钢结构基础知识

1、 什么是钢结构？什么是钢结构？定义定义:由型钢和钢板通过焊接、螺栓连接或铆接而制成由型钢和钢板通过焊接、螺栓连接或铆接而制成的工程结构的工程结构. 钢结构工程是以钢材制作为主的工程，是主要的建筑结构之一。钢结构工程是以钢材制作为主的工程，是主要的建筑结构之一。钢结构是现代建筑中较普通形式之一。钢结构是现代建筑中较普通形式之一。我国是我国是最早最早用铁制造结构的国家，远在有用铁制造结构的国家，远在有秦始皇时代秦始皇时代,就已经用铁就已经用铁作简单的承重结构作简单的承重结构,而西方国家使用金属结构是在而西方国家使用金属结构是在17世纪中期世纪中期. 建筑物的分类建筑物的分类建筑物的分类建筑物的分类

2、建筑材料的分类建筑材料的分类按建筑承重结构分类按建筑承重结构分类建筑物高度分类建筑物高度分类welcome to use these PowerPoint templates, New Content design, 10 years experience1、建筑物的分类、建筑物的分类1)民用建筑（居住建筑、公共建筑）2)工业建筑 2、建筑材料的分类、建筑材料的分类砖木结构、钢筋混凝土结构、砖混结构、钢结构钢结构按工程分类重型工业厂房；轻钢门架；多、高层钢结构；大跨度钢结构；钢结构住宅；钢管结构；组合结构钢结构按行业分类轻型钢结构；高层钢结构；住宅钢结构；空间钢结构；桥梁钢结构5大子类 3、按

3、建筑承重结构分类、按建筑承重结构分类1)承重墙结构 2)框架结构 3)排架结构 4)其它结构（高层、超高层建筑物采用剪力墙体结构、桶式结构体系） 4、建筑物高度分类、建筑物高度分类1)低层 2层及2层以下2)多层 2层以上8层以下3)中高层 8层以上16层以下4)高层 16层以上24层以下5)超高层 24层以上钢结构的优势钢结构的优势建筑钢材强度高，塑性韧性较好建筑钢材强度高，塑性韧性较好 A）强度高强度高：适用于建造强度大，高度高，承载重的结构。但由于强度高，一般构件截面小而壁薄，在受压时易为稳定计算和刚度计算所控制，强度难以得到充分的利用,因此出现钢混结构（劲芯结构）。 B) 塑性好：塑性

4、好：结构在一般条件下不易因超载而突然断裂，只增大变形，故易于 发现。此外，钢结构还能将局部高峰应力重分配，使应力变化趋于平缓。 C) 韧性好：韧性好：适宜在动力荷载下工作。因此在地震区采用钢结构较为有利,日本是一个多地震国家，全世界每年有10%的地震发生在日本，因此日本的隔震技术比较领先，就目前常用的隔震装置有:1)橡胶支座隔震2)滚子隔震3）滑动支座隔震4）摇摆支座隔震(案例案例) 靠近我们这里的有一条地震带是从上海崇明-溧阳，溧阳在74及79年发生过二次5级以上地震，而我们宜兴的地震设防等级为6度，属于一般性地区.钢结构的优势钢结构的优势D）重量轻重量轻 以同样强度承受同样的荷载，钢屋架的

5、重量最多不过为钢筋混土屋架的1/31/4，冷弯薄壁型钢屋架甚至达到1/10。 由于重量轻，还可减轻下部基础的负荷，降低基础部分的造价，同时方便运输和吊装。E）材质均匀，理论计算与实际用料比较吻合材质均匀，理论计算与实际用料比较吻合 接近各向同性，是理想的弹性塑性体，在计算中采用的经验方式不多，从而计算上的不定性较小，计算结果比较可靠。F）制作简便，施工周期短制作简便，施工周期短 构件一般在工厂制作，制作机械化，准确度和精确度皆较高，由于预制比例较高，因此，占用现场施工时间很少，大大缩短施工周期。钢结构的优势钢结构的优势G) 易于改建和搬迁易于改建和搬迁 由于钢结构连接简单，安装、拆卸方便，并且

6、易于加固、改建和拆迁。举个例子；某开发区重新规划，需要对部分厂房拆迁，钢结构的厂房和设备都可轻易拆迁，其它结构有难度。H）保值率高保值率高 在使用年限达到设计时限或遇到重新规划需拆除建筑物时，砼结构就是一堆建筑垃圾，而钢结构建筑的可回收利用率达到80%以上。 随着国际铁矿石的逐年涨价，钢铁的价格上涨成为总趋势，钢结构厂房的保值功能越来越突出。J) 环保环保 钢结构建筑所用的材料主要是绿色，100%可回收或降减的材料,不会对环境造成污染.钢结构的缺点和质量控制重点钢结构的缺点和质量控制重点 三三 大大 缺缺 点点四大质量控制重点四大质量控制重点三大缺点三大缺点A）耐腐蚀性差钢材容易腐蚀。耐腐蚀性

7、差钢材容易腐蚀。 钢结构必须注意防腐,特别是薄壁型构件。钢结构在油漆前必须彻底除锈。 除锈方法有两种：一种手工除锈最高可达st3.0级，通常要求为st2.0级，常用于支撑拉杆等次结构件，另一种为机械除锈最高可达sa3.0级，通常主钢构件必须达到sa2.5级以上。一般钢结构建筑需间隔一定的时间对结构重新涂刷涂料，因此难护费用高。B）耐热但不耐火。耐热但不耐火。 温度超过250摄氏度时,材质发生较大的变化,不仅强度逐步降低，还会出现蓝脆和徐变现象。当温度达到600摄氏度时钢材进入塑性状态，不能承载，从而导致建筑物的坍塌.C）特别是在低温气候时，如果局部荷载超过原设计荷载（如施工时屋面材料集中堆放）

8、可能发生脆性断裂可能发生脆性断裂，所以要注意避免产生集中荷载。四大质量控制重点四大质量控制重点原材料原材料必须按照有关规范和具体图纸要求使用相应的原材料，确保结构的安全性，对每批次原材料都必须进行物理力学性能测试和化学元素分析。放样精确放样精确从设计院的图纸到真正的一件钢结构构件生产出来，需要通过钢结构专业公司进行技术深化和生产，技术深化的图纸是生产环节的依据，生产是图纸的最终实现，任何一环需要精确，钢结构到现场就是把每一根构件搭接起来，如果有一根构件不精确，势必造成整个建筑无法成型。焊接质量焊接质量设备：全自动埋弧焊机、半自动埋弧焊机、气保焊枪、电弧焊枪；施焊位置：平焊、侧焊、横焊、立焊、仰

9、焊等；焊接质量检测：超声波探伤检测，X光照相检测。防锈涂装防锈涂装设备：平板/构件抛丸除锈机；油漆：高压喷漆，独立喷漆房；检测重点：漆膜厚度，附着力。 钢结构的使用范围钢结构的使用范围1、工业厂房、工业厂房吊车吊位较大或其工作较繁重的车间多采用钢骨架。如冶金厂房的平炉、转炉车间，重型机械厂的铸造车间。2、大跨结构、大跨结构如飞机装配车间、飞机库、体育馆（首都体育馆和上海体育馆大跨度网架结构）、展览馆。结构分为网架、悬索、拱架以及框架。3、高耸结构、高耸结构塔架、桅杆结构。最著明的是法国埃菲尔铁塔，它是一座于1889年建成位于法国巴黎战神广场战神广场上的镂空结构铁塔，高300米，天线高24米，总

10、高324米。它得名于它的设计师.4、多层和高层建筑、多层和高层建筑中国的多高层建筑使用钢结构起步较晚，原来多采用钢筋混凝土结构，一是因为理论不成熟，二是原钢产量较少。随着国外先进设计理念的引进，我国钢结构设计水平也在不断提高，目前已将钢结构广泛运用到多高层建筑中。常见的多高层钢结构建筑，一种是骨架采用钢结构，其余部分采用框架浇筑；另一种是全钢结构。钢结构的使用范围钢结构的使用范围5、板壳结构、板壳结构 油库、油罐、煤气库、高炉、热炉、烟囱、水塔以及各种管道6、其它特种结构、其它特种结构 栈桥、管道支架（如昆山丹尼斯）、井架、海上钻油平台。7、可拆卸或移动结构、可拆卸或移动结构 临时用房（包括工

11、地、生产和生活用房），临时展台。这些都是可以拆迁的、移动结构如塔吊。8、轻钢结构、轻钢结构包括门式刚架，冷弯薄壁型钢和钢管结构。其中门式钢架指的是主要承重结构为单跨或多跨实腹门式刚架，是有轻型屋盖和轻型外墙，可以设置起重量不大于20吨中轻级工作制桥式行车的单层结构厂房。近年来轻型钢结构广泛用于仓库、办公室、工业厂房及体育设施，并向住宅楼和别墅发展（如北京金宸公寓就是民用住宅楼）9、和混凝土组合成的组合结构、和混凝土组合成的组合结构 如组合梁和钢管混凝土柱。轻钢和重钢的质的区分轻钢和重钢的质的区分 判定结构为轻钢或重钢确实没有一个统一的标准，但我们可以以一些数剧综合考虑并加以判断:厂房行车起吊重

12、量：大于等于厂房行车起吊重量：大于等于25T吊车的吊车的；每平方米用钢量：大于等于每平方米用钢量：大于等于60kg/m2钢材的厚度钢材的厚度:大于等于大于等于14mm其中结合建筑物的跨度、高度其中结合建筑物的跨度、高度,结构形式及单榀结构的最大重量结构形式及单榀结构的最大重量就可以初步判定此结构为轻钢或重钢就可以初步判定此结构为轻钢或重钢钢结构组成部分及使用材料介绍钢结构组成部分及使用材料介绍 主钢构主钢构一般由钢柱、钢梁、吊车梁、牛腿、夹层柱、夹层梁、吊柱、吊梁、桁架结构等组成；次钢构次钢构一般由檩条、楼层钢承板、拉杆、拉条、支撑（水平支撑/柱间支撑）、隅撑、雨棚支架等组成；围护系统围护系统

13、由屋面系统、墙面系统、窗、门等组成；屋面系统：屋面板（外层板/内层板）、保温棉、不锈钢丝网、采光带、包角泛水、夹芯板、天沟、落水管、通风器、气楼等墙面系统：墙面板（外层板/内层板）、保温棉、雨棚板（外层板/内层板）、包角泛水、夹芯板等附件系统附件系统有高强螺栓、普通螺栓、化学螺栓、膨胀螺栓、垫块、自攻螺钉、固定支座、地脚锚栓、焊钉、硅胶、堵头等 钢结构的设计钢结构的设计钢结构的设计方法、软件钢结构的设计方法、软件钢结构工程常用遵循规范钢结构工程常用遵循规范 钢结构设计选材考虑因素钢结构设计选材考虑因素 钢结构建筑基本参数钢结构建筑基本参数钢结构的设计钢结构的设计 1、钢结构的设计方法、钢结构的

14、设计方法 工业与民用房屋和一般构筑物的钢结构设计，除疲劳计算外，应采 用以概率理论为基础的极限状态设计方法，并用分项系数的设计表达式计算。 结构的极限状态指：结构或构件能满足设计规定的某一功能要求的临界状态。超过这一状态结构或构件便不能满足设计要求。2、钢结构的设计软件、钢结构的设计软件 我公司拥有国家钢结构设计专项乙级资质，采用的钢结构设计软件为国内通用的中科院PKPM-STS软件，网架设计采用的是SFCAD2000系列软件，并定期升级； 钢结构工程常用遵循规范钢结构工程常用遵循规范 GB 50205-2001 钢结构工程施工质量验收规范钢结构工程施工质量验收规范 JG 144-2002 门

15、式刚架轻型房屋钢构件门式刚架轻型房屋钢构件 CECS 102：2002 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程门式刚架轻型房屋钢结构技术规程 GB 50018-2002 冷弯薄壁型钢结构技术规范冷弯薄壁型钢结构技术规范 设计选材考虑因素设计选材考虑因素 A）结构的质量性）结构的质量性 对重型工业建筑结构大跨度结构，高层或超高层的民用建筑结构或构筑物等重要结构，应考虑选用质量好的钢材，对一般工业与民用建筑结构，可按工作性质分别选用普通质量的钢材。按建筑设计统一标准规定，把建筑物分为一级（重要的）、二级（一般的）和三级（次要的）。安全等级不同，要求钢材质量也不同。B）荷载情况）荷载情况 荷载可分为静载（静

16、态荷载）和动载（动态荷载）两种。直接可受动态荷载的结构和强烈地震区，结构应选用综合性能好的钢材，一般承受静态荷载的结构则可选用价格较低的Q235。 钢结构建筑基本参数钢结构建筑基本参数 A）坡度）坡度：门式钢架屋面坡度宜做1/81/20，雨水较多的地区或屋面板为螺钉板、夹芯板、石棉瓦坡度宜取较大值，角弛板一般为1/20-1/15B）柱脚）柱脚 门式刚架的柱脚多为铰接支承设计，通常为平板支座，用于工业厂房且有吊车时，宜将柱脚设计为刚接；大型重型厂房采用格构柱的也经常采用插入式的坝口式基础。C）门式刚架的檐口高度）门式刚架的檐口高度取地坪至房屋外侧檩条上翼缘的高度，其最大高度取地坪至屋盖顶部檩条上翼缘的高度，其宽度取房屋侧墙墙梁外皮之间的距离，长度取两端山墙墙梁外皮之间的距离。 门式刚架的跨度宜为9-36m，以3m为模数，边柱的宽度不相等时其外侧要对齐。 门式刚架的高度宜为4.5m9.0m，必要时可适当加大。 门式刚架的间距（柱距）宜为6m，也可采用7.5m或9m，最大可达12m。跨度较小值可取4.5m。钢结构建筑基本参数钢结构建筑基本参数D）结构平面布置）结构平面布置 门式刚架轻型房屋钢结构的纵向温度区段长度不大于不大于