钢结构工程1

第一节钢桁架2020/2/81第十一章钢结构工程第一节钢桁架2020/2/82第十一章钢结构工程第一节钢桁架2020/2/83第十一章钢结构工程第一节钢桁架2020/2/84第十一章钢结构工程第一节钢桁架2020/2/85第十一章钢结构工程第一节钢桁架2020/2/86第十一章钢结构工程第一节钢桁架2020/2/87第十一章钢结构工程•一、钢桁架的几种类型•1、三角形桁架•适用：屋面坡度大（i＞1/3），中小跨度的轻屋面。•特点：支座附近弦杆内力小，跨中较小。•分类：图a桁架为芬克式桁架长腹杆受拉、短腹杆受压，应用较广。•图桁架节点少、易于处理，用于跨度小的屋架。•图桁架节点多、用钢材多，吊平顶屋面。•图桁架下跨弦弯折，跨度较大或者屋面坡度很陡。第一节钢桁架2020/2/88第十一章钢结构工程•2、梯形桁架•陡坡梯形桁架，用于屋面坡度i＜1/3而跨度较大。•坡度较平的梯形桁架，用于屋面坡度i=1/8~1/12.•3、平行弦杆桁架•桁架上下弦互相平行，常用于屋盖结构的托架。•4、多边形桁架•弦杆拼成多边形，节点内力小且构造易处理，屋面坡度i=3/5~1/5。第一节钢桁架2020/2/89第十一章钢结构工程•二、轻型钢屋架的应用•1、圆钢、小角钢组成的轻型屋架•特点：自重轻、用料省、造价低、施工方便；有足够的强度、刚度•和稳定性；一般安全可靠。•适用：跨度≤18m、其重量≤15t、中级工作制桥式吊车的屋架；可•拆装的活动和临时性建筑。•2、芬克式屋架•形式：平面桁架式•特点：构造简单、受力明确、长杆受拉，适应性强，制作方便。•适用：坡度较大（1/2、1/2.5、1/3，常用1/2.5）的的自防水屋盖结构。第一节钢桁架2020/2/810第十一章钢结构工程•3、三铰拱屋架•（1）平面桁架•特点：杆件较少，构造简单，受力明确，用料较省；但侧向刚度•较差。•适用：小跨度和小檩距的屋盖。•（2）空间桁架•特点：杆件较多，构造繁杂，制作费工；但侧向刚度较好。•适用：中等跨度和檩距大的屋盖。•4、梭形屋架•分类：平面桁架和空间桁架•特点：重心位置低，不易倾覆，刚度较好。•适用：屋面坡度为1/15~1/10，跨度为12~15m的屋架。第二节薄壁型钢屋架2020/2/811第十一章钢结构工程•一、薄壁型钢屋架的概况•1、用于不受强烈浸蚀，中小跨度的屋架且为轻屋面材料。•2、一般用1.5~5mm厚的热轧带钢或钢板经过冷弯等方法制成。•3、可以设计成平面桁架、钢架或网架，也有三角形、五角形、梯形等。第二节薄壁型钢屋架2020/2/812第十一章钢结构工程•二、薄壁型钢屋架的计算和构造特点•承重屋架杆件厚为2.0~5.0mm，计算时应注意：•1、强度设计值比普通钢结构略低；•2、受拉计算与一般杆件相同；•3、避免偏心受力，保证节点刚度。•（1）弦杆、腹杆采用方管截面的节点；•（2）圆管屋架的节点，一般都采用直接连接；•（3）偏心杆件不宜采用焊接，应改用螺栓连接。第二节薄壁型钢屋架2020/2/813第十一章钢结构工程•三、薄壁型钢屋架的制作和维护•防止产生局部变形，避免烧伤或烧穿，采用酸洗或喷砂除锈用镀锌防锈。•1、型钢的的性能及规格（受力有力、外形简单）•（1）角钢：用来组成独立受力杆件或作为杆件之间的连接件零，•有等肢、不等肢角钢。•（2）I形钢：主要用于腹板面内受弯的杆件，分普通和轻型I形钢。•（3）槽钢：宜用于斜向弯曲的构件。第二节薄壁型钢屋架2020/2/814第十一章钢结构工程•2、焊接工艺（钢结构的联结方法有：铆接、焊接和螺栓联结）•优点：构造简单、用钢省、密封性好、刚度大、生产效率高，易于自动化操作。•缺点：会产生变形，对裂纹敏感，裂纹会扩展，材质会变脆。•（1）手工电弧焊原理•利用弧焊机焊条与焊件产生高温电弧，形成熔池，凝固成焊缝。•（2）焊条•1）焊条由焊芯和药皮组成；•2）焊芯熔化形成焊缝填充材料，药皮有稳弧、保护熔池并掺•加金属元素；•3）焊条分为碳钢焊条和低合金钢焊条；•4）焊接位置有平焊、立焊、仰焊、横焊和全位置焊。第二节薄壁型钢屋架2020/2/815第十一章钢结构工程4、钢结构的焊接施工（1）焊接准备工作1）检查焊条、垫板和引弧板。2）焊接工具、设备、电源准备3）焊条预热4）焊缝剖口检查5）气象预报（2）焊接顺序一般情况，从中心向四周扩展，采用结构对称、节点对称的焊接顺序。（3）焊缝质量检验。第二节薄壁型钢屋架2020/2/816第十一章钢结构工程质量等级分为三级，各级的检查项目、数量及方法不同。1）外观检查焊完冷却后，低合金钢在24h后进行；要求焊波均匀，无裂缝、夹渣、焊瘤、烧穿、弧坑和气孔。2）无损伤检验：包括X射线检验和超声波检验，检测结果符合规范标准。第三节网架结构2020/2/817第十一章钢结构工程一、网架结构的优越性1、定义：许多杆件沿平面成立面按一定规律组成的高次超静空间网状结构2、分类按外形分：曲面网壳与平面网架按结构分：单层和双层网架第三节网架结构2020/2/818第十一章钢结构工程3、优点（1）经济：杆件截面小，钢材消耗量低。（2）安全：高次超静定结构，科承受较大荷载，应力分布均匀。（3）跨度大：网架结构受力合理、刚度大，能制作成较大跨度的网架。（4）有利于建筑造型和立面处理：可以做成方形、矩形、多边形、扇形、圆形等。第三节网架结构2020/2/819第十一章钢结构工程•二、网架结构的施工•网架的制造与安装分三个阶段，制备杆件及节点→拼装单元体→现场组装•1、整体安装：•将在地面上拼装成的网架整体用滑升或提升到高空中的设计位置。•（1）整体提升法•方法：在结构柱上安装提升设备直接提升网架，或在提升网架的•同时用滑升模板施工法进行柱子施工的方法。•适用：支点较多的周边支承网架，场地窄小的施工条件。第三节网架结构2020/2/820第十一章钢结构工程•（2）整体顶升法•方法：在设计位置的地面将网架拼装成整体，后用千斤顶和支•承结构将网架逐步顶升到设计标高的施工方法。•适用：支点较少的支承网架。•2、整体吊装法•方法：在设计位置的地面上错位将网架拼装成整体后，采用单•（或多）根拔杆或单（多）台起重机进行吊装就位的施工•方法。•适用：各种类型网架，吊点位置、数量的选择应与网架使用时•的受力状况尽量接近。3、悬吊拼装方法：网架的杆件和节点先拼成小拼单元再在高空网架设计位置进行拼装的一种方法适用：螺栓连接的各种类型网架。第四节钢结构的质量要求与施工安全2020/2/821第十一章钢结构工程一、钢结构常见的质量通病原因及其预防1、构件运输、堆放变形原因：焊接变形或碰撞变形。防治：用千斤顶或辅以氧乙炔火焰烘烤后校正。2、构件拼装变形原因：节点不吻合，缝隙过大，拼装工艺不理。防治：氧乙炔火焰烘烤或杠杆加压方法调直。第四节钢结构的质量要求与施工安全2020/2/822第十一章钢结构工程3、构件起拱或制作尺寸不准确原因：构件尺寸不符合设计要求或起拱数值偏小。防治：构件拼装时按规定起拱，构件尺寸应在允许偏差范围内。4、钢柱、钢屋架、钢吊车梁垂直偏差过大原因：在制作或安装过程中，误差过大或产生较大的侧向弯曲。防治：制作时检查构件尺寸，按照工艺吊装，随后设临时支撑。第四节钢结构的质量要求与施工安全2020/2/823第十一章钢结构工程二、钢结构的质量要求1、钢结构的制作（1）检验型钢型号符合设计；（2）受拉杆件细长比≤250；（3）宜用肢宽而薄角钢；（4）一榀屋架角钢应同规格；（5）钢材型号和规格应统一；（6）钢材表面清理干净；（7）焊缝质量按规范检查合格；（8）焊缝表面无缺陷；（9）轴线为直线交于节点中心；（10）荷载都作用在节点上。第四节钢结构的质量要求与施工安全2020/2/824第十一章钢结构工程2、钢结构的安装质量要求（1）节点符合设计要求；（2）重心线与几何轴线重合；（3）腹杆端部靠近弦杆；（4）角钢宜垂直杆件轴线直切；（5）安装前不得损坏杆件；（6）扩大扩装时，应作强度和稳定性验算；（7）两个角钢应焊一钢板使其共同工作；（8）接头检查合格后紧固和焊接；（9）螺栓连接时留2~3扣外露；（10）高强螺栓当天拧紧。