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隨著高科技的發(fā)展,人們的觀念與生活方式也將不斷更新與變化,對住宅總體質量的要求也將不斷提高,為此,住宅設計必然需要考慮與這些不斷變化的因素相協(xié)調(diào)、相適應,從而出現(xiàn)彈性設計的新天地。而鋼結構又是適合住宅彈性設計的結構體系。
鋼結構是適合創(chuàng)新的住宅結構體系。鋼結構可隨著人們審美觀的不同,使用功能要求的不同,設計各種造型、尺度、空間的新型房型。生產(chǎn)廠家能、高質量、高速度完成,使建筑物達到既美觀又經(jīng)濟的效果?! ?
鋼結構技術詳解
1.高層鋼結構技術。根據(jù)建筑高度和設計要求分別采用框架、框架支撐、筒體和巨型框架結構,其構件可采用鋼、勁性鋼筋混凝土或鋼管混凝土。鋼構件質輕延性好,可采用焊接型鋼或軋制型鋼,適用于超高建層建筑;勁性鋼筋混凝土構件剛度大,防火性能好,適用于中高層建筑或底部結構;鋼管混凝土施工簡便,僅用于柱結構。
2.空間鋼結構技術??臻g鋼結構自重輕、剛度大、造型美觀,施工速度快。以鋼管為桿件的球節(jié)點平板網(wǎng)架、多層變截面網(wǎng)架及網(wǎng)殼等是我國空間鋼結構用量為大的結構型式。具有空間剛度大,用鋼量低的優(yōu)點,在設計、施工和檢驗規(guī)程,并可提供完備的CAD。除網(wǎng)架結構外,空間結構尚有大跨懸索結構、索膜結構等。
3.輕鋼結構技術。伴隨著輕型彩色鋼板制成墻體和屋面圍護結構組成的新結構形式。由5mm以上鋼板焊接或軋制的大斷面薄壁H型鋼墻梁和屋面檁條,圓鋼制成柔性支持系統(tǒng)和高強螺栓連接構成的輕鋼結構體系,柱距可從6m到9m,跨度可達30m或更大,高度可達十幾米,并可設輕型吊四。用鋼量20~30kg/m2?,F(xiàn)已有標準化的設計程序和專業(yè)化生產(chǎn)企業(yè),產(chǎn)品質量好,安裝速度快,重量輕,投資少,施工不受季節(jié)限制,適用于各種輕型工業(yè)廠房。
4.鋼混凝土組合結構技術。以型鋼或鋼管理與混凝土構件組成的梁、柱承重結構為鋼混組合結構,近年來應用范圍日益擴大。組合結構兼有鋼與混凝土兩者的優(yōu)點,整體強度大、剛性好、抗震性能良好,當采用外包混凝土構造時,更具有良好的耐火和耐腐蝕性能。組合結構構件一般可降低用鋼量15~20%。組合樓蓋及鋼管混凝土構件,還具有少支?;虿恢!⑹┕し奖憧焖俚膬?yōu)點,推廣潛力較大。適用于隨較大荷載的多層或高層建筑的框架梁、柱及樓蓋,工業(yè)建筑柱和樓蓋等。
5.高強度螺栓連接與焊接技術。高強螺栓是通過磨擦力來傳遞應力,由螺栓、螺母和墊圈三部分組成。高強螺栓連接施工簡便、拆除靈活、承載力高、自鎖性好、安全性高等優(yōu)點,工程中已取代了鉚接和部分焊接,成為鋼結構制作及安裝中的主要連接手段。在車間內(nèi)制作的鋼構件,厚板應采用自動多絲弧埋焊,箱形柱隔板應采用熔咀電渣焊等技術。現(xiàn)場安裝施工中,應采用半自動焊技術和氣體保護焊藥芯焊絲及自保護藥芯焊絲技術。
6.鋼結構防護技術。鋼結構防護包括防火、防腐、防銹,一般是采用在防火涂料處理后無需再作防銹處理,但在有腐蝕氣體的建筑中尚需作防腐處理。國內(nèi)防火涂料種類較多,如TN系列、MC-10等,其中MC-10防火涂料有醇酸磁漆、氯化橡膠漆、氟橡膠涂料及氯磺化涂料等。在施工中應根據(jù)鋼結構型式、耐火等級要求及環(huán)境要求選用合適的涂料及涂層厚度。
以下是鋼結構的應用范圍:
大跨度結構:用鋼結構重量輕。
高層建筑:用鋼結構重量輕和抗震性能好。強度高,截面尺寸小,提高有效使用面積。
工業(yè)建筑:用鋼結構施工周期短,能承受動力荷載。
輕質結構:冷彎薄壁型鋼,輕型鋼。
高聳結構:輕,截面尺寸小??拐鹂癸L。
活動式結構:輕。
可拆卸或移動的結構:輕,運輸方便,拆卸方便。
容器和大直徑管道:密閉性好。
抗震要求高的結構,急需早日交付的結構工程,特種結構。
結構設計的目的:安全性,耐久性,適用性。
影響結構可靠性的因素:荷載效應S和結構抗力RZ=R-S Z表示結構完成預定功能狀態(tài)的函數(shù),簡稱功能函數(shù)。Z=0極限狀態(tài)。
在鋼結構制作和安裝工程工程中焊接工程是蕞重要的環(huán)節(jié),必須重視焊接工程質量控制。目前,鋼結構在生產(chǎn)過程中大部分采用具自動埋弧焊機,部分具備半自動氣體保護焊機,個別部位采用手工施焊。
焊接質量問題較多存在于手工焊縫,這些問題有:焊瘤、夾渣、氣孔、沒焊透、咬邊、錯邊、焊縫尺寸偏差大、不用引弧板、焊接變形不矯正、飛濺物清理不凈等。鑒于這種情況,鋼結構施焊前,對焊條的合格證要進行檢查,按說明書要求使用,焊工必須持證上崗證,焊縫表面不得有裂紋、焊瘤,一、二級焊縫不得有氣孔、夾渣、弧坑裂紋,一級焊縫不得有咬邊、未滿焊等缺陷,一、二級焊縫按要求進行無損檢測,在規(guī)定的焊縫及部位要檢查焊工的鋼印。不合格的焊縫不得擅自處理,定出修改工藝后再處理,同一部位的焊縫返修次數(shù)不宜超過2次。