讲钢结构PPT课件

精品课件,1,项目1建筑结构钢材选用,一、钢结构的特点(1)强度高、截面尺寸小。故整个结构自重轻，适宜于制作大跨度结构和高耸结构。(2)材质均匀、工作可靠性高。钢结构的实际工作情况与力学计算的基本假定较为符合，故计算结果准确、可靠。(3)施工、拆装方便。钢结构采用焊接、螺栓连接等简单的施工工艺，适用于工厂制造、现场拼接吊装，故生产效率高，是工业化生产程度最高的一种结构。(4)有很好的塑性和韧性，一般不会突然断裂，故对动力荷载适应性比较强。,模块4钢结构,精品课件,2,(5)耐火性较差，维护费用较高。钢材不耐腐蚀，需要经常油漆维护以及耐火性较差(当温度达到500600C0时会完全丧失抵抗外力作用的能力)等缺点。二、钢结构的应用范围钢结构在建筑工程中除了广泛应用于大跨度结构，高层建筑，高耸结构，可动、可拆卸结构之外。还可用于外墙、屋面及建筑装饰工程。如外挑架支撑，遮阳罩骨架，店面门头骨架，防盗门、窗，楼梯栏杆、格栅等，大多用圆钢，小角钢，冷弯薄壁型钢，薄钢板制成。其自重轻、用钢省、便于施工安装。（图12-1图12-7为美国冷弯型钢的应用）,精品课件,3,图12-1,精品课件,4,图12-2钢构架,图12-3住宅,精品课件,5,图12-4,精品课件,6,12-5,精品课件,7,图12-7,精品课件,8,建筑用钢应符合的条件：1、具有较高强度2、具有较高的塑性、韧性、耐疲劳性能3、具有良好的工艺性,第二节钢结构的材料,主要力学性能有：强度、塑性、韧性、可焊性、冷弯性能、耐久性等。,一、钢材的力学性能,精品课件,9,冷弯性能：由冷弯试验来确定，是评价钢材力学性能和工艺性能，钢材质量的一项综合性指标。,塑性：主要指标有伸长率,冲击韧性：韧性是钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力，亦即钢材抵抗冲击荷载的能力。,强度：有屈服强度fy和抗拉强度fu两个指标fy作为钢材强度标准值的取值依据；fu作为一种安全储备，使构件在弹塑性工作阶段具有较大的承载力。,精品课件,10,耐久性-影响钢结构寿命的因素有：（1）钢材的腐蚀，通过油漆和定期维护措施，控制硅和锰的含量；（2）防止过大的实效硬化；（3）必要时测定高温和长荷载下的持久强度；（4）防止长期连续重复荷载或交变荷载下的疲劳断裂。,可焊性：可焊性是指钢材对焊接工艺的适应能力，要求钢材施焊后能获得良好的焊接接头性能。,精品课件,11,精品课件,12,精品课件,13,精品课件,14,精品课件,15,精品课件,16,精品课件,17,精品课件,18,(1)钢材的品种和规格,碳素钢：按质量等级将钢分为A、B、C、D四级A级钢最差，只保证抗拉强度、屈服点、伸长率，必要时也可附加冷弯试验的要求。B、C、D级钢均保证抗拉强度、屈服点、伸长率、冷弯和冲击韧性(分别为+20，0，-20)等力学性能。,钢结构中常用普通低碳钢和普通低合金钢：,二、钢材的品种和规格及选用,精品课件,19,如：Q235A表示屈服强度为235N/mm2的A级镇静碳素结构钢；Q235D表示屈服强度为235N/mm2的D级特殊镇静碳素结构钢。,钢的牌号由屈服点中屈字汉语拼音的字首Q，屈服点数值（N/mm2）质量等级代号（A、B、C、D）脱氧方法代号（F、b、Z、TZ）沸腾、半镇静、镇静、特殊镇静钢；等四个部分按顺序组成。镇静钢（Z）特殊镇静钢（TZ）代号Z、TZ可以省略，C级为镇静钢，D级为特殊镇静钢。,精品课件,20,沸腾钢为脱氧不完全的钢。冶炼后期不加脱氧剂（如硅、铝等），浇注时钢液在钢锭模内产生沸腾现象（气体逸出）。镇静钢为完全脱氧的钢。浇注时钢液镇静不沸腾。组织致密，偏析小，质量均匀。优质钢和合金一般都是镇静钢。半镇静钢为脱氧较完全的钢。脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间，浇注时有沸腾现象，但较沸腾钢弱。这类钢具有沸腾钢和镇静钢的某些优点，碳素钢中此类钢是值得提倡和发展的。,精品课件,21,A、B、C、D、E五个等级A级无需冲击韧性试验B级20的冲击韧性C级0的冲击韧性D级-20的冲击韧性E级-40的冲击韧性,低合金钢分为Q295、Q345、Q390、Q420、Q460。,Q345B屈服强度为345N/mm2，B级镇静钢；Q390D屈服强度为390N/mm2，D级特殊镇静钢。,精品课件,22,精品课件,23,三、钢结构常用型材,1.钢板,精品课件,24,2.热轧型材（工、槽、角钢）,20号以上的工字钢分a、b或a、b、c三类，其中a类腹板最薄、翼缘最窄，c类最厚最宽,如I32a、I32b、I32c,精品课件,25,从14开始，亦有a、b或a、b、c规格的区分,不等边角钢“长肢宽短肢宽厚度”,如100638,等边角钢“肢宽厚度”,如1008,精品课件,26,3.H型钢和T型钢,H型钢与普通工字钢的区别:翼缘宽，故早期有宽翼缘工字钢一说；翼缘内表面无斜度、上下表面平行，便于与其它构件连接；从材料分布形式来看，工字钢材料主要集中在腹板附近，愈向两侧延伸，钢材愈少，而在轧制H型钢中，材料分布侧重在翼缘部分。,H型钢和T型钢均分为三类：宽翼缘：HWTW；中翼缘：HMTM；窄翼缘：HNTN。,如HW3003001015,精品课件,27,热轧型钢截面,精品课件,28,4.冷弯薄壁型钢,其截面形式有等边角钢、卷边等边角钢、Z型钢、卷边Z型钢、槽钢、卷边槽钢等开口截面以及方形和矩形闭口截面的管材。,5.钢管,有热轧无缝钢管和焊接钢管两大类，焊接钢管分为直缝焊、螺旋焊两种，用符号“”后加“外径厚度”,如1025,螺旋焊管,精品课件,29,冷弯薄壁型材的截面形式,（a）(i)冷弯薄壁型钢；（j）压型钢板,精品课件,30,精品课件,31,连接方法有焊接、螺栓和铆钉连接三种,一、焊缝连接Weldingconnection,焊接连接是通过电弧产生热量，使焊条和焊件局部熔化，经冷却凝结成焊缝，从而将焊件连接成一体。,优点：任何形式的构件一般都可直接相连，不削弱构件截面，用料经济，构造简单，加工方便，连接刚度大，密封性能好，可采用全自动或半自动作业，生产效率高。缺点：焊缝附近钢材，在高温作用下形成热影响区，其金相组织和力学性能发生变化，导致局部材质变脆；焊接过程中钢材受到不均匀的加温和冷却，使结构产生焊接残余应力和残余变形，对结构的承载力、刚度和使用性能有一定的影响。,第三节钢结构的连接方法,精品课件,32,1.焊接原理,钢结构常用的焊接方法是电弧焊,包括手工电弧焊、自动或半自动埋弧焊及气体保护焊等。,手工电弧焊电路由焊条、焊钳、焊件、电焊机与导线组成。通电引弧后，在涂有焊药的焊条端与焊件间产生电弧，使焊条熔化，熔滴滴入被电弧吹成的焊接溶池中，焊药燃烧在熔池周围形成保护气体，稍冷后在焊缝熔化金属表面形成熔渣，以隔绝熔池中液体金属与氧、氮等气体的接触，避免形成脆性易裂化合物，焊缝金属冷却后与焊件熔成一体。,精品课件,33,手工电弧焊操作及电弧焊机,直流手工电弧焊-氩弧焊多功能焊机,精品课件,34,手工电弧焊焊条,焊条有碳钢焊条和低合金钢焊条。其牌号为E43、E50和E55型等，E表示焊条，数字表示熔敷金属抗拉强度的最小值（单位为Kgf/mm2）。,上图为XWJ422是钛钙型药皮的优质低碳钢电焊条。,一般情况下，焊条与母材的对应关系如下：Q235钢材，采用E43焊条；Q345钢材，采用E50焊条；Q390、Q420钢材，采用E55焊条。,精品课件,35,自动或半自动埋弧焊,自动或半自动埋弧焊主要设备是自动电焊机，沿轨道按设定速度移动，通电引弧后，使埋于焊剂下的焊丝和附近的焊剂熔化，熔渣浮在熔化的焊缝金属上面，使融化金属不与空气接触，并供给焊缝金属以必要的合金元素，随焊机的移动，颗粒状焊剂不断从料斗漏下，电弧完全被埋在焊剂之内，同时焊丝自动地边熔化边下降，称为自动埋弧焊。(沿轨道推移过程由人工控制时，称为半自动埋弧焊),手工电弧直流/直流脉冲氩弧焊两用机,精品课件,36,门式全自动埋弧焊机,精品课件,37,H型钢柱上的焊缝,精品课件,38,气体保护焊,设备来自上海怡宾机电,气体保护焊是利用惰性气体