钢结构定义
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、超高层等领域。
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,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。
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。
钢结构工程结构受力计算要点:
构式构件的轴心受压计算,对实轴计算时与实腹式类似,而对虚轴须采用换算长细比;缀条、缀板的计算(轴心受压、线刚度以及连接焊缝的计算),注意分肢的长细比计算(分肢计算长度应注意缀板与分肢的连接方式是焊缝还是螺栓的影响)和构件绕虚轴的计算;同时注意缀板有线刚度要求,即同一截面上的缀板线刚度要大于分肢线刚度的6 倍;
用填板连接而成的双角钢或双槽钢构件,可按实腹式构件进行计算,但填板间的距离应满足要求(受压40i,两个侧向支撑点间填板间数不得少于2 个;受拉80i;i 为分肢回转半径);
轴心受压构件支撑构件的轴力计算(支撑点位置,单根柱或多根柱、支撑道数);
实腹式单向弯曲压弯构件的整体稳定计算:弯矩作用平面内的计算(等效弯矩系数的计算,对于单轴对称截面构件,尚须对无翼缘一侧进行计算);弯矩作用平面外的计算;实腹式双向弯曲压弯构件的整体稳定计算,两个方向均应进行计算;格构式构件与实腹式类似(弯矩绕虚轴,平面内整体稳定计算,其长细比应采用换算长细比求稳定系数,对于平面外稳定,仅需对分肢构件按轴心受力构件考虑,而对于双向压弯构件,分肢的计算按实腹式单向弯曲压弯构件的整体稳定考虑,注意计算长度以及分肢轴力和弯矩的取值)。
钢结构厂房施工渗漏的主要原因
钢结构工程施工设计不合理:大多数情况下,人们认为钢结构厂房工程渗漏问题发生的主要原因为施工人员的不规范操作、责任意识浅薄、施工疏忽,并未考虑到设计人员进行厂房结构设计时的失误。根据相关调查结果可知,钢结构厂房渗漏问题的发生必定与施工人员的施工状况存在紧密的关联,但与施工设计也存在较大的联系,许多设计人员在进行施工设计时,往往会忽视钢结构厂房工程的防渗措施,进而导致厂房自身结构设计不合理现象的出现,引发了建筑渗漏问题。
钢结构厂房的建筑材料不合格:一部分建筑企业为了降低生产成本,提升企业的利润,往往在建筑材料选购时,采购一些价格较便宜的原材料,相比于其他材料,此类原材料的质量较差,特别是当前市场上的一些沥青制的油毡材料,价格十分低廉,由于沥青制的油毡内的蜡比例较大,在高温环境下,往往会出现热胀冷缩的现象,进而导致其防水性能大幅下降,将此类材料用于钢结构厂房建设,必定会出现渗漏问题。
钢结构厂房施工技术不达标:在钢结构厂房施工中,通过运用优良的施工技术,可有效预防建筑物渗漏问题的发生,但优良的施工技术不仅要求施工人员具备扎实的施工技术,还要有充足的耐心与细心。就当前钢结构厂房工程施工情况来看,大多数工程为了加快工程建设进程,并没有按照相关规范进行工程防渗漏检测,草草了事,给建筑物的防渗漏质量留下了隐患,引发厂房渗漏问题。
钢结构建筑的缺点(深刻认识钢结构)
钢结构建筑的缺点:
(1)结构构件刚度小,稳定问题突出
由于钢材轻质高强,构件不但截面尺寸小,而且都是由型钢或钢板组成开口或闭口截面。在相同边界条件和荷载条件下,与传统混凝土构件相比,钢构件的长细比大,抗侧刚度、抗扭刚度都比混凝土构件小,容易丧失整体稳定;板件的宽厚比大,容易丧失局部稳定;大跨度空间钢结构的整体稳定问题也比较突出,这些都是钢结构设计中容易出现问题的环节。另外,构件刚度小,变形就大,在动力荷载作用下也容易振动。
(2)钢材耐热性好,但耐火性差
钢材随着温度的升高,和性能逐渐发生变化。温度在250℃以内时,钢材的力学性能变化很小,达到250℃时钢材有脆性转向(称为蓝脆),在260~320℃之间有徐变现象,随后强度逐渐下降,在450~540℃之间时强度急剧下降,达到650℃时,强度几乎降为零。因此,钢结构具有一定的耐热性,但耐火性差《钢结构设计规范》规定,当钢构件表面长期受辐射热达到150℃以上或在短时间内可能受到火焰作用时,应采取有效的防护措施(如加隔热层等);有特殊防火要求的建筑,钢结构更需要用耐火材料围护。对于钢结构住宅或高层建筑钢结构,应根据建筑物的重要性等级和防火规范加以特别处理。例如,采用蛭石板、蛭石喷涂层、石膏板或NALC板等加以防护。防火处理使钢结构的造价有所提高。
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