鋼結(jié)構(gòu)是主要由鋼制材料組成的結(jié)構(gòu),是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。結(jié)構(gòu)主要由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構(gòu)件組成,各構(gòu)件或部件之間通常采用焊縫、螺栓或鉚釘連接。因其自重較輕,且施工簡便,廣泛應(yīng)用于大型倉庫、廠房、場館、超高層等領(lǐng)域。
鋼結(jié)構(gòu)僅僅滿足上述功能要求也不能稱為好的鋼結(jié)構(gòu)廠家,鋼結(jié)構(gòu)工程還需要保持結(jié)構(gòu)的狀態(tài)在極限狀態(tài)之下。和其他建筑結(jié)構(gòu)一樣,鋼結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。
(1)承載能力極限狀態(tài)
指的是當(dāng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到承載能力或出現(xiàn)不適于繼續(xù)承載的變形時的極限狀態(tài)。包括傾覆、強(qiáng)度破壞、喪失穩(wěn)定、疲勞破壞、結(jié)構(gòu)變?yōu)闄C(jī)動體系或出現(xiàn)過度的塑性變形。
(2)正常使用極限狀態(tài)
指的是結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項規(guī)定限值時的極限狀態(tài)。當(dāng)達(dá)到此限值時,雖然結(jié)構(gòu)或構(gòu)件仍具有繼續(xù)承載的能力,但在正常荷載作用下產(chǎn)生的變形已使結(jié)構(gòu)或構(gòu)件不適于繼續(xù)使用,包括靜力荷載作用下產(chǎn)生過大的變形和局部損壞或在動力荷載作用下產(chǎn)生劇烈的振動等。
鋼結(jié)構(gòu)工程的適用范圍
鋼廣泛應(yīng)用于建筑結(jié)構(gòu)中。鋼結(jié)構(gòu)工程一般用于高層、大跨度、復(fù)雜結(jié)構(gòu)、大荷載或起重機(jī)、振動大、運動要求高或拆裝頻繁的結(jié)構(gòu)。從直觀上看,建筑、體育場館、歌劇院、橋梁、電視塔、雕塑、倉庫、車間、房屋、山地建筑和臨時建筑都符合鋼結(jié)構(gòu)工程本身的特點。
鋼結(jié)構(gòu)工程的適用范圍是什么?
在早期階段,構(gòu)思、比較和選擇是靈活和有用的。由此產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)方案通常易于手動計算,具有清晰的力學(xué)行為和的定性精度。避免了結(jié)構(gòu)分析階段不必要的繁瑣計算。也是基于空間框架處理判斷計算機(jī)內(nèi)力分析輸出數(shù)據(jù)是否可靠的主要依據(jù)。鋼結(jié)構(gòu)工程包括框架、平面桁架、空間框架(殼)、索膜、輕鋼、塔架等施工方法。它的大部分理論和技巧都是成熟的。還有一些局部問題沒有得到很好的處理,或者沒有簡單適用的設(shè)計方法,例如網(wǎng)殼等空間框架。在工業(yè)廠房中,當(dāng)存在較大的懸掛荷載或移動荷載時,可考慮放棄門式剛架而采用空間剛架。根據(jù)雪壓高的區(qū)域,屋頂曲線應(yīng)有利于雪滑(不考慮50度切線外的雪荷載)。例如,水泥廠石灰石庫棚采用三芯圓形網(wǎng)殼,與坡頂相比,其釋放的雪荷載幾乎占總雪荷載的一半。暴雨地區(qū)與我們的想法相似。在施工期間,在框架中插入支撐比僅連接簡單節(jié)點的框架更經(jīng)濟(jì)。在屋面覆蓋層跨度較大的施工中,可選用主要構(gòu)件受拉的懸索或索膜施工體系。
在高層鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計中,經(jīng)常采用鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)。在地震烈度較高或不規(guī)則的高層建筑中,抗震中管加外框的方法不應(yīng)簡單、經(jīng)濟(jì)。應(yīng)選擇圍繞巨型SRC柱和中間支撐框架的結(jié)構(gòu)體系。這些高級管理人員中有一半以上是前者。結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)綜合考慮系統(tǒng)的特征載荷的分布和性質(zhì)。一般來說,剛度應(yīng)為平均值,力學(xué)模型應(yīng)明確,應(yīng)盡量控制大荷載或動荷載的影響,使其能通過直線直接傳遞給基礎(chǔ)。柱間抗側(cè)支撐的分布應(yīng)均勻,其質(zhì)量中心應(yīng)盡可能靠近側(cè)向力(風(fēng)和地震)的作用線。否則,你應(yīng)該考慮結(jié)構(gòu)上的變化。結(jié)構(gòu)的對面結(jié)構(gòu)應(yīng)具有多重地面防御。例如,對于支撐框架結(jié)構(gòu),柱應(yīng)能夠單獨承受至少1/4的總力。在框架結(jié)構(gòu)平面上放置次梁有時可以調(diào)整荷載傳遞偏移,以滿足不同的要求。為了減小截面,沿短方向插入次梁,這將增加主梁的截面并降低地板的凈高。頂樓的側(cè)柱有時不會被吃掉。此時,在較短的主梁上支撐次梁可以犧牲次梁來保護(hù)主梁和豎梁
在建筑行業(yè),隨著鋼結(jié)構(gòu)廠房的利用越來越普及,鋼結(jié)構(gòu)廠房的制作、運輸和安裝工藝技術(shù)越來越受到重視,同時也得到較快發(fā)展和持續(xù)改進(jìn)。如何進(jìn)一步提高鋼結(jié)構(gòu)廠房的制作和安裝精度,降低成本,是擺在鋼結(jié)構(gòu)廠房行業(yè)面前的一個課題。從提高鋼結(jié)構(gòu)廠房的安裝精度考慮,對制作、運輸、安裝等主要環(huán)節(jié)中必須予以高度重視的一些問題和具體的控制方法作了分析和總結(jié)。
鋼結(jié)構(gòu)廠房制作及運輸?shù)目刂?
鋼結(jié)構(gòu)廠房制作尺寸的,是確保整體結(jié)構(gòu)尺寸和鋼結(jié)構(gòu)廠房安裝順利的基礎(chǔ)和前提條件,因此,要準(zhǔn)確把握好諸如鋼柱的直線度和扭曲、柱和梁的連接孔到柱底板的距離、連接孔本身的加工精度、屋面梁的直線度和柱梁連接板的加工精度、梁柱上的系桿或支撐連接板相對于梁柱本身的位置尺寸、檁托板的位置尺寸等。為了避免和減少柱、梁、系桿及其他連接件在運輸過程中發(fā)生變形,應(yīng)要求運輸公司在綁扎構(gòu)件時,必須在全長度范圍內(nèi)多增加支撐點,各部件之間盡可能用木料墊實,外圍綁扎要牢固,以盡量減少在運輸過程中因振動或重壓致使構(gòu)件變形;在裝卸時要用兩點吊,如構(gòu)件超長,可采用扁擔(dān)并適當(dāng)增加吊點;構(gòu)件在安裝現(xiàn)場堆放時,應(yīng)盡量減少堆放層數(shù),一般不超過3層,同時要適當(dāng)增加支承點,防止構(gòu)件受壓變形。千萬不要放松運輸、吊卸、堆放等環(huán)節(jié)的控制,否則,即使鋼結(jié)構(gòu)廠房構(gòu)件制作再,也會因運輸?shù)拳h(huán)節(jié)出問題,導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)廠房安裝上出現(xiàn)大的麻煩。