即高层刚架结构,是以梁和柱组成的多层多跨刚架,用来承受竖向荷载和水平荷载。这种结构 在水平荷载作用下,既有作为悬臂梁的整体侧向位移,又有层间剪力引起的局部侧向位移,所以变形较大。适用范围不超过20~30层。
中文名称 | 钢架结构 | 外文名称 | steel frame construction |
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读音 | gāng jià jié gòu | 材料 | 钢 |
用途 | 建筑结构之一 | 特点 | 强度高自重轻刚性好变形能力强 |
1、材料强度高,自身重量轻
钢材强度较高,弹性模量也高。与混凝土和木材相比,其密度与屈服强度的比值相对较低,因而在同样受力条件下钢结构的构件截面小,自重轻,便于运输和安装,适于跨度大,高度高,承载重的结构。
2、钢材韧性,塑性好,材质均匀,结构可靠性高
适于承受冲击和动力荷载,具有良好的抗震性能。钢材内部组织结构均匀,近于各向同性匀质体。钢结构的实际工作性能比较符合计算理论。所以钢结构可靠性高。
3、钢结构制造安装机械化程度高
钢结构构件便于在工厂制造、工地拼装。工厂机械化制造钢结构构件成品精度高、生产效率高、工地拼装速度快、工期短。钢结构是工业化程度最高的一种结构。
4、钢结构密封性能好
由于焊接结构可以做到完全密封,可以作成气密性,水密性均很好的高压容器,大型油池,压力管道等。
5、钢结构耐热不耐火
当温度在150℃以下时,钢材性质变化很小。因而钢结构适用于热车间,但结构表面受150℃左右的热辐射时,要采用隔热板加以保护。温度在300℃ -400℃时.钢材强度和弹性模量均显著下降,温度在600℃左右时,钢材的强度趋于零。在有特殊防火需求的建筑中,钢结构必须采用耐火材料加以保护以提高耐火等级。
6、钢结构耐腐蚀性差
特别是在潮湿和腐蚀性介质的环境中,容易锈蚀。一般钢结构要除锈、镀锌或涂料,且要定期维护。对处于海水中的海洋平台结构,需采用"锌块阳极保护"等特殊措施予以防腐蚀。
7、低碳、节能、绿色环保,可重复利用
钢结构建筑拆除几乎不会产生建筑垃圾,钢材可以回收再利用。
钢结构在使用过程中会受到各种形式的作用(荷载、基础不均匀沉降、温度等),所以要求钢材应具有良好的机械性能(强度、塑性、韧性)和加工性能(冷热加工和焊接性能),以保证结构安全可靠。钢材的种类很多,符合钢结构要求的只是少数几种,如碳素钢中的Q235,低合金钢中的l6Mn,用于高强螺栓的20锰钒钢(20MnV)等。
性能指标:
1、强度
钢材的强度指标由弹性极限σe,屈服极限σy,和抗拉极限σu,设计时以钢材的屈服强度为基础,屈服强度高可以减轻结构的自重,节省钢材,降低造价。抗拉强度σu即是钢材破坏前所能承受的最大应力,此时的结构因塑性变形很大而失去使用性能,但结构变形大而不垮,满足结构抵抗罕遇地震时的要求。'σu/σy值的大小,可以看作钢材强度储备的参数。
2、塑性
钢材的塑性一般指应力超过屈服点后,具有显著的塑性变形而不断裂的性质。衡量钢材塑性变形能力的主要指标是伸长率δ和断面收缩率ψ。
3、冷弯性能
钢材的冷弯性能是衡量钢材在常温下弯曲加工产生塑性变形时对产生裂纹的抵抗能力。钢材的冷弯性能是用冷弯实验来检验钢材承受规定弯曲程度的弯曲变形性能。
4、冲击韧性
钢材的冲击韧性是指钢材在冲击荷载作用下,断裂过程中吸收机械动能的一种能力,是衡量钢材抵抗冲击荷裁作用,可能因低温、应力集中,而导致脆性断裂的一项机械性能。一般通过标准试件的冲击试验来获得钢材的冲击韧性指标。
5、焊接性能
钢材的焊接性能是指在-定的焊接工艺条件下,获得性能良好的焊接接头。焊接性能可分为焊接过程中的焊接性能和使用性能上的焊接性能两种。焊接过程中的焊接性能是指焊接过程中焊缝及焊缝附近金属不产生热裂纹或冷却不产生冷却收缩裂纹的敏感性。 焊接性能好,是指在一定焊接工艺条件下,焊缝金属和附近母材均不产生裂纹。使用性能上的焊接性能是指焊缝处的冲击韧性和热影响区内延性性能,要求焊缝及热影响区内钢材的力学性能不低于母材的力学性能。我国采用焊接过程的焊接性能试验方法,也采用使用性使用性质上的焊接性能试验方法。
6、耐久性
影响钢材耐久性的因素很多。首先是钢材的耐腐蚀性差,必须采取防护措施,防止钢材腐蚀生锈。防护措施有:定期对钢材油漆维护,采用镀锌钢材,在有酸,碱,盐等强腐蚀介质条件下,采用特殊防护措施,如海洋平台结构采用"阳极保护"措施防止导管架腐蚀,在导管架上固定上锌锭,海水电解质会自动先腐蚀锌锭,从而达到保护钢导管架的功能。其次由于钢材在高温和长期荷载作用下,其破坏强度比短期强度降低较多,故对长期高温作用下的钢材,要测定持久强度。钢材随时间推移会自动变硬、变脆、即"时效"现象。对低温荷载作用下的钢材要检验其冲击韧性。
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,最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专业化生产。
钢架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。
应该是门式刚架结构“钢架”意思是指钢结构材料做的框架结构或者排架结构,侧重于材料;“刚架”意思是指由梁和柱组成的结构,各杆件主要受弯,侧重于受力结构类型。
应该是门式刚架结构“钢架”意思是指钢结构材料做的框架结构或者排架结构,侧重于材料;“刚架”意思是指由梁和柱组成的结构,各杆件主要受弯,侧重于受力结构类型。
(1)在每个温度区段或分期建设的区段中,应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。 (2)在设置柱间支撑的开间,应同时设置屋盖横向支撑,以构成几何不变体系。 (3)端部支撑宜设在温度区段端部的第...
刚架结构应用
轻钢结构住宅屋面系统是由屋架、结构OSB面板、防水层、轻型屋面瓦(金属或沥青瓦)及相关连接件组成的。迈特建筑轻钢结构的屋面,外观可以有多种组合。材料也有多种。在保障了防水这一技术的前提下,外观有了许多的选择方案。
轻钢结构住宅的墙体主要由墙架柱、墙顶梁、墙底梁、墙体支
撑、墙板和连接件组成。建筑轻钢结构住宅一般将内横墙作为结构的承重墙,墙柱为C形轻钢构件,其壁厚根据所受的荷载而定,通常为0.84~2毫米,墙柱间距一般为400~600毫米, 建筑轻钢结构住宅这种墙体结构布置方式,可有效承受并可靠传递竖向荷载,且布置方便,但迈特建筑轻钢结构住宅墙体结构不能承受水平荷载。
第1章轻型门式刚架结构
阐述了轻钢结构的优越性,探讨了轻型门式刚架结构作为一种经济合理的结构形式在矿山工业厂房建筑设计中的应用。
门式刚架结构有哪些性能?
1. 门式刚架屋面体系的整体性可以依靠檩条、隅撑来保证,从而减少了屋盖支撑的数量,同时支撑多用张紧的圆钢做成,很轻便。
2. 门式刚架的梁、柱多采用变截面杆件,可以节省材料。
3. 组成构件的杆件较薄,对制作、涂装、运输、安装的要求高。
4. 构件的抗弯刚度、抗扭刚度比较小,结构的整体刚度也比较柔。
单层轻型门式刚架结构的特点:
(1)质量轻 围护结构采用压型金属板、玻璃棉及冷弯薄壁型钢等材料组成,屋面、墙面的质量都很轻。根据国内工程实例统计,单层轻型门式刚架房屋承重结构的用钢量一般为10~30kg/㎡ ,在相同跨度和荷载情况下自重仅约为钢筋混凝土结构的1/20~1/30.由于结构质量轻,相应地基础可以做得较小,地基处理费用也较低。同时在相同地震烈度下结构的地震反应小。但当风荷载较大或房屋较高时,风荷载可能成为单层轻型门式刚架结构的控制荷载。
(2)工业化程度高,施工周期短 门式刚架结构的主要构件和配件多为工厂制作,质量易于保证,工地安装方便;除基础施工外,基本没有湿作业;构件之间的连接多采用高强度螺栓连接,安装迅速。
(3)综合经济效益高门式刚架结构通常采用计算机辅助设计,设计周期短;原材料种类单一;构件采用先进自动化设备制造;运输方便等。所以门式刚架结构的工程周期短,资金回报快,投资效益相对较高。
(4)柱网布置比较灵活传统钢筋混凝土结构形式由于受屋面板、墙板尺寸的限制,柱距多为6米,当采用12米柱距时,需设置托架及墙架柱。而门式刚架结构的围护体系采用金属压型板,所以柱网布置不受模数限制,柱距大小主要根据使用要求和用钢量最省的原则来确定。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正。
门式刚架结构有哪些组成?
主要承重骨架-门式刚架
檩条、墙梁 -冷弯薄壁型钢
屋面、墙面 -压型金属板、彩钢夹芯板
屋面及墙面保温芯材 -聚苯乙烯泡沫塑料、 聚氨酯泡沫塑料、岩棉等
支撑 -屋面支撑、柱间支撑