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结构基础知识 1 一 结构专业术语二 型钢的基础知识1 型钢的表示方法2 钢结构的连接3 钢结构的特点4 钢结构的防腐做法三 基础位置的确定1 基础的位置确定 2 1 主梁 将楼盖荷载传递到柱 墙上的梁 也就是顶在柱上的梁 2 次梁 将楼面荷载传递到主梁上的梁 也就是搭在主梁上的梁 3 承重墙 直接承受外加作用和自重的墙体 承重砖墙 剪力墙等 4 非承重墙 一般情况下仅承受自重的墙 只起到分隔作用 一 结构专业术语 3 5 平屋面 坡度小于10 的建筑屋面 6 坡屋面 坡度大于等于10 且小于75 的建筑屋面 7 框架结构 由梁和柱以刚接或铰接相连接成承重体系的房屋建筑结构 8 剪力墙结构 是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱 能承担各类荷载引起的内力 并能有效控制结构的水平力 这种用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平力的结构称为剪力墙结构 这种结构在高层房屋中被大量运用 4 9 素混凝土结构 由无筋或不配置受力钢筋的混凝土制成的结构 10 钢筋混凝土结构 由配置受力的普通钢筋 钢筋网或钢筋骨架的混凝土制成的结构 11 砖混结构 是指建筑物中竖向承重结构的墙 柱等采用砖或者砌块砌筑 横向承重的梁 楼板 屋面板等采用钢筋混凝土结构 5 12 高层建筑 10层及10层以上或房屋高度大于28m的建筑物 13 变形缝 为防止建筑物在外界因素作用下 结构内部产生附加变形和应力 导致建筑物开裂 碰撞甚至破坏而预留的构造缝 包括伸缩缝 沉降缝和抗震缝 14 梁的跨度 两个支承点之间的距离叫梁的跨度 6 二 型钢的基础知识 钢结构所用钢材主要为热轧成型的钢板和型钢 热轧钢板分为厚钢板 薄钢板和扁钢三种 厚钢板常用于梁柱等构件的腹板 翼缘等 7 8 热轧型钢型钢是一种有一定截面形状和尺寸的条型钢材 常用的热轧型钢有角钢 槽钢 工字钢 H型钢及钢管等 型钢的截面形状合理 材料在界面上的质量分布较为均匀 同时形状简单 构件间便于连接 因此型钢是钢结构中采用的主要型材 9 1 型钢的表示方法 1 角钢等边角钢 L肢长 肢厚 如 L50 5 L50 4不等边角钢 L长肢长 短肢长 肢厚 如 L40 25 32 槽钢 高度 如 6 3 8 12 63 工字钢 工高度 如 工10 工12 6 10 4 H型钢宽翼缘H型钢 HW高 宽 如 HW125 125窄翼缘H型钢 HN高 宽 如 HN125 605 方钢管 口边长 壁厚 如 口60 3 0 口60 4 06 圆钢管 外径 壁厚 如 89 4 07 矩形钢管 口长边长 短边长 壁厚 如 口60 40 2 5 11 H型钢 H型钢包括宽翼缘H型钢 HW 中翼缘H型钢 HM 和窄翼缘H型钢 HN HW是H型钢高度和翼缘宽度基本相等 在钢结构中主要用于柱 HM是H型钢高度和翼缘宽度比例大致为1 33 1 75 主要在钢结构中 用做钢框架柱 在承受动力荷载的框架结构中用做框架梁 例如 设备平台 HN是H型钢高度和翼缘宽度比例大于等于2 主要用于梁 12 H型钢截面形状合理 它能使钢材更高地发挥效能 提高承载能力 与普通工字型钢不同的是H型钢的翼缘进行了加宽 且内 外表面通常是平行的 这样可便于用高强度螺栓和其他构件连接 其尺寸构成合理系列 型号齐全 便于设计选用 13 HN125 60与工12 6的比较 HN125 60 工12 6 14 2 钢结构的连接 钢结构是由若干构件组合而成的 连接的作用就是通过一定的方式将板材或型钢组合成构件 或将若干个构件组合成整体结构 以保证其共同工作 因此 连接方式及其质量优劣直接影响钢结构的工作性能 15 钢结构的连接方法可分为焊接连接 螺栓连接和铆钉连接 焊接连接 是钢结构最主要的连接方法 焊接连接又可分为对接焊缝和角焊缝 螺栓连接 可分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接 铆钉连接 由于其构造复杂 费钢费工且为热作业 现已很少使用 16 焊缝的连接形式 焊缝的连接形式可按构件相对位置 构造和施焊位置来划分 1 按构件的相对位置分焊缝的连接形式按构件的相对位置可分为平接 搭接和顶接三种类型 平接 搭接 顶接 17 2 按构造分焊缝的连接形式按构造可分为对接焊缝和角焊缝两种形式 对接焊缝 直缝 对接焊缝 斜缝 角焊缝1 侧面角焊缝2 正面角焊缝 18 焊接连接的优缺点优点 构造简单 任何形式的构件都可直接相连 用料经济 不削弱截面 制作加工方便 可实现自动化操作 连接的密闭性好 结构刚度大 缺点 在焊缝附近的热影响区内 钢材的金相组织发生改变 导致局部材质变脆 焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低 焊接结构对裂纹很敏感 局部裂纹一旦萌生 就很容易扩展到整个构件截面 低温冷脆问题突出 19 3 钢结构的特点 优点建筑钢材强度高 塑性韧性好强度高 大跨 高层 高负荷结构塑性好 防止脆性破坏 应力重分配韧性好 承受动力荷载 抗震性能好钢结构的重量轻材质均匀 性能好 结构可靠性高钢结构施工简便 工期短 易于改造和加固钢材可加工性能好 工业化机械化程度高 构件轻 连接简单 安装方便 20 缺点耐腐蚀性差使用环境 钢材极易锈蚀 需注意保护 特殊环境下不易使用钢结构耐火性差耐热性较好 200 以下钢材性质变化很小 高于200 后钢材强度下降很快 600 时钢材进入塑性状态 强度几乎降为零丧失承载力 需采取隔热防火措施钢材价格相对较高 21 1 沿海防腐方案1 现场制作 除锈 除锈等级应达到国标GB10923中Sa2 5级标准钢支架防腐涂层 环氧富锌底漆一道 厚40 50微米环氧云铁中间漆一道 厚40 50微米面漆丙烯酸面漆两道 每层70 85微米防腐涂料干膜总厚度不小于175微米技术要求 各涂层厚度要均匀 2 沿海防腐方案2 现场组装 不需焊接 采用热镀锌构件 3 一般地区防腐方案3 现场制作 除锈 除锈等级应达到国标GB10923中Sa2 5级标准钢支架防腐涂层 底漆 红丹防锈漆两道 厚65 80微米面漆 各色醇酸调和漆面漆两道 每层65 80微米防腐涂料干膜总厚度不小于125微米技术要求 各涂层厚度要均匀 22 1 水箱基础的位置确定2 集热器基础位置的确定 三 基础位置的确定 23 1 水箱基础 根据实际情况 水箱可放置在楼顶 设备间 地下室和地面上 1 水箱放在屋顶A 水箱基础通常放在建筑物的竖向承重部位 如剪力墙 柱 承重砖墙等 B 若在设计阶段可与设计院沟通 预留水箱基础2 水箱放在设备间 裂缝控制要求降低 A 若楼板可承重则制作素混凝土条形基础B 水箱基础放在建筑物的竖向承重部位 24 3 水箱放在地下室A 可做素混凝土条形基础4 水箱放在地面上A 可做素混凝土条形基础 混凝土地面 B 钢筋混凝土基础 地面未经处理 25 2 集热器基础的确定 基本参数 1 混凝土的容重为2 5t m 2 钢材的容重为7 85t m 3 集热器附加给建筑的荷载平均为50 60kg 含管道 若为水泥墩基础 则单层集热器附加给屋面的荷载为100 110kg 含管道 基础 双层集热器附加给屋面的荷载为90 100kg 含管道 基础 26 1 已建建筑A 屋面可承重 基础做成素混凝土基础 并用钢丝绳固定B 屋面承载不够 素混凝土基础加钢梁 并用钢丝绳固定 素混凝土放置在梁柱或承重墙上C 屋面承载不够 有预埋件的混凝土基础加钢梁 混凝土放置在竖向承重部位注 当风荷载较大 通常是建筑高度较高 时 需要专业人员校核 27 2 在建建筑A 素混凝土基础 同已建建筑 B 预留钢筋混凝土基础及预埋件 后期制作钢梁3 设计阶段A 素混凝土基础 同已建建筑 B 预留钢筋混凝土基础及预埋件 后期制作钢梁C 预留条形素