即高層剛架結(jié)構(gòu),是以梁和柱組成的多層多跨剛架,用來承受豎向荷載和水平荷載。這種結(jié)構(gòu) 在水平荷載作用下,既有作為懸臂梁的整體側(cè)向位移,又有層間剪力引起的局部側(cè)向位移,所以變形較大。適用范圍不超過20~30層。
中文名稱 | 鋼架結(jié)構(gòu) | 外文名稱 | steel frame construction |
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讀音 | gāng jià jié gòu | 材料 | 鋼 |
用途 | 建筑結(jié)構(gòu)之一 | 特點 | 強度高自重輕剛性好變形能力強 |
1、材料強度高,自身重量輕
鋼材強度較高,彈性模量也高。與混凝土和木材相比,其密度與屈服強度的比值相對較低,因而在同樣受力條件下鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面小,自重輕,便于運輸和安裝,適于跨度大,高度高,承載重的結(jié)構(gòu)。
2、鋼材韌性,塑性好,材質(zhì)均勻,結(jié)構(gòu)可靠性高
適于承受沖擊和動力荷載,具有良好的抗震性能。鋼材內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)均勻,近于各向同性勻質(zhì)體。鋼結(jié)構(gòu)的實際工作性能比較符合計算理論。所以鋼結(jié)構(gòu)可靠性高。
3、鋼結(jié)構(gòu)制造安裝機械化程度高
鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件便于在工廠制造、工地拼裝。工廠機械化制造鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件成品精度高、生產(chǎn)效率高、工地拼裝速度快、工期短。鋼結(jié)構(gòu)是工業(yè)化程度最高的一種結(jié)構(gòu)。
4、鋼結(jié)構(gòu)密封性能好
由于焊接結(jié)構(gòu)可以做到完全密封,可以作成氣密性,水密性均很好的高壓容器,大型油池,壓力管道等。
5、鋼結(jié)構(gòu)耐熱不耐火
當(dāng)溫度在150℃以下時,鋼材性質(zhì)變化很小。因而鋼結(jié)構(gòu)適用于熱車間,但結(jié)構(gòu)表面受150℃左右的熱輻射時,要采用隔熱板加以保護。溫度在300℃ -400℃時.鋼材強度和彈性模量均顯著下降,溫度在600℃左右時,鋼材的強度趨于零。在有特殊防火需求的建筑中,鋼結(jié)構(gòu)必須采用耐火材料加以保護以提高耐火等級。
6、鋼結(jié)構(gòu)耐腐蝕性差
特別是在潮濕和腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中,容易銹蝕。一般鋼結(jié)構(gòu)要除銹、鍍鋅或涂料,且要定期維護。對處于海水中的海洋平臺結(jié)構(gòu),需采用"鋅塊陽極保護"等特殊措施予以防腐蝕。
7、低碳、節(jié)能、綠色環(huán)保,可重復(fù)利用
鋼結(jié)構(gòu)建筑拆除幾乎不會產(chǎn)生建筑垃圾,鋼材可以回收再利用。
鋼結(jié)構(gòu)在使用過程中會受到各種形式的作用(荷載、基礎(chǔ)不均勻沉降、溫度等),所以要求鋼材應(yīng)具有良好的機械性能(強度、塑性、韌性)和加工性能(冷熱加工和焊接性能),以保證結(jié)構(gòu)安全可靠。鋼材的種類很多,符合鋼結(jié)構(gòu)要求的只是少數(shù)幾種,如碳素鋼中的Q235,低合金鋼中的l6Mn,用于高強螺栓的20錳釩鋼(20MnV)等。
性能指標:
1、強度
鋼材的強度指標由彈性極限σe,屈服極限σy,和抗拉極限σu,設(shè)計時以鋼材的屈服強度為基礎(chǔ),屈服強度高可以減輕結(jié)構(gòu)的自重,節(jié)省鋼材,降低造價??估瓘姸圈襲即是鋼材破壞前所能承受的最大應(yīng)力,此時的結(jié)構(gòu)因塑性變形很大而失去使用性能,但結(jié)構(gòu)變形大而不垮,滿足結(jié)構(gòu)抵抗罕遇地震時的要求。'σu/σy值的大小,可以看作鋼材強度儲備的參數(shù)。
2、塑性
鋼材的塑性一般指應(yīng)力超過屈服點后,具有顯著的塑性變形而不斷裂的性質(zhì)。衡量鋼材塑性變形能力的主要指標是伸長率δ和斷面收縮率ψ。
3、冷彎性能
鋼材的冷彎性能是衡量鋼材在常溫下彎曲加工產(chǎn)生塑性變形時對產(chǎn)生裂紋的抵抗能力。鋼材的冷彎性能是用冷彎實驗來檢驗鋼材承受規(guī)定彎曲程度的彎曲變形性能。
4、沖擊韌性
鋼材的沖擊韌性是指鋼材在沖擊荷載作用下,斷裂過程中吸收機械動能的一種能力,是衡量鋼材抵抗沖擊荷裁作用,可能因低溫、應(yīng)力集中,而導(dǎo)致脆性斷裂的一項機械性能。一般通過標準試件的沖擊試驗來獲得鋼材的沖擊韌性指標。
5、焊接性能
鋼材的焊接性能是指在-定的焊接工藝條件下,獲得性能良好的焊接接頭。焊接性能可分為焊接過程中的焊接性能和使用性能上的焊接性能兩種。焊接過程中的焊接性能是指焊接過程中焊縫及焊縫附近金屬不產(chǎn)生熱裂紋或冷卻不產(chǎn)生冷卻收縮裂紋的敏感性。 焊接性能好,是指在一定焊接工藝條件下,焊縫金屬和附近母材均不產(chǎn)生裂紋。使用性能上的焊接性能是指焊縫處的沖擊韌性和熱影響區(qū)內(nèi)延性性能,要求焊縫及熱影響區(qū)內(nèi)鋼材的力學(xué)性能不低于母材的力學(xué)性能。我國采用焊接過程的焊接性能試驗方法,也采用使用性使用性質(zhì)上的焊接性能試驗方法。
6、耐久性
影響鋼材耐久性的因素很多。首先是鋼材的耐腐蝕性差,必須采取防護措施,防止鋼材腐蝕生銹。防護措施有:定期對鋼材油漆維護,采用鍍鋅鋼材,在有酸,堿,鹽等強腐蝕介質(zhì)條件下,采用特殊防護措施,如海洋平臺結(jié)構(gòu)采用"陽極保護"措施防止導(dǎo)管架腐蝕,在導(dǎo)管架上固定上鋅錠,海水電解質(zhì)會自動先腐蝕鋅錠,從而達到保護鋼導(dǎo)管架的功能。其次由于鋼材在高溫和長期荷載作用下,其破壞強度比短期強度降低較多,故對長期高溫作用下的鋼材,要測定持久強度。鋼材隨時間推移會自動變硬、變脆、即"時效"現(xiàn)象。對低溫荷載作用下的鋼材要檢驗其沖擊韌性。
鋼材的特點是強度高、自重輕、整體剛性好、變形能力強,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜;材料勻質(zhì)性和各向同性好,屬理想彈性體,最符合一般工程力學(xué)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;建筑工期短;其工業(yè)化程度高,可進行機械化程度高的專業(yè)化生產(chǎn)。
鋼架結(jié)構(gòu)應(yīng)研究高強度鋼材,大大提高其屈服點強度;此外要軋制新品種的型鋼,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(yīng)大跨度結(jié)構(gòu)和超高層建筑的需要。
另外還有無熱橋輕鋼結(jié)構(gòu)體系,建筑本身是不節(jié)能的,本技術(shù)用巧妙的特種連接件解決了建筑的冷熱橋問題;小桁架結(jié)構(gòu)使電纜和上下水管道從墻里穿越,施工裝修都方便。
建筑中是門式鋼架結(jié)構(gòu)對還是門式剛架結(jié)構(gòu)對
應(yīng)該是門式剛架結(jié)構(gòu)“鋼架”意思是指鋼結(jié)構(gòu)材料做的框架結(jié)構(gòu)或者排架結(jié)構(gòu),側(cè)重于材料;“剛架”意思是指由梁和柱組成的結(jié)構(gòu),各桿件主要受彎,側(cè)重于受力結(jié)構(gòu)類型。
建筑中是門式鋼架結(jié)構(gòu)對還是門式剛架結(jié)構(gòu)對
應(yīng)該是門式剛架結(jié)構(gòu)“鋼架”意思是指鋼結(jié)構(gòu)材料做的框架結(jié)構(gòu)或者排架結(jié)構(gòu),側(cè)重于材料;“剛架”意思是指由梁和柱組成的結(jié)構(gòu),各桿件主要受彎,側(cè)重于受力結(jié)構(gòu)類型。
單層門式剛架結(jié)構(gòu)剛架支撐和剛性系桿布置有哪些?
(1)在每個溫度區(qū)段或分期建設(shè)的區(qū)段中,應(yīng)分別設(shè)置能獨立構(gòu)成空間穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的支撐體系?! ?2)在設(shè)置柱間支撐的開間,應(yīng)同時設(shè)置屋蓋橫向支撐,以構(gòu)成幾何不變體系?! ?3)端部支撐宜設(shè)在溫度區(qū)段端部的第...
剛架結(jié)構(gòu)應(yīng)用
輕鋼結(jié)構(gòu)住宅屋面系統(tǒng)是由屋架、結(jié)構(gòu)OSB面板、防水層、輕型屋面瓦(金屬或瀝青瓦)及相關(guān)連接件組成的。邁特建筑輕鋼結(jié)構(gòu)的屋面,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(shù)的前提下,外觀有了許多的選擇方案。
輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的墻體主要由墻架柱、墻頂梁、墻底梁、墻體支
撐、墻板和連接件組成。建筑輕鋼結(jié)構(gòu)住宅一般將內(nèi)橫墻作為結(jié)構(gòu)的承重墻,墻柱為C形輕鋼構(gòu)件,其壁厚根據(jù)所受的荷載而定,通常為0.84~2毫米,墻柱間距一般為400~600毫米, 建筑輕鋼結(jié)構(gòu)住宅這種墻體結(jié)構(gòu)布置方式,可有效承受并可靠傳遞豎向荷載,且布置方便,但邁特建筑輕鋼結(jié)構(gòu)住宅墻體結(jié)構(gòu)不能承受水平荷載。
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第1章輕型門式剛架結(jié)構(gòu)
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闡述了輕鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性,探討了輕型門式剛架結(jié)構(gòu)作為一種經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)形式在礦山工業(yè)廠房建筑設(shè)計中的應(yīng)用。
門式剛架結(jié)構(gòu)有哪些性能?
1. 門式剛架屋面體系的整體性可以依靠檁條、隅撐來保證,從而減少了屋蓋支撐的數(shù)量,同時支撐多用張緊的圓鋼做成,很輕便。
2. 門式剛架的梁、柱多采用變截面桿件,可以節(jié)省材料。
3. 組成構(gòu)件的桿件較薄,對制作、涂裝、運輸、安裝的要求高。
4. 構(gòu)件的抗彎剛度、抗扭剛度比較小,結(jié)構(gòu)的整體剛度也比較柔。
單層輕型門式剛架結(jié)構(gòu)的特點:
(1)質(zhì)量輕 圍護結(jié)構(gòu)采用壓型金屬板、玻璃棉及冷彎薄壁型鋼等材料組成,屋面、墻面的質(zhì)量都很輕。根據(jù)國內(nèi)工程實例統(tǒng)計,單層輕型門式剛架房屋承重結(jié)構(gòu)的用鋼量一般為10~30kg/㎡ ,在相同跨度和荷載情況下自重僅約為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的1/20~1/30.由于結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕,相應(yīng)地基礎(chǔ)可以做得較小,地基處理費用也較低。同時在相同地震烈度下結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)小。但當(dāng)風(fēng)荷載較大或房屋較高時,風(fēng)荷載可能成為單層輕型門式剛架結(jié)構(gòu)的控制荷載。
(2)工業(yè)化程度高,施工周期短 門式剛架結(jié)構(gòu)的主要構(gòu)件和配件多為工廠制作,質(zhì)量易于保證,工地安裝方便;除基礎(chǔ)施工外,基本沒有濕作業(yè);構(gòu)件之間的連接多采用高強度螺栓連接,安裝迅速。
(3)綜合經(jīng)濟效益高門式剛架結(jié)構(gòu)通常采用計算機輔助設(shè)計,設(shè)計周期短;原材料種類單一;構(gòu)件采用先進自動化設(shè)備制造;運輸方便等。所以門式剛架結(jié)構(gòu)的工程周期短,資金回報快,投資效益相對較高。
(4)柱網(wǎng)布置比較靈活傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)形式由于受屋面板、墻板尺寸的限制,柱距多為6米,當(dāng)采用12米柱距時,需設(shè)置托架及墻架柱。而門式剛架結(jié)構(gòu)的圍護體系采用金屬壓型板,所以柱網(wǎng)布置不受模數(shù)限制,柱距大小主要根據(jù)使用要求和用鋼量最省的原則來確定。
以上內(nèi)容均根據(jù)學(xué)員實際工作中遇到的問題整理而成,供參考,如有問題請及時溝通、指正。
門式剛架結(jié)構(gòu)有哪些組成?
主要承重骨架-門式剛架
檁條、墻梁 -冷彎薄壁型鋼
屋面、墻面 -壓型金屬板、彩鋼夾芯板
屋面及墻面保溫芯材 -聚苯乙烯泡沫塑料、 聚氨酯泡沫塑料、巖棉等
支撐 -屋面支撐、柱間支撐