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鋼結構工程
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鋼結構工程
  發表時間:2013年12月10日  點擊數:344次

鋼結構工程    鋼結構工程

  鋼結構工程介紹

  鋼結構工程施工是以鋼材製作為主的結構,是主要的建築結構類型之一。 鋼結構是現代建築工程中較普通的結構形式之一。我國是最早用鐵製造承重結構的國家,遠在秦始皇時代(公元前246-219年),就已經用鐵做簡單的承重結構, 而西方國家在17世紀才開始使用金屬承重結構。公元3-6世紀, 聰明勤勞的我國人民就用鐵鏈修建鐵索懸橋,著名的四川瀘定大渡河鐵索橋,雲南的元江橋和貴州的盤江橋等都是我國早期鐵體承重結構的例子。

  我國雖然早期在鐵結構方麵有卓越的成就,但由於2000多年的封建製度的束縛,科學不發達,因此,長期停留於鐵製建築物的水平。直到19世紀末,我國才開始采用現代化鋼結構。新中國成立後,鋼結構的應用有了很大的發展,不論在數量上或質量上都遠遠超過了過去。在設計、製造和安裝等技術方麵都達到了較高的水平,掌握了各種複雜建築物的設計和施工技術,在全國各地已經建造了許多規模巨大而且結構複雜的鋼結構廠房、大跨度鋼結構民用建築及鐵路橋梁等,我國的人民大會堂鋼屋架,北京和上海等地的體育館的鋼網架,陝西秦始皇兵馬傭陳列館的三鉸鋼拱架和北京的鳥巢等。 輕鋼結構的樓麵由冷彎薄壁型鋼架或組合梁、樓麵OSB結構板,支撐、連接件等組成。 所用的材料是定向刨花板,水泥纖維板,以及膠合板。 在這些輕質樓麵上每平方米可承受316~365公斤的荷載。 邁特建築輕鋼結構住宅的樓麵結構體係重量僅為國內傳統的混凝土樓板體係的四分之一到六分之一,但其樓麵的結構高度將比普通混凝土板高100~120毫米。

鋼結構工程    鋼結構工程

  鋼結構分類

  一、輕鋼結構的屋麵係統

  輕鋼結構住宅屋麵係統是由屋架、結構OSB麵板、防水層、輕型屋麵瓦(金屬或瀝青瓦)組成的。 邁特建築輕鋼結構的屋麵,外觀可以有多種組合。材料也有多種。在保障了防水這一技術的前提下,外觀有了許多的選擇方案。

  二、輕鋼結構的牆體結構

  輕鋼結構住宅的牆體主要由牆架柱、牆頂梁、牆底梁、牆體支撐、牆板和連接件組成。 邁特建築輕鋼結構住宅一般將內橫牆作為結構的承重牆,牆柱為C形輕鋼構件,其壁厚根據所受的荷載而定,通常為0.84~2毫米,牆柱間距一般為400~600毫米, 邁特建築輕鋼結構住宅這種牆體結構布置方式,可有效承受並可靠傳遞豎向荷載,且布置方便,但邁特建築輕鋼結構住宅牆體結構不能承受水平荷載。

  三、輕鋼結構的建築保溫節能技術

  輕鋼結構為確保達到保溫效果,在建築物的外牆和屋麵中使用的保溫隔熱材料能長期使用並能保溫隔熱。 邁特建築輕鋼結構住宅一般除了在牆的牆柱間填充玻璃纖維外,在牆外側再貼一層保溫材料,有效隔斷了通過牆柱至外牆板的熱橋;樓層之間擱柵內填充玻璃纖維,減少通過樓層的熱傳遞;所有內牆牆體的牆柱之間均填充玻璃纖維,減少戶牆之間的熱傳遞。

  四.建築防火技術

  輕鋼結構一個最關鍵的問題是防火技術的應用, 邁特建築輕鋼結構住宅的耐火等級為四級。 邁特建築輕鋼結構住宅在牆的兩側與樓蓋的天花處貼防火石膏板,對於普通防火牆和分戶牆用25.4毫米厚(1吋)石膏板保護,以達到1個小時的防火要求,另外在牆體牆柱間與樓蓋擱柵間填充的玻璃纖維對於防火與熱傳遞也起了積極的保護作用。

  五.建築隔聲技術

  輕鋼結構在內外牆及樓蓋擱柵間填充玻璃棉,有效阻止了通過空氣傳播的音頻部分,而對於通過固體傳播的衝擊聲,作如下構造處理:對於分戶牆用二道牆柱構成帶有中間空隙的二道牆體;而對於吊頂用的固定石膏板的小龍骨,用帶有小切槽的彈性構造以有效減少樓層間的固體聲傳播。

  鋼結構特點

  以鋼材製作為主的結構,是主要的建築結構類型之一。鋼材的特點是強度高、自重輕、剛度大,故用於建造大跨度和超高、超重型的建築物特別適宜;材料勻質性和各向同性好,屬理想彈性體,最符合一般工程力學的基本假定;材料塑性、韌性好,可有較大變形,能很好地承受動力荷載;建築工期短;其工業化程度高,可進行機械化程度高的專業化生產;加工精度高、效率高、密閉性好,故可用於建造氣罐、油罐和變壓器等。其缺點是耐火性和耐腐性較差。主要用於重型車間的承重骨架、受動力荷載作用的廠房結構、板殼結構、高聳電視塔和桅杆結構、橋梁和庫等大跨結構、高層和超高層建築等。鋼結構今後應研究高強度鋼材,大大提高其屈服點強度;此外要軋製新品種的型鋼,例如H型鋼(又稱寬翼緣型鋼)和T形鋼以及壓型鋼板等以適應大跨度結構和超高層建築的需要。 鋼結構又分輕鋼和重鋼。判定沒有一個統一的標準,很多有經驗的設計師或項目經理也常常不能完全說明白,可以以一些數據綜合考慮並加以判斷。

  鋼結構設計常用規範如下:

  《鋼結構設計規範》(GB50017-2003)

  《鋼結構設計規範》相關書籍 《冷彎薄壁型鋼結構技術規範》(GB50018-2002)

  《鋼結構工程施工質量驗收規範》(GB50205-2001)

  《建築鋼結構焊接技術規程》(JGJ81-2002、J218-2002)

  《高層民用建築鋼結構技術規程》(JGJ99-98)

  均為一級注冊結構工程師考試必考規範。

  鋼結構的缺點

  鋼結構耐腐蝕性差鋼材容易腐蝕

  鋼結構必須注意防護,特別是薄壁構件,因此,處於較強腐蝕性介質內的建築物不宜采用鋼結構。鋼結構在塗油漆前應徹底除鏽,油漆質量和塗層厚度均應符合相關規範要求。在設計中應避免使結構受潮、漏雨,構造上應盡量避免存在於檢查、維修的死角。新建造的鋼結構一般隔一定時間都要重新刷塗料,維護費用較高。目前國內外正在發展各種高性能的塗料和不易鏽蝕的耐候鋼,鋼結構耐鏽蝕性差的問題有望得到解決。

  鋼結構不耐火

  溫度超過250。C以內時,材質發生較大變化,不僅強度逐步降低,還會發生藍脆和徐變現象。溫度達600。C時,鋼材進入塑性狀態不能繼續承載。

  鋼結構可能發生脆性斷裂

  鋼結構在低溫和某些條件下,可能發生脆性斷裂,還有厚板的層狀撕裂,都應引起設計者的特別注意。

  鋼材價格相對較貴

  采用鋼結構後結構造價會略有增加,往往影響業主的選擇。其實上部結構造價占工程總投資的比例很小。以高層建築為例,前者約為10%,後者則不到2%。顯然,結構造價單一因素不應作為決定采用何種材料的依據。如果綜合考慮各種因素,尤其是工期優勢,則鋼結構將日益受到重視。

  鋼結構的安裝要點:

  (1) 摩擦係數: ,其中F為抗滑移試驗所測得的使試件產生初始 滑移的力,nf為摩擦麵數, 為與F對應的高強螺栓擰緊預拉力實測 值之和。

  (2) 扭矩係數: ,其中d為高強螺栓公稱直徑(mm),M為施加扭矩值(N﹒M ),P為螺栓預緊力。10.9級高強度大六角螺栓連接必須保證扭矩係數K的平均值為0.110~0.150。其標準偏差應小於等於0.010。 (3) 初擰扭矩:為了縮小螺栓緊固過程中鋼板變形的影響,可用二次擰緊來減小先後擰緊螺栓之間的相互影響。高強螺栓第一次擰為初擰,使其軸力宜達到標準軸力的60%~80%。

  (4) 終擰扭矩:高強螺栓最後緊固用的扭矩為終擰扭矩。考慮各種預應力的損失,終擰扭矩一般比按設計預拉力作理論計算的扭矩值大5%~10%。

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