《钢框架构造》课件

钢框架通用构造本课程将介绍钢框架结构的基本构造、连接方式、设计要点及施工验收标准，帮助学员掌握钢结构工程实践必备知识。课程目标与学习内容掌握基本理论理解钢框架受力原理熟悉构造细节掌握节点连接方式应用工程实践解决实际工程问题规范标准应用理解设计与验收标准钢框架结构的发展历史19世纪初期铸铁框架建筑出现19世纪末芝加哥学派发展20世纪中期焊接技术广泛应用21世纪装配式钢结构兴起国内外钢结构发展现状国际现状高效率预制化装配精度高信息化管理成熟国内现状快速增长阶段标准体系完善中高层建筑应用广泛钢框架结构的分类按用途分类工业厂房民用建筑按连接方式刚接框架铰接框架按层数分类单层框架多层框架按稳定体系纯框架带支撑框架钢框架结构的优缺点优点强重比高跨度大施工周期短抗震性能好缺点防火要求高防腐要求严格构造复杂造价相对较高技术挑战节点设计难度大安装精度要求高抗侧移稳定控制钢框架的常用应用领域超高层建筑可实现大跨度、高层数大跨度公共建筑场馆、展厅、机场工业厂房轻质高效利于设备布置钢结构常用材料简介普通碳素结构钢Q235、Q355高强度钢Q390-Q690耐候钢09CuPCrNi-A耐火钢FR系列钢材性能及选用要点材料等级屈服强度(MPa)抗拉强度(MPa)适用部位Q235B235370-500次要受力构件Q345B345470-630主要受力构件Q390390490-650特殊高强构件钢框架结构力学原理荷载传递垂直与水平荷载传递路径内力分布弯矩、剪力分布规律变形特性弹性、塑性变形机制受力特点与变形分析竖向荷载由楼面向基础传递风荷载主要引起水平变形地震作用产生动力响应温度变形需设置伸缩缝承重体系与受力传递路径屋面系统承担风雪荷载楼面系统传递竖向荷载柱网系统主要承重构件基础系统将荷载传至地基构件类型及功能区分柱承担竖向荷载和弯矩梁承担弯矩和剪力支撑提供侧向刚度连接节点保证构件协同工作主梁、柱与次梁布置原则主梁跨度方向布置次梁垂直于主梁方向柱网满足建筑功能需求剪力墙与框架-剪力墙结构钢板剪力墙提高侧向刚度承担水平荷载厚度一般3-25mm框剪结构协同工作机制底部墙较多上部框架为主基础连接与传力构造柱脚埋件预埋精确定位、预埋牢固钢柱安装就位调整垂直度、找平灌浆连接固定确保受力均匀传递梁柱节点设计基本要求强度要求承载力满足设计要求应考虑附加应力焊缝应有足够强度刚度要求满足整体稳定性限制节点转动控制框架变形施工性要求便于现场安装减少高空作业便于质量检查梁柱刚性与铰接节点刚接节点传递弯矩、剪力和轴力半刚性节点具有一定转动能力铰接节点主要传递剪力和轴力高强螺栓连接构造详解10.9常用等级抗拉强度1000MPa2d边距要求不小于螺栓直径两倍3d螺栓间距一般为螺栓直径三倍110%扭矩系数拧紧扭矩控制要求焊接连接常用形式角焊缝对接焊缝塞焊点焊钢框架楼层布置方式规则网格式柱网均匀分布放射式适用于圆形平面混合式根据功能需求调整柱位楼盖系统布置优化强度要求确保承载力满足规范振动控制满足舒适度要求材料效率优化用钢量施工便捷提高安装效率支撑体系类型与功能交叉支撑刚度大，适用于高层K形支撑减小梁跨中弯矩V形支撑布置灵活，施工方便偏心支撑具有良好耗能能力连系梁、圈梁和系杆设置1连系梁设置连接框架柱，增强整体性圈梁布置沿楼层周边设置，提高整体刚度3系杆构造控制构件面外变形斜撑安装提供水平荷载抵抗能力防屈曲措施与稳定设计柱构件稳定轴向与弯扭屈曲采用合理截面设置支撑点梁构件稳定侧向屈曲控制翼缘加劲设置横向支撑地震作用下的钢框架设计1强柱弱梁确保塑性铰在梁端形成节点超强设计保证节点区不屈服良好延性构造提供充分变形能力防火构造与耐火涂层防火涂料厚度根据耐火等级确定防火板干式安装，施工便捷混凝土包裹耐久性好，适用于重要部位防腐处理与寿命提升表面处理喷砂除锈达到Sa2.5级底漆涂装环氧富锌底漆保护面漆涂装聚氨酯或氟碳面漆定期检查发现损伤及时修复节点耐久性的保证措施密封处理焊缝完整性检查接缝密封胶处理防水构造设计防腐设计节点区加强防腐避免积水构造设置泄水孔构造优化减少应力集中避免锐角设计考虑温度变形钢框架结构构造详图举例节点构造详图柱脚详图支撑连接详图楼面系统详图制作工艺流程简介下料数控切割、锯切钻孔数控钻床加工组装点焊定位焊接按工艺顺序焊接涂装防腐、防火处理构件成品加工要点精度控制确保尺寸误差在允许范围内变形控制采取合理焊接顺序减小焊接变形标识系统明确构件编号便于现场识别安装质量检验外观、尺寸、焊缝、涂装全检工厂预制与现场拼装工厂预制优势精度高质量可控效率高不受天气影响现场拼装要点起重设备选择安装顺序规划测量放线准确临时支撑设置螺栓连接施工工艺孔位检查对正确保孔位吻合、清除毛刺临时螺栓安装至少30%螺栓临时固定扭矩扳手紧固按规范要求施加预紧力复检标记全部紧固后进行标记并检查焊接施工质量控制焊后检验超声波、射线检测过程控制温度、电流监测3焊接工艺制定合理工艺参数人员资质持证上岗，技能培训结构吊装与临时支撑吊装设备选型根据构件重量确定起重能力临时支撑系统确保结构安装阶段稳定安装顺序规划先主体后次构件施工期间变形与测控柱垂直度偏差(mm)梁挠度(mm)装配式钢框架技术简介标准化构件模数化设计批量生产通用连接快速连接技术免焊接节点高强度螺栓卡扣式连接集成化设计机电管线预留外围护系统整合楼板预制工程常见问题与防治安装偏差精确放线，严格控制施工精度焊缝开裂控制焊接应力，防止过快冷却螺栓松动定期检查，保证预紧力涂层破损运输安装小心，定期维护钢框架结构质量验收标准检验项目允许偏差检验方法柱垂直度H/1000且≤30mm经纬仪、垂线梁标高±8mm水准仪节点间隙≤2mm塞尺高强螺栓扭矩设计值±10%扭矩扳手钢框架验收流程与要点材料验收检查钢材质量证明主体验收检查几何尺寸、焊接质量防护验收检查防火、防腐层厚度资料验收完整性、准确性检查现行主要标准与规范简述设计规范GB50017、GB50011等施工规范GB50205、JGJ82等验收规范GB50205、GB50300等GB50017-2017《钢结构设计标准》材料章节规定钢材性能要求设计方法基于极限状态法构件设计轴力、弯矩等承载力计算连接设计螺栓、焊缝等连接计算GB50205-2020《钢结构工程施工质量验收规范》适用范围规定了新建、扩建钢结构验收要求主要内容材料、焊接、螺栓、防护等验收标准3检验方法规定了各项指标的检验方法与频率资料要求明确了各类验收文件与记录要求相关规范在实际工程的应用设计阶段材料选择荷载取值构件验算施工阶段工艺要求质量控制安全措施验收阶段检验标准允许偏差资料整理案例1：超高层钢框架建筑上海中心大厦巨型框架-核心筒结构广州东塔框架-伸臂桁架结构央视总部大楼外框架-斜交网格结构案例2：工业厂房钢框架构造刚架式厂房门式刚架结构桁架屋盖吊车梁设置案例3