鋼結構基礎知識

1、 什么是鋼結構？什么是鋼結構？定義定義:由型鋼和鋼板通過焊接、螺栓連接或鉚接而制成由型鋼和鋼板通過焊接、螺栓連接或鉚接而制成的工程結構的工程結構. 鋼結構工程是以鋼材制作為主的工程，是主要的建筑結構之一。鋼結構工程是以鋼材制作為主的工程，是主要的建筑結構之一。鋼結構是現(xiàn)代建筑中較普通形式之一。鋼結構是現(xiàn)代建筑中較普通形式之一。我國是我國是最早最早用鐵制造結構的國家，遠在有用鐵制造結構的國家，遠在有秦始皇時代秦始皇時代,就已經(jīng)用鐵就已經(jīng)用鐵作簡單的承重結構作簡單的承重結構,而西方國家使用金屬結構是在而西方國家使用金屬結構是在17世紀中期世紀中期. 建筑物的分類建筑物的分類建筑物的分類建筑物的分類

2、建筑材料的分類建筑材料的分類按建筑承重結構分類按建筑承重結構分類建筑物高度分類建筑物高度分類welcome to use these PowerPoint templates, New Content design, 10 years experience1、建筑物的分類、建筑物的分類1)民用建筑（居住建筑、公共建筑）2)工業(yè)建筑 2、建筑材料的分類、建筑材料的分類磚木結構、鋼筋混凝土結構、磚混結構、鋼結構鋼結構按工程分類重型工業(yè)廠房；輕鋼門架；多、高層鋼結構；大跨度鋼結構；鋼結構住宅；鋼管結構；組合結構鋼結構按行業(yè)分類輕型鋼結構；高層鋼結構；住宅鋼結構；空間鋼結構；橋梁鋼結構5大子類 3、按

3、建筑承重結構分類、按建筑承重結構分類1)承重墻結構 2)框架結構 3)排架結構 4)其它結構（高層、超高層建筑物采用剪力墻體結構、桶式結構體系） 4、建筑物高度分類、建筑物高度分類1)低層 2層及2層以下2)多層 2層以上8層以下3)中高層 8層以上16層以下4)高層 16層以上24層以下5)超高層 24層以上鋼結構的優(yōu)勢鋼結構的優(yōu)勢建筑鋼材強度高，塑性韌性較好建筑鋼材強度高，塑性韌性較好 A）強度高強度高：適用于建造強度大，高度高，承載重的結構。但由于強度高，一般構件截面小而壁薄，在受壓時易為穩(wěn)定計算和剛度計算所控制，強度難以得到充分的利用,因此出現(xiàn)鋼混結構（勁芯結構）。 B) 塑性好：塑性

4、好：結構在一般條件下不易因超載而突然斷裂，只增大變形，故易于 發(fā)現(xiàn)。此外，鋼結構還能將局部高峰應力重分配，使應力變化趨于平緩。 C) 韌性好：韌性好：適宜在動力荷載下工作。因此在地震區(qū)采用鋼結構較為有利,日本是一個多地震國家，全世界每年有10%的地震發(fā)生在日本，因此日本的隔震技術比較領先，就目前常用的隔震裝置有:1)橡膠支座隔震2)滾子隔震3）滑動支座隔震4）搖擺支座隔震(案例案例) 靠近我們這里的有一條地震帶是從上海崇明-溧陽，溧陽在74及79年發(fā)生過二次5級以上地震，而我們宜興的地震設防等級為6度，屬于一般性地區(qū).鋼結構的優(yōu)勢鋼結構的優(yōu)勢D）重量輕重量輕 以同樣強度承受同樣的荷載，鋼屋架的

5、重量最多不過為鋼筋混土屋架的1/31/4，冷彎薄壁型鋼屋架甚至達到1/10。 由于重量輕，還可減輕下部基礎的負荷，降低基礎部分的造價，同時方便運輸和吊裝。E）材質均勻，理論計算與實際用料比較吻合材質均勻，理論計算與實際用料比較吻合 接近各向同性，是理想的彈性塑性體，在計算中采用的經(jīng)驗方式不多，從而計算上的不定性較小，計算結果比較可靠。F）制作簡便，施工周期短制作簡便，施工周期短 構件一般在工廠制作，制作機械化，準確度和精確度皆較高，由于預制比例較高，因此，占用現(xiàn)場施工時間很少，大大縮短施工周期。鋼結構的優(yōu)勢鋼結構的優(yōu)勢G) 易于改建和搬遷易于改建和搬遷 由于鋼結構連接簡單，安裝、拆卸方便，并且

6、易于加固、改建和拆遷。舉個例子；某開發(fā)區(qū)重新規(guī)劃，需要對部分廠房拆遷，鋼結構的廠房和設備都可輕易拆遷，其它結構有難度。H）保值率高保值率高 在使用年限達到設計時限或遇到重新規(guī)劃需拆除建筑物時，砼結構就是一堆建筑垃圾，而鋼結構建筑的可回收利用率達到80%以上。 隨著國際鐵礦石的逐年漲價，鋼鐵的價格上漲成為總趨勢，鋼結構廠房的保值功能越來越突出。J) 環(huán)保環(huán)保 鋼結構建筑所用的材料主要是綠色，100%可回收或降減的材料,不會對環(huán)境造成污染.鋼結構的缺點和質量控制重點鋼結構的缺點和質量控制重點 三三 大大 缺缺 點點四大質量控制重點四大質量控制重點三大缺點三大缺點A）耐腐蝕性差鋼材容易腐蝕。耐腐蝕性

7、差鋼材容易腐蝕。 鋼結構必須注意防腐,特別是薄壁型構件。鋼結構在油漆前必須徹底除銹。 除銹方法有兩種：一種手工除銹最高可達st3.0級，通常要求為st2.0級，常用于支撐拉桿等次結構件，另一種為機械除銹最高可達sa3.0級，通常主鋼構件必須達到sa2.5級以上。一般鋼結構建筑需間隔一定的時間對結構重新涂刷涂料，因此難護費用高。B）耐熱但不耐火。耐熱但不耐火。 溫度超過250攝氏度時,材質發(fā)生較大的變化,不僅強度逐步降低，還會出現(xiàn)藍脆和徐變現(xiàn)象。當溫度達到600攝氏度時鋼材進入塑性狀態(tài)，不能承載，從而導致建筑物的坍塌.C）特別是在低溫氣候時，如果局部荷載超過原設計荷載（如施工時屋面材料集中堆放）

8、可能發(fā)生脆性斷裂可能發(fā)生脆性斷裂，所以要注意避免產生集中荷載。四大質量控制重點四大質量控制重點原材料原材料必須按照有關規(guī)范和具體圖紙要求使用相應的原材料，確保結構的安全性，對每批次原材料都必須進行物理力學性能測試和化學元素分析。放樣精確放樣精確從設計院的圖紙到真正的一件鋼結構構件生產出來，需要通過鋼結構專業(yè)公司進行技術深化和生產，技術深化的圖紙是生產環(huán)節(jié)的依據(jù)，生產是圖紙的最終實現(xiàn)，任何一環(huán)需要精確，鋼結構到現(xiàn)場就是把每一根構件搭接起來，如果有一根構件不精確，勢必造成整個建筑無法成型。焊接質量焊接質量設備：全自動埋弧焊機、半自動埋弧焊機、氣保焊槍、電弧焊槍；施焊位置：平焊、側焊、橫焊、立焊、仰

9、焊等；焊接質量檢測：超聲波探傷檢測，X光照相檢測。防銹涂裝防銹涂裝設備：平板/構件拋丸除銹機；油漆：高壓噴漆，獨立噴漆房；檢測重點：漆膜厚度，附著力。 鋼結構的使用范圍鋼結構的使用范圍1、工業(yè)廠房、工業(yè)廠房吊車吊位較大或其工作較繁重的車間多采用鋼骨架。如冶金廠房的平爐、轉爐車間，重型機械廠的鑄造車間。2、大跨結構、大跨結構如飛機裝配車間、飛機庫、體育館（首都體育館和上海體育館大跨度網(wǎng)架結構）、展覽館。結構分為網(wǎng)架、懸索、拱架以及框架。3、高聳結構、高聳結構塔架、桅桿結構。最著明的是法國埃菲爾鐵塔，它是一座于1889年建成位于法國巴黎戰(zhàn)神廣場戰(zhàn)神廣場上的鏤空結構鐵塔，高300米，天線高24米，總

10、高324米。它得名于它的設計師.4、多層和高層建筑、多層和高層建筑中國的多高層建筑使用鋼結構起步較晚，原來多采用鋼筋混凝土結構，一是因為理論不成熟，二是原鋼產量較少。隨著國外先進設計理念的引進，我國鋼結構設計水平也在不斷提高，目前已將鋼結構廣泛運用到多高層建筑中。常見的多高層鋼結構建筑，一種是骨架采用鋼結構，其余部分采用框架澆筑；另一種是全鋼結構。鋼結構的使用范圍鋼結構的使用范圍5、板殼結構、板殼結構 油庫、油罐、煤氣庫、高爐、熱爐、煙囪、水塔以及各種管道6、其它特種結構、其它特種結構 棧橋、管道支架（如昆山丹尼斯）、井架、海上鉆油平臺。7、可拆卸或移動結構、可拆卸或移動結構 臨時用房（包括工

11、地、生產和生活用房），臨時展臺。這些都是可以拆遷的、移動結構如塔吊。8、輕鋼結構、輕鋼結構包括門式剛架，冷彎薄壁型鋼和鋼管結構。其中門式鋼架指的是主要承重結構為單跨或多跨實腹門式剛架，是有輕型屋蓋和輕型外墻，可以設置起重量不大于20噸中輕級工作制橋式行車的單層結構廠房。近年來輕型鋼結構廣泛用于倉庫、辦公室、工業(yè)廠房及體育設施，并向住宅樓和別墅發(fā)展（如北京金宸公寓就是民用住宅樓）9、和混凝土組合成的組合結構、和混凝土組合成的組合結構 如組合梁和鋼管混凝土柱。輕鋼和重鋼的質的區(qū)分輕鋼和重鋼的質的區(qū)分 判定結構為輕鋼或重鋼確實沒有一個統(tǒng)一的標準，但我們可以以一些數(shù)劇綜合考慮并加以判斷:廠房行車起吊重

12、量：大于等于廠房行車起吊重量：大于等于25T吊車的吊車的；每平方米用鋼量：大于等于每平方米用鋼量：大于等于60kg/m2鋼材的厚度鋼材的厚度:大于等于大于等于14mm其中結合建筑物的跨度、高度其中結合建筑物的跨度、高度,結構形式及單榀結構的最大重量結構形式及單榀結構的最大重量就可以初步判定此結構為輕鋼或重鋼就可以初步判定此結構為輕鋼或重鋼鋼結構組成部分及使用材料介紹鋼結構組成部分及使用材料介紹 主鋼構主鋼構一般由鋼柱、鋼梁、吊車梁、牛腿、夾層柱、夾層梁、吊柱、吊梁、桁架結構等組成；次鋼構次鋼構一般由檁條、樓層鋼承板、拉桿、拉條、支撐（水平支撐/柱間支撐）、隅撐、雨棚支架等組成；圍護系統(tǒng)圍護系統(tǒng)

13、由屋面系統(tǒng)、墻面系統(tǒng)、窗、門等組成；屋面系統(tǒng)：屋面板（外層板/內層板）、保溫棉、不銹鋼絲網(wǎng)、采光帶、包角泛水、夾芯板、天溝、落水管、通風器、氣樓等墻面系統(tǒng)：墻面板（外層板/內層板）、保溫棉、雨棚板（外層板/內層板）、包角泛水、夾芯板等附件系統(tǒng)附件系統(tǒng)有高強螺栓、普通螺栓、化學螺栓、膨脹螺栓、墊塊、自攻螺釘、固定支座、地腳錨栓、焊釘、硅膠、堵頭等 鋼結構的設計鋼結構的設計鋼結構的設計方法、軟件鋼結構的設計方法、軟件鋼結構工程常用遵循規(guī)范鋼結構工程常用遵循規(guī)范 鋼結構設計選材考慮因素鋼結構設計選材考慮因素 鋼結構建筑基本參數(shù)鋼結構建筑基本參數(shù)鋼結構的設計鋼結構的設計 1、鋼結構的設計方法、鋼結構的

14、設計方法 工業(yè)與民用房屋和一般構筑物的鋼結構設計，除疲勞計算外，應采 用以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計方法，并用分項系數(shù)的設計表達式計算。 結構的極限狀態(tài)指：結構或構件能滿足設計規(guī)定的某一功能要求的臨界狀態(tài)。超過這一狀態(tài)結構或構件便不能滿足設計要求。2、鋼結構的設計軟件、鋼結構的設計軟件 我公司擁有國家鋼結構設計專項乙級資質，采用的鋼結構設計軟件為國內通用的中科院PKPM-STS軟件，網(wǎng)架設計采用的是SFCAD2000系列軟件，并定期升級； 鋼結構工程常用遵循規(guī)范鋼結構工程常用遵循規(guī)范 GB 50205-2001 鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范 JG 144-2002 門

15、式剛架輕型房屋鋼構件門式剛架輕型房屋鋼構件 CECS 102：2002 門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程門式剛架輕型房屋鋼結構技術規(guī)程 GB 50018-2002 冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范冷彎薄壁型鋼結構技術規(guī)范 設計選材考慮因素設計選材考慮因素 A）結構的質量性）結構的質量性 對重型工業(yè)建筑結構大跨度結構，高層或超高層的民用建筑結構或構筑物等重要結構，應考慮選用質量好的鋼材，對一般工業(yè)與民用建筑結構，可按工作性質分別選用普通質量的鋼材。按建筑設計統(tǒng)一標準規(guī)定，把建筑物分為一級（重要的）、二級（一般的）和三級（次要的）。安全等級不同，要求鋼材質量也不同。B）荷載情況）荷載情況 荷載可分為靜載（靜

16、態(tài)荷載）和動載（動態(tài)荷載）兩種。直接可受動態(tài)荷載的結構和強烈地震區(qū)，結構應選用綜合性能好的鋼材，一般承受靜態(tài)荷載的結構則可選用價格較低的Q235。 鋼結構建筑基本參數(shù)鋼結構建筑基本參數(shù) A）坡度）坡度：門式鋼架屋面坡度宜做1/81/20，雨水較多的地區(qū)或屋面板為螺釘板、夾芯板、石棉瓦坡度宜取較大值，角弛板一般為1/20-1/15B）柱腳）柱腳 門式剛架的柱腳多為鉸接支承設計，通常為平板支座，用于工業(yè)廠房且有吊車時，宜將柱腳設計為剛接；大型重型廠房采用格構柱的也經(jīng)常采用插入式的壩口式基礎。C）門式剛架的檐口高度）門式剛架的檐口高度取地坪至房屋外側檁條上翼緣的高度，其最大高度取地坪至屋蓋頂部檁條上翼緣的高度，其寬度取房屋側墻墻梁外皮之間的距離，長度取兩端山墻墻梁外皮之間的距離。 門式剛架的跨度宜為9-36m，以3m為模數(shù)，邊柱的寬度不相等時其外側要對齊。 門式剛架的高度宜為4.5m9.0m，必要時可適當加大。 門式剛架的間距（柱距）宜為6m，也可采用7.5m或9m，最大可達12m。跨度較小值可取4.5m。鋼結構建筑基本參數(shù)鋼結構建筑基本參數(shù)D）結構平面布置）結構平面布置 門式剛架輕型房屋鋼結構的縱向溫度區(qū)段長度不大于不大于