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眾智鋼結(jié)構(gòu)介紹鋼結(jié)構(gòu)材料與結(jié)構(gòu)構(gòu)件

點(diǎn)擊:發(fā)布日期:2022/3/23

一、主鋼材的品種和牌號

鋼材的品種繁多,性能各異,在鋼結(jié)構(gòu)中采用的鋼材主要有二個(gè)種類,一是碳素結(jié)構(gòu)鋼(或稱普通碳素鋼),二是低合金結(jié)構(gòu)鋼。低合金鋼因含有錳、釩等合金元素而具有較高的強(qiáng)度。

二、連接材料

鋼結(jié)構(gòu)的連接是通過一定的方式將各個(gè)桿件連成整體。桿件間要保證正確的相互位置,以保證傳力和使用要求,連接部位應(yīng)有足夠的靜力強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度。因此,連接是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中重要的環(huán)節(jié),鋼結(jié)構(gòu)的連接應(yīng)符合安全可靠、節(jié)省鋼材、構(gòu)造簡單和施工方便的原則。
  鋼結(jié)構(gòu)的連接方法分為鉚接、焊接、普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓連接,依據(jù)連接方法的不同,連接材料分為以下幾種。
 1、鉚釘
  2、普通螺栓
  3、高強(qiáng)度螺栓
  4、焊接材料: 焊接材料主要有電焊條、焊絲及焊劑。

三、高層鋼結(jié)構(gòu)材料選用的基本要求

(一)鋼材選用的原則
  鋼材選用的原則是:既能使結(jié)構(gòu)安全可靠和滿足使用要求,又要最大可能節(jié)約鋼材和降低造價(jià)。不同使用條件,應(yīng)當(dāng)有不同的質(zhì)量要求。在一般結(jié)構(gòu)中當(dāng)然不宜輕易地選用*鋼材,而在主要的結(jié)構(gòu)中更不能盲目地選用質(zhì)量很差的鋼材。就鋼材的力學(xué)性能來說,屈服點(diǎn)、抗拉強(qiáng)度、伸長率、冷彎性能、沖擊韌性等各項(xiàng)指標(biāo),是從各個(gè)不同的方面來衡量鋼材質(zhì)量的指標(biāo),在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)該根據(jù)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn),選用適宜的鋼材。鋼材選擇是否合適,不僅是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問題,而且關(guān)系到結(jié)構(gòu)的安全和使用壽命。
選定鋼材時(shí)應(yīng)考慮下列結(jié)構(gòu)特點(diǎn):
1、結(jié)構(gòu)的類型及重要性
  由于使用條件、結(jié)構(gòu)所處部位等方面的不同,結(jié)構(gòu)可以分為重要、一般和次要三類。例如民用大跨度屋架、重級工作制吊車梁等就是重要的;普通廠房的屋架和柱等屬于一般的;梯子、欄桿、平臺等則是次要的,應(yīng)根據(jù)不同情況,有區(qū)別地選用鋼材的牌號。  

2、荷載的性質(zhì)
  按所承受荷載的性質(zhì),結(jié)構(gòu)可分為承受靜力荷載和承受動(dòng)力荷載兩種。在承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中,又有經(jīng)常滿載和不經(jīng)常滿載的區(qū)別。因此,荷載性質(zhì)不同,就應(yīng)選用不同的牌號。例如對重級工作制吊車梁,就要選用沖擊韌性和疲勞性能好的鋼材,如Q345C或Q235C。而對于一般承受靜力荷載的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件,如普通焊接屋架及柱等(在常溫條件下),可選用Q235BF。

3、連接方法
  連接方法不同,對鋼材質(zhì)量要求也不同。例如焊接的鋼材,由于在焊接過程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生焊接應(yīng)力、焊接變形和焊接缺陷,在受力性質(zhì)改變和溫度變化的情況下,容易引起缺口敏感,導(dǎo)致構(gòu)件產(chǎn)生裂紋,甚至發(fā)生脆性斷裂,所以焊接鋼結(jié)構(gòu)對鋼材的化學(xué)成分、力學(xué)性能和可焊性都有較高的要求。如鋼材中的碳、硫、磷的含量要低,塑性和韌性指標(biāo)要高,可焊性要好等。但對非焊接結(jié)構(gòu)(如用高強(qiáng)度螺栓連接的結(jié)構(gòu)),這些要求就可放寬。


(二)高層鋼結(jié)構(gòu)材料選用的基本要求
1、高層鋼結(jié)構(gòu)所用鋼材的鋼種、鋼號、強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、選用原則及所要求保證的機(jī)械性能、化學(xué)成分限值等以及連接所用的焊接材料、螺栓緊固件等材料的要求,除將鋼材的冷彎性能作為基本保證條件外,其它基本上與一般鋼結(jié)構(gòu)相同,對厚板鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按《高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》的規(guī)定執(zhí)行。此外,Q235A級普通碳素結(jié)構(gòu)鋼只宜作次要的非焊接構(gòu)件。
2、抗震高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的鋼材性能,還應(yīng)滿足下述要求:
(1)鋼材屈強(qiáng)比不低于1.2,按8度和8度以上抗震設(shè)防的結(jié)構(gòu)不低于1.5;
(2)有明顯的屈服臺階,伸長率大于20%,且有保持延性的良好可焊性;
(3)甲、乙類高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的鋼材屈服點(diǎn)不宜超過其標(biāo)準(zhǔn)值的10%。

3、承重結(jié)構(gòu)處于外露和低溫環(huán)境時(shí),其鋼材還應(yīng)考慮耐大氣腐蝕和避免低溫冷脆的要求。

4、采用焊接連接的梁-柱節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi),當(dāng)節(jié)點(diǎn)約束較強(qiáng),板厚大于50mm,并承受沿板厚方向的拉力作用時(shí),應(yīng)附加要求板厚方向的伸長率保證(大于20%~25%),以防止層狀撕裂。

5、同一高層結(jié)構(gòu)中,根據(jù)構(gòu)件所處的部位,受力情況的不同可分別選用不同的鋼號及強(qiáng)度級別的鋼材。

6、圍護(hù)結(jié)構(gòu)及組合板所用的壓型鋼板,宜采用Q235鋼。

7、高層鋼結(jié)構(gòu)中所采用的抗剪栓焊釘,其釘桿磁環(huán)等材料應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求,其施焊應(yīng)采用專用焊機(jī)焊具,以保證其抗剪承載力。

8、高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的組合樓板及組合構(gòu)件所用的混凝土標(biāo)號、鋼筋及其設(shè)計(jì)強(qiáng)度,以及輕骨料混凝土材料等,應(yīng)符合國家現(xiàn)行規(guī)范的要求。

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