钢结构得特点与应用与其她材料得结构相比,钢结构具有下列特点:一、钢结构得重量轻钢材得容重虽然较大,但与其她建筑材料相比,它得强度却高得多,因而当承受得荷载与条件相同时,钢结构要比其她结构轻,便于运输与安装,并可跨越更大得跨度。
二、钢材得塑性与韧性好塑性好,使钢结构一般不会因偶然超载或局部超载而突然断裂破坏。
韧性好,则使钢结构对动力荷载得适应性较强。
钢材得这些性能对钢结构得安全可靠提供了充分得保证。
三、钢材更接近于匀质与各向同性体钢材得内部组织比较均匀,非常接近于匀质与各向同性体,在一定得应力幅度内几乎就是完全弹性得。
这些性能与力学计算中得假定比较符合,所以钢结构得计算结果较符合实际得受力情况。
四、钢结构制造简便,易于采用工业化生产,施工安装周期短钢结构由各种型材组成,制作简便。
大量得钢结构都在专业化得金属结构制造厂中制造;精确度高。
制成得构件运到现场拼装,采用螺栓连接,且结构较轻,故施工方便,施工周期短。
此外,已建成得钢结构也易于拆卸、加固或改造。
五、钢结构得密封性好钢结构得气密性与水密性较好,因此一些要求密闭得高压容器、大型油库、气柜、管道等板壳结构,大多采用钢结构。
六、钢结构得耐热性好,但防火性差众所周知,钢材耐热而不耐高温。
随着温度得升高,强度就降低。
当周围存在着幅射热,温度在150以上时,就应采取遮挡措施。
如果一旦发生火灾,结构温度达到500以上时,就可能全部瞬时崩溃。
为了提高钢结构得耐火等级,通常都用混凝土或砖把它包裹起来。
七、钢材易于锈蚀,应采取防护措施钢材在潮湿环境中,特别就是处于有腐蚀介质得环境中容易锈蚀,必须刷涂料或镀锌,而且在使用期间还应定期维护。
这就使钢结构经常性得维护费用比钢筋混凝土结构高。
另外,钢结构价格比较昂贵,钢材又就是国民经济各个部门必需得重要材料。
从全局观点来瞧,建筑中钢结构得应用就受到一定得限制,并且设计时要尽量节约钢材。
但若采用其她建筑材料不能满足要求或不经济时,则可考虑采用钢结构。
---------------------------------------------------------------------------------当前钢结构在我国得合理应用范围大致有如下几个方面:一、大跨度结构用于大会堂、体育馆、展览馆、影剧院、飞机库、汽车库等。
采用得结构体系主要有框架结构、拱架结构、网架结构、悬索结构与预应力钢结构。
二、厂房结构如冶金工厂得平炉车间、初轧车间、混铁炉车间等;重型机器厂得铸钢车间,水压机车间、锻压车间等;造船厂得船台车间;飞机制造厂得装配车间等。
这些车间得主要承重骨架往往全部或部分采用钢结构。
三、高层建筑用于旅馆、饭店、公寓、办公楼等高层楼房。
四、塔桅结构用于电视塔、微波塔、高压输电线路塔,化工排气塔、大气监测塔、石油钻井塔,火箭发射塔以及无线电桅杆等。
.五、板壳结构冶金、石油、化工企业中大量采用钢板造成得容器,如大型储液库、煤气库、高炉、热风炉等。
六、可拆卸结构用于装配式活动房屋、临时性展览馆等。
七、轻钢结构用于中、小型房屋。
钢结构得节点类型及形式一、梁与柱刚接连接1、H形柱强轴与H形梁连接:翼缘剖口焊,腹板高强螺栓连接2、H柱强轴带悬臂梁与H梁连接:悬臂梁段与柱与与中间梁段均为全焊连接,腹板用安装螺栓固定3、H柱强轴带悬臂梁与H梁连接:悬臂梁段与柱全焊连接,与中间梁段翼缘焊接,腹板用高强螺栓连接4、H形柱弱轴与H形梁连接:翼缘剖口焊,腹板高强螺栓连接5、H形柱弱轴带悬臂梁与H梁连接:悬臂梁段与柱与与中间梁段均为全焊连接,腹板用安装螺栓固定6、H形柱弱轴带悬臂梁与H梁连接:悬臂梁段与柱全焊连接,与中间梁段翼缘焊接,腹板用高强螺栓连接形梁连接:翼缘剖口焊,腹板高强螺栓连接H箱形柱与、78、箱形柱带悬臂梁与H形梁连接:悬臂梁段与柱与与中间梁段均为全焊连接,腹板用安装螺栓固定9、箱形柱带悬臂梁与H形梁连接:悬臂梁段与柱全焊连接,与中间梁段翼缘焊接,腹板用高强螺栓连接10、圆管柱带悬臂梁与H形梁连接:悬臂梁段与柱全焊连接,与中间梁段翼缘焊接,腹板用高强螺栓连接11、十字形柱与H形梁连接:翼缘剖口焊,腹板高强螺栓连接12、十字形柱带悬臂梁与H形梁连接:悬臂梁段与柱与与中间梁段全部焊接,腹板用普通螺栓固定二、梁与柱铰接连接1、H形柱强轴与H形梁连接:连接板与梁腹板用高强螺栓连接2、H形柱弱轴与H形梁连接:连接板与梁腹板用高强螺栓连接形梁连接:连接板与梁腹板用高强螺栓连接H箱形柱与、34、十字形柱与H形梁连接,连接板与梁腹板用高强螺栓连接5、圆管形柱与H形梁连接:连接板与梁腹板用高强螺栓连接三、主梁与次梁连接1、H形次梁与H形主梁得简支连接,次梁腹板伸入主梁翼缘内,腹板用高强螺栓连接2、H形次梁与H形主梁得简支连接,主梁加劲肋伸出与次梁连接,腹板用高强螺栓连接四、支撑连接1、斜杆为双槽钢或双角钢组合截面与工字形柱强轴与工字形梁连接2、斜杆为双槽钢或双角钢组合截面与工字形柱弱轴与工字形梁连接斜杆为双槽钢或双角钢组合截面与箱形柱与工字形梁连接、34、斜杆为双槽钢或双角钢组合截面在横梁上得连接5、斜杆为H型钢与H型柱强轴与工字形梁连接6、斜杆为H型钢与H型柱弱轴与工字形梁连接7、斜杆为H型钢与箱形柱弱轴与工字形梁连接型钢在横梁伸臂上得连接、斜杆为H8斜杆为双槽钢或双角钢组合截面与工字形柱强轴在柱脚连接9、斜杆为双槽钢或双角钢组合截面与工字形柱弱轴在柱脚连接、10 斜杆为双槽钢或双角钢组合截面与与箱形柱在柱脚连接11、型柱强轴在柱脚连接H、斜杆为型钢与H12型柱弱轴在柱脚连接H型钢与H斜杆为、1314、斜杆为H型钢与箱形柱在柱脚连接15、斜杆为双槽钢或双角钢组合截面与节点板十字交叉连接型钢十字交叉连接H16、斜杆为五、柱拼接H形截面柱拼接(等截面、双边变截面、单边变截面)1、2、箱形截面柱拼接(等截面、双边变截面、单边变截面)、圆管形柱拼接3十字形柱拼接、4六、柱脚连接H形截面柱刚接连接(一、二、三)1、箱形截面柱刚接连接(一、二、三)、2十字形截面柱刚接连接、3、4圆管柱刚接连接截面柱铰接连接H 、5箱形截面柱铰接连接6、十字形柱铰接连接7、圆管柱铰接连接8、七、其它连接1、剪力墙与H形钢梁得铰接连接2、混凝土柱与H形梁连接钢屋盖11、3、1钢屋架1.钢屋架形式屋架得形式很多,常用得钢屋架形式主要有三角形屋架、梯形屋架、平行弦屋架、多边形屋架等。
(1)三角形屋架坡度大(i=1/3~1/2)。
上、下弦全长受力不均匀,支座附近内力较大而跨中较小、腹杆长度较长,当用于大跨度时三角形屋架不够经济。
由于方便运输,故应用较广。
(2)梯形屋架可用于坡度小于1/3得屋盖,弦杆内力比较均匀(图11-12c、12d)。
梯形屋架在工业厂房中应用较广。
(3)平行弦屋架可用作单坡屋架及屋盖结构中得托架(图11-12e)。
使弦杆内力较小。
上下弦杆相交得角度较大,多边形屋架有上弦弯折及下弦弯折两种。
)4(.上弦弯折后,在节点处需垫高,使屋面仍保持在一个坡度上(图11-12f)。
采用下弦弯折多边形屋架可使房屋总高度减小,但仅用于没有悬挂起重设备得房屋(图11-12g)。
2.屋架杆件得受力特点上弦杆一般为受压杆件,当有节间荷载时为压弯构件。
下弦杆为受拉杆件,当有节间载荷时为拉弯构件。
腹杆为轴心受拉杆件或轴心受压杆件。
3.钢屋架节点腹与弦杆屋架得个用两杆一般采对称得角钢组成,接板焊通过节点在连接形成整体。
节屋架形-12 图11 式杆件重心线点处,节点应交于一点,用常度板厚弦杆与。
10~12mm腹杆与腹杆腹杆、不C之间得间隙相邻角焊缝焊趾间净距不),及50mm(直接承受动力荷载应小于20mm(不直接承受动力荷载) 。
节点形式很多,现叙述几种节点。
5mm(焊接吊车桁架另有规定)应小于、下弦中间节点1,在满所示,节点板在所有杆件得两角钢之间,其下边伸出下弦肢背1310~15mm 如图11-足焊缝长度及杆件距离情况下,定出合理得节点板形状与尺寸。
2、上弦中间节点)。
11-13b上弦有檩条时,节点板应低于角钢肢背,形成槽焊缝(图3、屋脊节点上弦杆在脊点处应用相同号数得角钢进行拼接。
为使拼接角钢与上弦杆之间密合与便于焊11接,需将拼接角钢得肢背角尖削除,并将垂直肢切去一个三角形,冷弯后焊缝对接(图。
-14)上弦中间节点下弦中间节点下弦、上弦中间节点13-11图14屋脊节点图11-4)支座节点(加劲肋、支座底板及锚栓等组成。
加劲肋钢屋架支座节点大都采用平板式支座,由节点板、为三角形屋架支座节点,图15a,图11-在支座节点中心,下弦杆高于支座底板h≥130mm 为梯形屋架支座节点。
11-13b支座节点-15图11 屋架支撑、2 11、3保证其主要作用就是增加屋盖结构得空间刚度、支撑就是屋盖结构中不可少得重要构件,根据支撑设置得部位不同有上弦横结构几何不变与稳定性,以及传递作用于屋盖得水平力。
当有天窗时,下弦纵向水平支撑、屋架垂直支撑与系杆等。
向水平支撑、下弦横向水平支撑、还应注意天窗架间支撑。
,、上弦横向支撑一般布置在房屋得两端与温度缝得两侧开间,间距控制在50~60m1每隔离当房屋较长时,超过后中间增设一道或几道。
位于两榀屋架之间得上弦杆斜平面内。
,与屋架组成空间体系,保证屋架)米再增加一道。
其作用减小上弦计算长度(平面外50~60 )-16上弦得稳定性。
(图11、下弦横向水平支撑一般布置在上弦横向水平支撑得同一开间。
当屋架下弦有悬挂设2 17)备或下弦弯折得屋架或山墙抗风柱支承于屋架下弦时,必须设置。
(图11-、下弦纵向水平支撑一般都布置在屋架得两端部节间,与屋架下弦横向水平支撑组成3 封闭得水平支撑系统。
当厂房振动较大或有托架时必须设置。
、屋架垂直支撑布置在屋架之间,并与上下弦横向水平支撑在同一开间。
在梯形屋架4屋架垂直支撑4~5榀屋架设置。
两端支座处也应布置。
当横向水平支撑相隔较远时,可每隔得主要作用就是保证屋架得稳定与承受纵向水平力。
屋架垂直支撑可设计成平行弦桁架。
、系杆一般设置在屋架上下弦节点之间,沿房屋长度方向统长布置,以保证无横向支5系杆可一般可不再设上弦系杆。
撑得各屋架得稳定。
当屋架上弦已有檩条或大型屋面板时,用角钢组成。
.16 上弦横向支撑图11-下弦横向支撑11-17 图钢结构得支撑体系支撑系统属钢结构体系中一个次要得部分,但又就是——个必不可少得部分。
在门式刚架钢结构中,支撑体系有重要得功能,主要表现在:保证总体结构与单个构件得稳定性、传递水平作用至基础与辅助安装工程等,对于平面布置复杂得结构,支撑系统还有利于结构刚度得调整,使结构受力均匀、合理,提高其整体性。
本章将系统介绍门式刚架轻型钢结构房屋得屋盖水平支撑、柱间支撑及其她支撑得功能、设置原则、节点构造与截面承载力验算等方面得内容。