成

主结构—— 柱、主梁、楼面梁、托梁、抗风柱、吊车梁(行车梁)、女儿墙立柱

次结构——支撑体系(包括水平支撑、柱间支撑、系杆、制动桁架)、天沟、屋面檩条、墙面檩条、拉条、撑管连接件——高强螺栓、普通螺栓、花篮螺栓、自攻螺丝、铆钉等。

围护结构—— 屋面板、墙面板、包边等

钢结构的安装

1.单根立柱吊装、找正

2.成片结构的吊装、找正

钢柱吊装

钢构件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、射钉、自攻钉、拉铆钉)及铆接三种。

紧固件连接

梁柱节点的螺栓连接

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钢结构

由型钢连接而成的结构物,例如:钢梁、钢屋架、钢塔架、钢脚手架等。

钢结构图

用来表示钢结构的图样。

型钢

型钢是由钢厂按照标准规格轧制而成的钢材,其断面形状如尺寸是定型的,例如:角钢、工字钢、槽钢等。

★ 型钢的代号及标注

★ 钢结构中型钢的连接方法

※ 焊接

※ 铆接

※ 螺栓连接

一、焊接

将被连接的型钢在连接部位加热使其和焊条熔化,凝结后成为不可分割的整体。

1、焊缝类型及其符号

※ 坡口焊缝

※ 贴角焊缝

※ 塞焊缝

★ 焊缝的图形符号和辅助符号

2、焊缝的标注

在钢结构图中,必须把焊缝的位置、形式、尺寸和辅助要求标准清楚。

★ 焊缝的标注方法

★ 焊缝不连续时的画法及标注

当焊缝分布不连续时,可见焊缝宜在焊缝处加中实线,不可见焊缝加细栅线

二、铆接

用铆钉将两块或两块以上的钢板连接在一起

★ 铆接分类

※ 工厂连接

※ 现场连接

★ 铆钉类型

三、螺栓连接

※ 焊接和铆接都是不可拆卸的连接,螺栓连接是可拆卸的连接

※ 连接方法

★ 螺栓、孔、电焊铆钉图例

钢梁结构图

概述

钢梁常用于大、中跨度桥梁中

钢梁的种类

※ 钢板梁

※ 钢桁梁

★ 下承式简支栓焊梁

★ 钢梁结构图的内容

※ 设计轮廓图

※ 节点图

※ 杆件图

※ 零件图

★ 设计轮廓图

★ 节点图

★ 节点构造图

★ 拼接板、填板的拼装

★ 立体图

★ 节点板详图

★ 杆件图

★ 零件图

钢屋架结构图

概述

※ 钢屋架

※ 钢屋架结构图

屋架简图、屋架详图(包括节点图)、杆件详图、连接板详图。

★ 屋架简图

※ 屋架简图又称屋架示意图、屋架杆件几何尺寸简图。

※ 比例:1:100、1:200

※ 单线条表示,杆件长度直接注在单线条旁边。

★ 屋架详图

※ 图样:立面图,上弦实形辅助投影,剖面断面图。

※ 比例:两种比例:

杆件轴线采用较小比例(1:20,1:15)

节点板、杆件、断面采用较大比例(1:10,1:5)

※ 图线:可见轮廓线——中实线

不可见轮廓线——中虚线

★ 杆件拼接

★ 支座节点图

★ 屋脊节点图

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一、什么是钢结构

  什么是钢结构,用学术语言来说钢结构是以钢材制作为主的结构,是现在主要的建筑结构类型之一。钢材的特点是强度高、自重 轻、整体刚性好、变形能力强,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜。钢结构是由型钢和钢板等制成的钢梁、钢 柱、钢桁架等构件;各构件或部件之间采用焊缝、螺栓或铆钉连接的结构。

  二、钢结构特点

  1、钢材韧性,塑性好,材质均匀,结构可靠性高,适于承受冲击和动力荷载,具有良好的抗震性能。钢材内部组织结构均匀, 近于各向同性匀质体。钢结构的实际工作性能比较符合计算理论。所以钢结构可靠性高。

  2、材料强度高,自身重量轻,钢材强度较高,弹性模量也高。与混凝土和木材相比,其密度与屈服强度的比值相对较低,因而 在同样受力条件下钢结构的构件截面小,自重轻,便于运输和安装,适于跨度大,高度高,承载重的结构。

  3、钢结构密封性能好,由于焊接结构可以做到完全密封,可以作成气密性,水密性均很好的高压容器,大型油池,压力管道等 。

  4、钢结构耐热不耐火,当温度在150℃以下时,钢材性质变化很小。因而钢结构适用于热车间,但结构表面受150℃左右的热辐 射时,要采用隔热板加以保护。温度在300℃ -400℃时.钢材强度和弹性模量均显着下降,温度在600℃左,钢材的强度趋于零。 在有特殊防火需求的建筑中,钢结构必须采用耐火材料加以保护以提高耐火等级。

  5、钢结构耐腐蚀性差,特别是在潮湿和腐蚀性介质的环境中,容易锈蚀。一般钢结构要除锈、镀锌或涂料,且要定期维护。对 处于海水中的海洋平台结构,需采用“锌块阳极保护”等特殊措施予以防腐蚀。

  6、钢结构制造安装机械化程度高,钢结构构件便于在工厂制造、工地拼装。工厂机械化制造钢结构构件成品精度高、生产效率 高、工地拼装速度快、工期短。钢结构是工业化程度最高的一种结构。

  三、钢结构的发展历史

  我国早期在铁结构方面就有卓越的成就,但由于封建制度的束缚,科学不发达,所以我国2000多年来长期停留于铁制建筑物的水 平。直到19世纪末,我国才开始采用现代化钢结构。新中国成立后,钢结构的应用有了很大的发展,不论在数量上或质量上都远 远超过了过去。2000年以后,我国国民经济显着增长,国力明显增强,钢产量成为世界大国。2008年前后,在奥运会的推动下, 出现了钢结构建筑热潮,强劲的市场需求,推动钢结构建筑迅猛发展,建成了一大批钢结构场馆、机场、车站和高层建筑,其中 ,有的钢结构建筑在制作安装技术方面具有世界一流水平,如奥运会国家体育场等建筑。在设计、制造和安装等技术方面都达到 了较高的水平,掌握了各种复杂建筑物的设计和施工技术。

  四、钢结构的主要特点

  抗风性

  型钢结构建筑重量轻、强度高、整体刚性好、变形能力强。建筑物自重仅是砖混结构的五分之一,可抵抗每秒70米的飓风,使生 命财产能得到有效的保护。

  抗震性

  低层别墅的屋面大都为坡屋面,因此屋面结构基本上采用的是由冷弯型钢构件做成的三角型屋架体系,轻钢构件在封完结构性板 材及石膏板之后,形成了非常坚固的”板肋结构体系”,这种结构体系有着更强的抗震及抵抗水平荷载的能力,适用于抗震烈度为 8度以上的地区。

  隔音性

  隔音效果是评估住宅的一个重要指标,轻钢体系安装的窗均采用中空玻璃,隔音效果好,隔音达40分贝以上;由轻钢龙骨、保温 材料石膏板组成的墙体,其隔音效果可高达60分贝。

  保温性

  采用的保温隔热材料以玻纤棉为主,具有良好的保温隔热效果。用以外墙的保温板,有效的避免墙体的“冷桥”现象,达到了更 好的保温效果。100mm左右厚的R15保温棉热阻值可相当于1m厚的砖墙。

  健康性

干作业施工,减少废弃物对环境造成的污染,房屋钢结构材料可100%回收,其他配套材料也可大部分回收,符合当前环 保意识;所有材料为绿色建材,满足生态环境要求,有利于健康。

  耐久性

  轻钢结构住宅结构全部采用冷弯薄壁钢构件体系组成,钢骨采用超级防腐高强冷轧镀锌板制造,有效避免钢板在施工和使用过程 中的锈蚀的影响,增加了轻钢构件的使用寿命。结构寿命可达100年。

  舒适性

  轻钢墙体采用高效节能体系,具有呼吸功能,可调节室内空气干湿度;屋顶具有通风功能,可以使屋内部上空形成流动的空气间 ,保证屋顶内部的通风及散热需求。

  五、钢结构的优势与劣势

  优势

  1、钢结构住宅比传统建筑能更好的满足建筑上大开间灵活分隔的要求,并可通过减少柱的截面面积和使用轻质墙板,提高面积 使用率,户内有效使用面积提高约6%。

  2、节能效果好,墙体采用轻型节能标准化的C型钢、方钢、夹芯板,保温性能好,抗震度好。节能50%,

  3、将钢结构体系用于住宅建筑可充分发挥钢结构的延性好、塑性变形能力强,具有优良的抗震抗风性能,大大提高了住宅的安 全可靠性。尤其在遭遇地震、台风灾害的情况下,钢结构能够避免建筑物的倒塌性破坏。

  4、建筑总重轻,钢结构住宅体系自重轻,约为混凝土结构的一半,可以大大减少基础造价。

  5、施工速度快,工期比传统住宅体系至少缩短三分之一,一栋1000平米只需20天、五个工人方可完工。

  6、环保效果好。钢结构住宅施工时大大减少了砂、石、灰的用量,所用的材料主要是绿色,100%回收或降解的材料,在建筑物 拆除时,大部分材料可以再用或降解,不会造成垃圾。

  7、以灵活、丰实。大开间设计,户内空间可多方案分割,可满足用户的不同需求。

  8、符合住宅产业化和可持续发展的要求。钢结构适宜工厂大批量生产,工业化程度高,并且能将节能、防水、隔热、门窗等先 进成品集合于一体,成套应用,将设计、生产、施工一体化,提高建设产业的水平。

  劣势

  1、复杂性

  钢结构工程项目施工质量问题的复杂性,主要表现在引发质量问题的因素繁多,产生质量问题的原因也复杂,即使是同一性质的 质量问题,原因有时也不一样,从而质量问题的分析、判断和处理增加了复杂性。例如焊接裂缝,其既可发生在焊缝金属中,也 可发生在母材热影响中,既可在焊缝表面,也可在焊缝内部;裂缝走向既可平行于焊道,也可垂直于焊道,裂缝既可能是冷裂缝 ,也可能是热裂缝;产生原因也有焊接材料选用不当和焊接预热或后热不当之分。

  2、可变性

  钢结构工程施工质量问题还将随着外界变化和时间的延长而不断地发展变化,质量缺陷逐渐体现。例如,钢构件的焊缝由于应力 的变化,使原来没有裂缝的焊缝产生裂缝:由于焊后在焊缝中有氢的活动的作用便可产生延迟裂缝。又如构件长期承受过载,则钢构件要产生下拱弯曲变形,产生隐患。

  3、严重性

  钢结构工程项目施工质量问题的严重性表现在:一般的,影响施工顺利进行,造成工期延误,成本增加,严重的,建筑物倒塌,造成人身伤亡,财产受损,引起不良的社会影响。

  4、频发性

  由于我国现代建筑都是以混凝土结构为主,从事建筑施工的管理人员和技术人员对钢结构的制作和施工技术相对比较生疏,以民工为主的具体施工人员更不懂钢结构工程的科学施工方法,导致施工过程中的事故时常发生。

  六、钢结构的发展前景

  中国钢结构产业在近10余年期间发展迅速,已成为全球钢结构用量最大、制造施工能力最强、产业规模第一、企业规模第一的钢 结构大国。

  钢结构企业:须重视“十二五”发展

  各地重大钢结构工程的成功建设,说明我国的钢结构综合技术水平已处于国际先进水平。但我国的钢结构产业在信息化、自动化 、标准化、科研创新方面同发达国家相比还有不小的差距。2011年是国家“十二五”规划起始之年,国家有关部委、行业协会及 企业集团、钢结构企业都在进行调研、分析市场及未来发展趋势。国家发改委、工信部、科技部也正在研究有关战略性新型产业 确定和规划目标,对具有国际先进水平、自主创新能力强、国际竞争实力强大并可以占领更多市场的产业,将列入规划并给予支 持、扶持政策。机遇也是挑战,我国钢结构产业能否上台阶、上规模,“十二五”期间的发展至关重要。

  中国钢结构协会经过调查研究,在听取有关专家意见和建议后,草拟了《关于钢结构产业在国家“十二五”规划的战略思考及建 议草案》,在征求有关人员的意见后,协会将组织有关专家具体落实、完善,以促进“十二五”期间钢结构行业取得更大发展。

  钢结构行业由于其经济和技术的优越性、低碳减排、循环经济以及可工业化、产业化发展,能更好的适应并满足当前我国国民经济建设需要,也将成为具有市场广阔、企业众多、

来源 | 千万间 中国钢结构网

钢结构的十大知识点,你知道吗?

民用建筑根据建筑高度、使用功能、抗震性能、地下水文勘察报告等选用合适的结构形式,小编带大家了解钢结构“结构形式”的十个知识点。

Q1、常见结构体系分类及特点?

常见结构体系有砖混、框架、剪力墙、框架—剪力墙、筒体、桁架、网架、拱式、悬索、薄壁空间等,钢结构主要包括门式钢架、框架、桁架、网架,不同结构体系优缺点各异,受力形式也各异,现实建筑当中往往存在两种及以上组合结构形式。