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高層鋼結(jié)構(gòu)材料與構(gòu)件的選用和分析

2019-09-02 09:06 高層鋼結(jié)構(gòu) 華邦鋼結(jié)構(gòu)

　　在高層鋼結(jié)構(gòu)施工中，由多種因素決定其最終質(zhì)量，但在其它因素起到作用之前，首先控制的因素是施工材料與構(gòu)件，以下是在材料與構(gòu)件決定時(shí)的幾個(gè)方面。

　　一、主鋼材的品種和牌號(hào)

　　鋼材的型號(hào)與種類在隨著工程要求的不斷提高，也在日益豐富著，不過(guò)現(xiàn)在施工中在鋼結(jié)構(gòu)中采用的鋼材主要有二個(gè)種類，一是碳素結(jié)構(gòu)鋼(或稱普通碳素鋼)，二是低合金結(jié)構(gòu)鋼。低合金鋼因含有錳、釩等合金元素而具有較高的強(qiáng)度。

　　二、連接材料

　　鋼結(jié)構(gòu)的連接是通過(guò)一定的方式將各個(gè)桿件連成整體。桿件間要保證正確的相互位置，以保證傳力和使用要求，連接部位應(yīng)有足夠的靜力強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度。因此，連接是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中重要的環(huán)節(jié)，鋼結(jié)構(gòu)的連接應(yīng)符合安全可靠、節(jié)省鋼材、構(gòu)造簡(jiǎn)單和施工方便的原則。

　　鋼結(jié)構(gòu)的連接方法分為鉚接、焊接、普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓連接，依據(jù)連接方法的不同，連接材料分為以下幾種：

　　1、鉚釘;

　　2、普通螺栓;

　　3、高強(qiáng)度螺栓;

　　4、焊接材料: 焊接材料主要有電焊條、焊絲及焊劑。

　　三、高層鋼結(jié)構(gòu)材料選用的基本要求

　　(一)、鋼材選用的原則

　　鋼材選用的原則是：既能使結(jié)構(gòu)安全可靠和滿足使用要求，又要最大可能節(jié)約鋼材和降低造價(jià)。不同使用條件，應(yīng)當(dāng)有不同的質(zhì)量要求。

　　選定鋼材時(shí)應(yīng)考慮下列結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

　　1、結(jié)構(gòu)的類型及重要性

　　由于使用條件、結(jié)構(gòu)所處部位等方面的不同，結(jié)構(gòu)可以分為重要、一般和次要三類。例如民用大跨度屋架、重級(jí)工作制吊車梁等就是重要的;普通廠房的屋架和柱等屬于一般的;梯子、欄桿、平臺(tái)等則是次要的，應(yīng)根據(jù)不同情況，有區(qū)別地選用鋼材的牌號(hào)。

　　2、荷載的性質(zhì)

　　按所承受荷載的性質(zhì)，結(jié)構(gòu)可分為承受靜力荷載和承受動(dòng)力荷載兩種。在承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件中，又有經(jīng)常滿載和不經(jīng)常滿載的區(qū)別。因此，荷載性質(zhì)不同，就應(yīng)選用不同的牌號(hào)。

　　3、連接方法

　　連接方法不同，對(duì)鋼材質(zhì)量要求也不同。例如焊接的鋼材，由于在焊接過(guò)程中不可避免地會(huì)產(chǎn)生焊接應(yīng)力、焊接變形和焊接缺陷，在受力性質(zhì)改變和溫度變化的情況下，容易引起缺口敏感，導(dǎo)致構(gòu)件產(chǎn)生裂紋，甚至發(fā)生脆性斷裂，所以焊接鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材的化學(xué)成分、力學(xué)性能和可焊性都有較高的要求。

　　(二)、高層鋼結(jié)構(gòu)材料選用的基本要求

　　1、高層鋼結(jié)構(gòu)所用鋼材的鋼種、鋼號(hào)、強(qiáng)度設(shè)計(jì)值、選用原則及所要求保證的機(jī)械性能、化學(xué)成分限值等以及連接所用的焊接材料、螺栓緊固件等材料的要求，除將鋼材的冷彎性能作為基本保證條件外，其它基本上與一般鋼結(jié)構(gòu)相同，對(duì)厚板鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值應(yīng)按《高層建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程》的規(guī)定執(zhí)行。

　　2、承重結(jié)構(gòu)處于外露和低溫環(huán)境時(shí)，其鋼材還應(yīng)考慮耐大氣腐蝕和避免低溫冷脆的要求。

　　3、采用焊接連接的梁-柱節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)約束較強(qiáng)，板厚大于50mm，并承受沿板厚方向的拉力作用時(shí)，應(yīng)附加要求板厚方向的伸長(zhǎng)率保證(大于20%～25%)，以防止層狀撕裂。

　　4、同一高層結(jié)構(gòu)中，根據(jù)構(gòu)件所處的部位，受力情況的不同可分別選用不同的鋼號(hào)及強(qiáng)度級(jí)別的鋼材。

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