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房屋建筑工程技术之钢结构构件cfie

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房屋建筑工程技术之钢结构构件cfie_第1页
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1A41110334钢结构构构件的的受力分分析及连连接类型型(1)受受弯构件件1)钢梁梁的截面面形式::钢梁的截截面形式式一般有有型钢和钢板组组合梁两两类型型钢梁多多采用工工字钢和和型钢,钢钢板组合合梁常采采用焊接接工字形形截面2)钢梁梁的强度度、刚度度和稳定定性计算算:▲抗弯强强度计算算:取梁内塑塑性发展展到一定定深度作作为极限限状态单向弯曲曲:=≤双向弯曲曲:=+≤、----净截面面模量;;、 ----截面塑塑性发展展系数工工字型截截面=11.055,=1..2 ------钢材抗抗弯强度度设计值值▲抗剪强强度计算算:梁的抗剪剪强度按按弹性设设计≤---计计算剪应力力处以上上面积对对中性轴轴的面积积矩计计算点处处截面宽宽度毛毛截面惯惯性矩钢钢材抗剪剪强度设设计值▲刚度计计算:梁必须具具有一定定的刚度度才能有有效地工工作,刚刚度不足足将导致致梁挠度度太大,影影响结构构正常使使用因因此,设设计钢梁梁除应满满足各项项强度要要求之外外,还应应满足刚刚度要求求≤[]▲钢梁的的整体稳稳定计算算:梁的整体体稳定性性验算::=≤------整体稳稳定系数数当有铺板板(各种种钢筋混混凝土板板或钢板板)密铺铺在梁的的受压翼翼缘上与与其牢固固相连,能能阻止梁梁受压翼翼缘的侧侧向位移移时,梁梁的整体体稳定可可不计算算。

工字形截截面简支支梁受压压翼缘的的自由长长度与其其宽度之之比满足足相应要要求时,梁梁的整体体稳定可可不计算算▲钢梁的的局部稳稳定计算算:梁腹板通通常采用用加劲肋肋来加强强腹板的的局部稳稳定性,为为保证钢钢板组合合梁的受受压翼缘缘不致产产生局部部失稳,应限制其自由外伸宽度与其厚度之比轧制的工工字钢和和槽钢等等型钢一一般不会会发生局局部失稳稳2)受受拉构件件、受压压构件受拉构件件根据受受力情况况,可分分为轴心心受拉和和偏心受受拉构件件(拉弯弯构件)▲ 轴心受拉拉构件::轴心受受拉构件件常见于于桁架中中轴心心受拉构构件须按按净截面面面积进进行强度度计算构件的刚度是通过限制长细比来保证的▲偏心受受拉构件件:偏心心受拉构构件应用用较少,桁桁架受拉拉杆同时时承受节节点之间间横向荷荷载时为为偏心受受拉构件件▲受压构构件:柱、桁桁架的压压杆等都都是常见见的受压压构件根根据受力力情况,受受压构件件可分为为轴心受受压和偏偏心受压压构件(压压弯构件件)受受压构件件的截面面设计要要满足强强度和刚刚度要求求还要要进行整整体稳定定和局部部稳定计计算实腹式轴轴压构件件整体稳稳定验算算:=≤-----稳定系系数实腹式::构造简简单、制制作方便便;格构式::制作费费工,但但节省钢钢材。

当当构件比比较高大大时,可可采用格格构式,增增加截面面刚度,节节省钢材材3)钢钢结构的的连接方方法▲焊缝连连接:对接焊焊缝和角角焊缝▲螺栓连连接:普普通螺栓栓和高强强螺栓▲铆钉连连接1)焊缝缝连接优点: 构造简简单,加加工简便便,易实实现自动动化操作作,提高高焊缝质质量;不削弱焊焊件截面面,节省省材料,经经济;连接刚度度大,密密闭性好好,整体体性好缺点:焊焊缝附近近局部材材质变脆脆;焊接残余余应力和和残余变变形使受受压构件件承载力力降低;;焊接结构构对裂纹纹很敏感感,低温温冷脆问问题较为为突出;; 2))焊缝连连接形式式焊缝连接接形式按按被连接接钢材的的相互位位置可分分为对接接、搭接接、T形连接接和角部部连接四四种 (a))对接连连接;(b)用拼接接盖板的的对接连连接;(c)搭接连连接;(d))(e))T形连接接;(f))(g))角部连连接焊逢连接接的形式式手工焊接接;埋弧弧焊(自动或或半自动动) ;气体保保护焊 3)焊缝形形式:对接焊缝缝:正对接接焊缝和和斜对接接焊缝角焊缝::正面角角焊缝、侧侧面角焊焊缝和斜斜焊缝a)对对接焊缝缝;(b))斜对接接焊缝;;(c))角焊缝缝焊逢形式式 4)焊缝按按施焊位位置:平焊、横横焊、立立焊及仰仰焊(a)平平焊;(b))横焊;(c))立焊;(d)仰焊焊逢施焊焊位置5)焊缝缝代号基本符号号:常用焊缝缝基本符符号指引线::指引线线一般由由带有箭箭头线和和两条相相互平行行的基准准线所组组成。

基本符号号与基准准线的相相对位置置是:(a)焊焊件上的的V形焊缝缝;(b)指引线线与焊缝缝的基本本符号;;(c)同(d)但箭头头线弯折折一次,实实线画在在虚线下下侧焊缝指引引线标注注焊缝在非非箭头侧侧焊缝在在箭头侧侧焊缝基本本符号与与基准线线标准6)焊缝缝尺寸标标注7)焊缝缝质量检检验三级:对对全部焊焊缝作外外观检查查且符合合三级质质量标准准;其设设计值只只为主体体钢材的的85%%左右一级、二二级:除除外观检检查外,还还要求一一定数量量的超声声波检验验并符合合相应级级别的质质量标准准钢结构中中一般采采用三级级焊缝,因因而对有有较大拉拉应力的的对接焊焊缝以及及直接承承受动力力荷载构构件的较较重要的的对接焊焊缝,宜宜采用二二级焊缝缝;对抗抗动力和和疲劳性性能有较较高要求求处可采采用一级级焊缝焊接残余余应力::焊接后后焊件内内部产生生自相平平衡的初初始应力力焊接残余余变形::因焊接接过程中中的不均均匀膨胀胀和收缩缩而在焊焊件中伴伴随焊接接残余应应力产生生的残余余变形8)减小小焊接残残余应力力和残余余变形的的措施▲采取合合理的施施焊次序序;例如如钢板对对接时采采用分段段退焊厚厚焊缝采采用分层层焊,工工字形截截面按对对角跳焊焊等。

▲采用反反变形;;施焊前前给构件件以一个个与焊接接变形反反方向的的预变形形,使之之与焊接接所引起起的变形形相抵消消,从而而达到减减小焊接接变形的的目的▲对于小小尺寸焊焊件,焊焊前预热热,或焊焊后回火火加热至至6000C左右右,然后后缓慢冷冷却,可可以消除除焊接应应力和焊焊接变形形9)螺栓栓连接分普通螺螺栓连接接和高强强度螺栓栓连接两两种▲普通螺螺栓连接接A级:精精制螺栓栓,对成成孔质量量要求高高,制作作和安装装复杂,价价格较高高,已很很少采用用;≦24,≦1500B级:精精制螺栓栓,对成成孔质量量要求高高,制作作和安装装复杂,价价格较高高,已很很少采用用;>24,>1500C级:粗粗制螺栓栓,III类孔,螺栓孔孔的直径径比螺栓栓杆的直直径大11.5~~3mmm, 一一般用于于沿螺栓栓杆轴受受拉的连连接中,以以及次要要结构的的抗剪连连接或安安装时的的临时固固定▲高强度度螺栓连连接摩擦型连连接:只依靠靠摩擦阻阻力传力力,并以以剪力不不超过接接触面摩摩擦力作作为设计计准则;;连接的的剪切变变形小,弹弹性性能能好,施施工较简简单,可可拆卸,耐耐疲劳,特特别适用用于承受受动力荷荷载的结结构承压型连连接:允允许接触触面滑移移,以连连接达到到破坏的的极限承承载力作作为设计计准则。

连连接的承承载力高高于摩擦擦型,连连接紧凑凑,但剪剪切变形形大,故故不得用用于承受受动力荷荷载的结结构中3)梁梁柱节点点梁和柱连连接时,可可将梁支支承在柱柱顶上或或连接于于柱的侧侧面二二者均可可做成铰铰接或刚刚接1)梁柱柱铰接节节点:图1A44llOO3411(a)、(b)为梁梁铰接支支承于柱柱顶的构构造当梁连续续设置时时,梁柱柱也可以以形成柱柱顶刚接接节点图1A44110034--1(c)中,梁梁铰接支支承于柱柱侧面的的牛腿上上为了了防止梁梁端顶部部向侧方方向偏移移或发生生扭转,梁端靠靠近顶部部处设钢钢板并用用构造螺螺栓将梁梁和柱相相连图1A44llOO34-1(d)用于于梁支座座反力较较大时,梁梁端用实实缘支座座板,柱柱侧面焊焊以厚钢钢板制成成的承托托,突缘缘支座板板下端与与承托上上端刨平平顶紧,传传递梁端端反力2)梁柱柱刚接节节点:图1A44110034--2是梁和和柱刚接接的构造造示例,翼缘通过连接板或直接用全焊透的坡口焊缝与柱连接,腹板用高强度螺栓通过连接板与柱连接,节点一般按弹性设计,也可以考虑梁端的弯矩由翼缘连接承受,梁端剪力由腹板连接承受4)柱柱脚节点点如图1AA41110344-3,柱脚节节点通常常由底板板、中间间传力结结构(包包括靴梁梁、肋板板和隔板板)和锚锚栓组成成。

底板板承受柱柱脚反力力底板板较大时时,须设设置中间间传力结结构以降降低底板板厚度图lA44ll0034-3(a)为铰接接柱脚,常常用于轴轴心受压压柱,锚锚栓只起起固定位位置和安安装的作作用,可可按构造造设置为为接近铰铰接的假假设,锚锚栓应尽尽量布置置在底板板中央部部位图图1A44llOO3433(b)为刚接接柱脚,一一般用于于偏心受受压柱,锚锚栓须按按计算确确定1A41110335钢结构构构件制制作、运运输、安安装、防防火与防防锈(l)制制作:钢钢结构制制作包括括放样、号号料、切切割、校校正等诸诸多环节节高强强度螺栓栓处理后后的摩擦擦面,抗抗滑移系系数应符符合设计计要求制作质质量检验验合格后后进行除除锈和涂涂装一一般安装装焊缝处处留出30~50暂不不涂装2)焊焊接:焊焊工必须须经考试试合格并并取得合合格证书书且必须须在其考考试合格格项目及及其认可可范围内内施焊焊焊缝施焊焊后须在在工艺规规定的焊焊缝及部部位打上上焊工钢钢印焊接材材料与母母材应匹匹配,全全焊透的的一、二二级焊缝缝应采用用超声波波探伤进进行内部部缺陷检检验,超超声波探探伤不能能对缺陷陷作出判判断时,采采用射线线探伤施施工单位位首次采采用的钢钢材、焊焊接材料料、焊接接方法等等,进行行焊接工工艺评定定。

3)运运输:运运输钢构构件时,要要根据钢钢构件的的长度和和重量选选用车辆辆钢构构件在车车辆上的的支点、两端伸伸出的长长度及绑绑扎方法法均应保保证构件件不产生生变形、不不损伤涂涂层4)安安装:钢钢结构安安装要按按施工组组织设计计进行,安安装程序序须保证证结构的的稳定性性和不导导致永久久性变形形安装装柱时,每每节柱的的定位轴轴线须从从地面控控制轴线线直接引引上钢钢结构的的柱、梁梁、屋架架等主要要构件安安装就位位后,须须立即进进行校正正、固定定由工工厂处理理的构件件摩擦面面,安装装前须复复验抗滑滑移系数数,合格格后方可可安装5)防防火与防防锈:▲钢结构构防火性性能较差差当温温度达到到550℃时,钢钢材的屈屈服强度度大约降降至正常常温度时时屈服强强度的70%,结构构即达到到它的强强度设计计值而可可能发生生破坏▲外露的的钢结构构可能会会受到大大气,特特别是被被污染的的大气的的严重腐腐蚀,最最普通的的是生锈锈这就就必须对对构件的的表面进进行防腐腐蚀处理理,以保保证钢结结构的正正常使用用。

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