钢结构丨 Steel structure
简介 详情 效果展示

    钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚度好、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;材料匀质性和各向同性好,属理想弹性体,最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专业化生产。

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超高层建筑的需要。

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。


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。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。

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。

4、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。

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,钢结构必须采用耐火材料加以保护以提高耐火等级。

6、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。

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。

建筑钢材的类别

   1.1.1 建筑钢材的类别

   (1) 碳素结构钢

   碳素结构钢的牌号(简称钢号)有 Q195 Q235A B C D , Q275 。其中的 Q是屈服强度中屈字汉语拼音的字首,后接的阿拉伯字表示以 N/mm2为单位屈服强度的大小, A B C D等表示按质量划分的级别,D级质量最好。最后还有一个表示脱氧方法的符号如 F ,Z b 。从 Q195 Q275 ,是按强度由低到高排列的;钢材强度主要由其中碳元素含量的多少来决定,但与其他一些元素的含量也有关系。所以,钢号的由低到高在较大程度上代表了含碳量的由低到高。

   国内钢结构建筑中的次要构件使用最多的钢材是Q235(南方多用Q235B,北方多用Q235C),市场上的热轧钢材(如角钢、槽钢、工字钢、热轧方管、热轧圆管)多为Q235材质,Q345材质也有,但相对少一些。次要构件如支撑、檩托板等;

   (2) 低合金高强度结构钢

   低合金高强度结构钢是在钢的冶炼过程中添加少量几种合金元素使钢的强度明显提高,故称低合金高强度结构钢。Q345 Q390 Q420 是钢结构设计规范规定采用的钢种。其符号的含义和碳素结构钢牌号的含义相同。这三种钢都包括 A B C D E 五种质量等级,和碳素结构钢一样,不同质量等级是按对冲击韧性(夏比 V 型缺口试验)的要求区分的。 A 级无冲击功要求; B 级要求提供20 ℃冲击功 AKv 34J(纵向) ; C 级要求提供0℃冲击功 AKV 34J(纵向) ; D 级要求提供一20 ℃冲击功 AKv34J(纵向) ; E 级要求提供一40 ℃冲击功 AKv 27J(纵向)。不同质量等级对碳、硫、磷、铝等含量的要求也有区别。低合金高强度结构钢的 A B 级属于镇静钢, C D E 级属于特殊镇静钢。

   国内钢结构建筑的主要受力构件多采用Q345材质(南方多用Q345B,北方多用Q345CQ345D)。主要构件如框架(刚架)结构的梁柱、吊车梁、大跨桁架等;

   (3) 高强钢丝和钢索材料

   悬索结构和斜张拉结构的钢索、桅杆结构的钢丝绳等通常都采用由高强钢丝组成的平行钢丝束、钢绞线和钢丝绳。高强钢丝是由优质碳素钢经过多次冷拔而成,分为光面钢丝和镀锌钢丝两种类型。

   钢丝强度的主要指标是抗拉强度,其值在 1570-1700 N/mm2范围内,而屈服强度通常不作要求。高强钢丝的伸长率较小,最低为 4 % ,但高强钢丝(和钢索)却有一个不同于一般结构钢材的特点—— 松弛,即在保持长度不变的情况下所承拉力随时间延长而略有降低。

   平行钢丝束由 7 根、 19 根、 37 根或 61 根钢丝组成。钢丝束内各钢丝受力均匀,弹性模量接近一般受力钢材。用来组成钢丝束的钢丝除圆形截面外,还有梯形和异形截面的钢丝。

施工技术

一、钢结构安装焊接前的准备工作

试验钢材包括Q345GJC-Z15(壁厚70mm)、Q345GJC-Z15(壁厚40mm)、Q345C(翼缘厚28mm),焊接位置为柱柱横焊、柱梁平焊(包括桁架梁上下翼缘平焊)、T型角立焊。坡口形式及尺寸按设计要求。焊后外观及超声波检查合格后取样进行了力学和物理试验。

试验结果接头的抗拉强度达到母材抗拉强度标准值,接头弯曲180°无裂纹。采用的焊接材料和焊接设备技术条件应符合国家标准,性能优良。清渣、气刨、焊条烘干保温等装置应齐全有效。

二、手工电弧焊及CO2气保焊焊材和设备

1)焊条应在高温烘干箱中烘干,焊条烘干次数不得超过两次。

2)焊丝包装应完好,如有破损而导致焊丝污染或弯折、紊乱时应部分弃之。

3CO2气体纯度应不低于99.9%(体积比),含水量应低于0.05%(重量比),瓶内高压低于1MPa时应停止使用。

4)焊机电压应正常,地线压紧牢固,接触可靠,电缆及焊钳无破损,送丝机应能均匀送丝,气管应无漏气或堵塞。

三、安装焊接程序及一般规定

焊接的一般顺序为:焊前检查 →预热除锈 → 装焊垫板和引弧板→ 焊接 → 检验

1.焊前检查坡口角度、钝边、间隙及错口量,坡口内和两侧的锈斑、油污、氧化铁皮等应清除干净。

2.预热。焊前用气焊或特制烤枪对坡口及其两侧各100mm范围内的母材均匀加热,并用表面测温计测量温度,防止温度不符合要求或表面局部氧化,预热温度。

3.重新检查预热温度,如温度不够应重新加热,使之符合要求。

4.装焊垫板及引弧板,其表面清洁程度要求与坡口表面相同,垫板与母材应贴紧,引弧板与母材焊接应牢固。

5.焊接:第一层的焊道应封住坡口内母材与垫板的连接处,然后逐道逐层累焊至填满坡口,每道焊缝焊完后,都必须清除焊渣及飞溅物,出现焊接缺陷应及时磨去并修补。

6.一个接口必须连续焊完,如不得已而中途停焊时,应进行保温缓冷处理,再焊前,应重新按规定加热。

7.遇雨、雪天时应停焊,构件焊口周围及上方应有挡风、雨棚,风速大于5m/s时应停焊。环境温度低于零度时,应按规定采取预热和后热措施施工。

8.碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度、低合金结构钢应在完成24h以后,进行焊缝探伤检验。

9.焊工和检验人员要认真填写作业记录表。

四、典形节点的焊接顺序和工艺参数

1)上下柱无耳板侧由两名焊工在两侧对称焊至板厚的1/3处时,切去耳板。

2)然后在切去耳板侧由两名焊工在两侧对称焊至板厚的1/3处。

3)再由两名焊工分别承担相邻两面的焊接。

4)每两层之间焊道的接头应相互错开,两名焊工焊接的焊道接头也要注意每层错开,焊接过程中要注意检测层间温度。

5)焊接工艺参数:

CO2气保焊:焊丝直径Φ1.2mm,电流280320A,焊速350450mm/min

焊丝伸出长度:约20mm,气体流量2580L/min

电压2934V,层间温度120150

五、柱梁、梁梁节点

1)先焊梁的下翼缘,梁腹板两侧的翼缘焊道要保持对称焊接。

2)待下翼缘焊完,然后焊接上翼缘。

3)如翼缘板厚大于30mm时,宜上下翼缘轮换施焊。

4)焊接工艺参数:

CO2气保焊:焊丝直径φ1.2mm,电流280360A,焊速300500mm/min

焊丝伸出长度约20 mm,气体流量2080L/mm

电压3038V,层间温度120150










万尚建设工程有限公司

全国24小时热线电话:400-110-5865 京ICP备15030797号-1