北京博泰钢结构工程有限公司

钢结构知识,来啦

钢结构应研究高强度钢材,大大提高其屈服点强度;此外要轧制新品种的型钢,例如H型钢(又称宽翼缘型钢)和T形钢以及压型钢板等以适应大跨度结构和_高层建筑的需要。
另外还有无热桥轻钢结构体系,建筑本身是不节能的,本技术用巧妙的特种连接件解决了建筑的冷热桥问题;小桁架结构使电缆和上下水管道从墙里穿越,施工装修都方便。
钢结构是由钢制材料组成的结构,是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成,各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻,且施工简便,广泛应用于大型厂房、场馆、_高层等领域。
定义
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_高、_重型的建筑物特别适宜;材料匀质性和各向同性好,属理想弹性体,符合一般工程力学的基本假定;材料塑性、韧性好,可有较大变形,能很好地承受动力荷载;建筑工期短;其工业化程度高,可进行机械化程度高的_化生产。
特点
1、材料强度高,自身重量轻
钢材强度较高,弹性模量也高。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。
2、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。
3、钢结构制造安装机械化程度高
钢结构构件便于工厂制造、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高的一种结构。
4、钢结构密封性能好
由于焊接结构可以做到_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。
5、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著下降,温度在600℃左右时,钢材的强度趋于零。在有特殊防火需求的建筑中,钢结构_采用耐火材料加以保护以提高耐火等级。
6、钢结构_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_保护”等特殊措施予以_。
7、低碳、节能、绿色环保,可重复利用
钢结构建筑拆除几乎不会产生建筑垃圾,钢材可以回收再利用。
发展历程
中国虽然早期在铁结构方面有的成_,但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_过了过去。轻钢结构的楼面由冷弯薄壁型钢架或组合梁、楼面OSB结构板,支撑、连接件等组成。所用的材料是定向刨花板,水泥纤维板,以及胶合板。在这些轻质楼面上每平方米可承受316~366公斤的荷载。
钢结构建筑的多少,标志着一个地区的经济实力和经济发达程度。进入2000年以后,我国国民经济显著增长,国力明显增强,钢产量成为大国,在建筑中提出了要“积_、合理地用钢”,从此甩掉了“限制用钢”的束缚,钢结构建筑在经济发达地区逐渐增多。特别是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水平,如奥运会体育场等建筑。
奥运会后,钢结构建筑得到普及和持续发展,钢结构广泛应用到建筑、铁路、桥梁和住宅等方面,各种规模的钢结构企业数以万计,的钢结构加工设备基本_,如多头多维钻床、钢管多维相贯线切割机、波纹板自动焊接机床等。并且现在数百家钢结构企业的加工制作水平具有水平,钢结构下游行业对钢结构行业的发展具有较大的牵引和驱动作用,它们的需求变化直接决定了行业未来的发展状况。
1.钢结构的上游行业为钢铁等原材料供应行业
钢铁行业是钢结构产业发展的物质基础,钢铁行业的技术进步为钢结构的应用创造了有利条件。国内钢铁行业的一些大企业已经开始了建筑结构用钢的品种和技术的研发,相继开发了高强钢和耐火、耐候、耐海水、抗层状撕裂、抗低温用钢,以及H 型钢、高性能彩涂钢板、冷弯型钢等,为钢结构产业的发展奠定了良好的应用基础。
2、上下游对本行业的影响
钢结构的上游主要是钢铁行业,钢材产品价格波动直接影响本行业的采购成本。从整体上看,上游行业基本属于竞争性行业,生产用于钢结构的各类钢板、钢管、型钢等钢材,其中H 型钢和中厚板是钢结构建筑中为常用的产品。产业洞察研究数据2011 年粗钢产量达6.96 亿吨,产量相对饱和,钢结构生产所需的原材料能获得稳定的供应。
下游行业对钢结构行业的发展具有较大的牵引和驱动作用,它们的需求变化直接决定了行业未来的发展状况。钢结构以其强度高、自重轻、抗震性能好、工业化程度高、施工周期短、可塑性强、_等综合优势,在工业厂房、市政基础设施建设、文教体育建设、电力、桥梁、海洋石油工程、航空航天等行业得到了广泛的应用,市场空间逐步扩大。另外,一旦住宅钢结构市场取得突破,逐步取代传统建筑形态进入住宅建设领域,钢结构行业将引来爆发性的增长。

应用
屋面系统
轻钢结构住宅屋面系统
是由屋架、结构OSB面板、防水层、轻型屋面瓦(金属或沥青瓦)及相关连接件组成的。迈特建筑轻钢结构的屋面,外观可以有多种组合。材料也有多种。在_了防水这一技术的前提下,外观有了许多的选择方案。
墙体结构
轻钢结构住宅的墙体主要由墙架柱、墙顶梁、墙底梁、墙体支撑、墙板和连接件组成。建筑轻钢结构住宅一般将内横墙作为结构的承重墙,墙柱为C形轻钢构件,其壁厚根据所受的荷载而定,通常为0.84~2毫米,墙柱间距一般为400~600毫米, 建筑轻钢结构住宅这种墙体结构布置方式,可有效承受并可靠传递竖向荷载,且布置方便,但迈特建筑轻钢结构住宅墙体结构不能承受水平荷载。
钢结构技术性能
保温节能技术轻钢结构为确保达到保温效果,在建筑物的外墙和屋面中使用的保温隔热材料能长期使用并能保温隔热。建筑轻钢结构住宅一般除了在墙的墙柱间填充玻璃纤维网格布外,在墙外侧再贴一层保温材料,有效隔断了通过墙柱至外墙板的热桥;楼层之间搁栅内填充玻璃纤维,减少通过楼层的热传递;所有内墙墙体的墙柱之间均填充玻璃纤维,减少户墙之间的热传递。
防火技术轻钢结构一个关键的问题是防火技术的应用, 轻钢结构住宅的耐火等级为四级。建筑轻钢结构住宅在墙的两侧与楼盖的天花处贴防火石膏板,对于普通防火墙和分户墙用25.4毫米厚(1吋)石膏板保护,以达到1个小时的防火要求,另外在墙体墙柱间与楼盖搁栅间填充的玻璃纤维对于防火与热传递也起了积_的保护作用。
隔声技术轻钢结构在内外墙及楼盖搁栅间填充玻璃棉,有效阻止了通过空气传播的音频部分,而对于通过固体传播的冲击声,作如下构造处理:对于分户墙用二道墙柱构成带有中间空隙的二道墙体;而对于吊顶用的固定石膏板的小龙骨,用带有小切槽的弹性构造以有效减少楼层间的固体声传播。
钢结构施工技术
连接方法
焊接连接
螺栓连接
铆钉连接
重钢结构
1.厂房桁车起吊重量:≥25吨。
2.每平米用钢量:≥50KG/㎡。
轻钢结构
指用圆钢和小于L45×4和L56×36×4的角钢制作的轻型钢结。规范和技术文件都并没有重钢一说。
《钢结构设计规范》GBJ17-88已经于2003年12月1日起废除,现时实行的是《钢结构设计规范》GB50017-2003
设备钢结构
设备钢结构是指大型设备中的钢结构部分,根据技术人员的经验,以下结构应可划入设备钢结构范畴:架桥机的塔架钢结构、起重机的起重大梁、起重机车身、大型设备支架等,属于对精密性、材质、连接等要求较高的精密钢结构之一。对于成套设备来说,是主要的受力部分,在功能上起到结构性作用。
钢结构制作
设备钢结构的加工制作与精密钢结构类似,介于普通结构件(对加工要求不高)与精密机械加工(要求加工较精细)之间,采用焊接或者栓接的连接方式。
同时钢结构类型主要有:用于厂房的排架结构、用于多高层建筑的框架结构、框架一剪力墙结构、框一筒结构,用于大空间的平板网架结构和弯顶网充结构等等。建筑功能不同,采用的结构形式也不同。钢结构设计要执行的技术规范,做到技术、经济合理、安全实用、确保质量。因此在结构设计制作的时候要注意以下要求:
1.首先根据建筑功能要求,采用相应合理的结构体系。做到技术先结构新颖、达到建筑和结构的统一。
2.钢结构(除容器外)多以杆件为主,故杆件尺寸尽可能模数化、标准化,便于机械化制造、运送、安装、提高生产率。
3.采用具有较高经济指标的钢材。
4.钢结构的节点是至关重要的,要采用适当的连接方式,使节点设计与结构计算简化模型相一致。以往的结构破坏绝大多数发生在节点,所以对节点要精心设计,精心施工.采用的、可靠的连接方法.
钢结构材料要求
钢结构在使用过程中会受到各种形式的作用(荷载、基础不均匀沉降、温度等),所以要求钢材应具有良好的机械性能(强度、塑性、韧性)和加工性能(冷热加工和焊接性能),以_结构安全可靠。钢材的种类很多,符合钢结构要求的只是少数几种,如碳素钢中的Q235,低合金钢中的l6Mn,用于高强螺栓的20锰钒钢(20MnV)等。[2]
性能指标
1、强度
钢材的强度指标由弹性,设计时以钢材的屈服强度为基础,屈服强度高可以减轻结构的自重,节省钢材,降低造价。抗拉强度σu即是钢材破坏前所能承受的大应力,此时的结构因塑性变形很大而失去使用性能,但结构变形大而不垮,满足结构抵抗罕遇地震时的要求。‘σu/σy值的大小,可以看作钢材强度储备的参数。
2、塑性
钢材的塑性一般指应力_过屈服点后,具有显著的塑性变形而不断裂的性质。衡量钢材塑性变形能力的主要指标是伸长率δ和断面收缩率ψ。
3、冷弯性能
钢材的冷弯性能是衡量钢材在常温下弯曲加工产生塑性变形时对产生裂纹的抵抗能力。钢材的冷弯性能是用冷弯实验来检验钢材承受规定弯曲程度的弯曲变形性能。
4、冲击韧性
钢材的冲击韧性是指钢材在冲击荷载作用下,断裂过程中吸收机械动能的一种能力,是衡量钢材抵抗冲击荷裁作用,可能因低温、应力集中,而导致脆性断裂的一项机械性能。一般通过标准试件的冲击试验来获得钢材的冲击韧性指标。
5、焊接性能
钢材的焊接性能是指在—定的焊接工艺条件下,获得性能良好的焊接接头。焊接性能可分为焊接过程中的焊接性能和使用性能上的焊接性能两种。焊接过程中的焊接性能是指焊接过程中焊缝及焊缝附近金属不产生热裂纹或冷却不产生冷却收缩裂纹的敏感性。 焊接性能好,是指在_焊接工艺条件下,焊缝金属和附近母材均不产生裂纹。使用性能上的焊接性能是指焊缝处的冲击韧性和热影响区内延性性能,要求焊缝及热影响区内钢材的力学性能不低于母材的力学性能。我国采用焊接过程的焊接性能试验方法,也采用使用性使用性质上的焊接性能试验方法。
6、耐久性
影响钢材耐久性的因素很多。首先是钢材的_性差,_采取防护措施,防止钢材腐蚀生锈。防护措施有:定期对钢材油漆维护,采用镀锌钢材,在有酸,碱,盐等强腐蚀介质条件下,采用特殊防护措施,如海洋平台结构采用“阳_保护”措施防止导管架腐蚀,在导管架上固定上锌锭,海水电解质会自动先腐蚀锌锭,从而达到保护钢导管架的功能。其次由于钢材在高温和长期荷载作用下,其破坏强度比短期强度降低较多,故对长期高温作用下的钢材,要测定_强度。钢材随时间推移会自动变硬、变脆、即“时效”现象。对低温荷载作用下的钢材要检验其冲击韧性。[3]
钢结构要求
设备钢结构通常会在以下方面提出特殊要求或者_要求:
结构件:材质、表面粗糙度、公差、表面处理、直线度(或弧度)
连接:孔位偏差、螺栓等级;焊接方法、焊接标准、焊材;气密性,要求进行无损检测、液体渗透检测等
整体结构:垂直度、水平度等
包装:包装材料、包装方法
仓储:环境温度、环境湿度
运输:装卸、车内摆放、集装箱内摆放,等等。
钢结构钢构
是指用钢板和热扎、冷弯或焊接型材通过连接件连接而成的能承受和传递荷载的结构形式。钢结构体系具有自重轻、工厂化制造、安装快捷、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势,与钢筋混凝土结构相比,更具有在“高、大、轻”三个方面发展的_优势,在范围内,特别是发达和地区,钢结构在建筑工程领域中得到合理、广泛的应用。钢结构行业通常分为轻型钢结构、高层钢结构、住宅钢结构、空间钢结构和桥梁钢结构5大子类。
钢结构在各项工程建设中的应用_为广泛,如钢桥、钢厂房、钢闸门、各种大型管道容器、高层建筑和塔轨机构等。
钢结构特点
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. 钢结构室内空间大
7. 容易做成密封结构
8. 钢结构易腐蚀
9. 钢结构耐火性差
10.钢结构可回收利用
11.钢结构工期较短
钢结构牌号
1.碳素结构钢:Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等
2.低合金高强度结构钢
3.碳素结构钢及合金结构钢
4.专门用途钢
钢结构区别
判定结构为重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_说明白,但我们可以以一些数据综合考虑并加以判断:
高层钢结构
1、厂房行车起吊重量:大于等于25吨,可以认为为重钢结构了。
2、每平米用钢量:大于等于50KG/㎡,可认为是重钢结构。
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,大构件重量,大跨度,结构形式,檐高等,以上这些在判断厂房是否为重钢或轻钢时可以提供经验数据,当然很多建筑都是轻、重钢都有。但有一些我们可以较肯定的说是重钢: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_高层钢结构。
为“普钢”更合适。因为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。
轻钢也是一个比较含糊的名词,一般可以有两种理解。一种是现行《钢结构设计规范》(GBJ 17-88)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
由此可见,轻钢与重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 。
钢结构钢结构安装
钢构件的预制
按着安装顺序和工艺要求在钢平台上进行钢构件的预制和组装,要_焊接制作质量。
型钢的拼接翼缘板拼接接缝和腹板拼接接缝的间距应大于200㎜。翼缘板拼接长度不应小于2倍板宽;腹板拼接宽度不应小于300㎜,长度不应小于600㎜。
为了焊接方便,_焊接质量,尽量将立柱、横梁上的加强筋板、连接板、垫板、挑梁(梁)等在地面钢平台上按施工图尺寸进行组对焊接。
在钢平台上预制的钢构件除按施工图和规范要求制作组装外,还应考虑现场安装的工艺性和安装尺寸的变化。
钢结构钢结构发展前景
钢结构发展:应关注三大领域
根据行业发展状况,海洋石油工程装备、钢结构住宅、钢结构桥梁等3个领域的发展应当引起关主管部门的关注,如果受到重视和政策鼓励,_可以实现产业倍增的目标。
海洋石油的产量在2015年要达到1亿吨,海洋工程装备企业的目标是要为深海1500米~3000米的开采提供大量装备,产业水平及规模_提高;钢结构住宅符合绿色环保、节能减排和循环经济政策,其工业化、标准化的钢结构住宅产品具有广阔和_的市场空间;_59万座公路桥梁中钢结构桥梁不足1%,铁路系统高速发展,新建线路以桥代路,80%均是预应力钢筋混凝土桥梁。而钢结构桥梁在日本占到41%,美国占到33%,由此可见我国钢结构桥梁的市场需求和产业发展与发达还有很大差距。
中国钢结构产业在近10余年期间发展迅速,已成为钢结构用量大、制造施工能力强、产业规模、企业规模的钢结构大国。
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相比还有不小的差距。
2011年是“十二五”规划起始之年,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。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,对具有水平、自主创新能力强、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_意见和建议后,草拟了《关于钢结构产业在“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_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_性、低碳减排、循环经济以及可工业化、产业化发展,能_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、创新不断、充满蓬勃生机的新兴产业之一。
分析认为,“十二五”期间,获得政策扶持的钢结构行业有望在海洋工程、住宅和桥梁领域大展拳脚,实现产量的倍增。
钢结构抗震性
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_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。
钢结构抗风性
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。
钢结构耐久性
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_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。
钢结构保温性
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_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。
钢结构隔音性
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。
钢结构健康性
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。
钢结构_性
轻钢墙体采用节能体系,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,_屋顶内部的通风及散热需求。