钢结构 (建筑结构类型)
钢结构是由钢制材料组成的结构,是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成,并采用硅烷化、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工艺。各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻,且施工简便,广泛应用于大型厂房、场馆、超等领域。
中文名钢结构外文名steel structure
特点型钢和钢板制成的工程结构
用途是建筑工程中普通的结构形式之一连接型式焊缝、螺栓、铆钉连接应用学科水利科技;工程力学;工程结构
特点强度高自重轻刚性好变形能力强
定义
钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚度好、变形能力强,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜;材料匀质性和各向同性好,属理想弹性体,符合一般工程力学的基本假定;材料塑性、韧性好,可有较大变形,能很好地承受动力荷载;建筑工期短;其工业化程度高,可进行机械化程度高的专业化生产。
钢结构应研究度钢材,大大提高其屈服点强度;此外要轧制新品种的型钢,例如H型钢(又称宽翼缘型钢)和T形钢以及压型钢板等以适应大跨度结构和超建筑的需要。
另外还有无热桥轻钢结构体系,建筑本身是不节能的,本技术用巧妙的特种连接件解决了建筑的冷热桥问题;小桁架结构使电缆和上下水管道从墙里穿越,施工装修都方便。
建筑
巴黎艾菲尔铁塔
艾菲尔铁塔是一座于9年建成位于法国巴黎战神广场上的镂空结构铁塔,高300米,天线高24米,总高324米。
该塔塔身为钢架镂空结构,有海拔57米、115米和274米的三层平台可供游览,第四层平台海拔300米,设气象站。顶部架有天线,为巴黎电视中心。从地面到塔顶装有电梯和阶梯,710级阶梯。
据了解,铁塔使用了0多根巨型预制梁架、万颗铆钉、12000个钢铁铸件,总重7000吨,由250个工人花了17个月建成。
吉隆坡双子塔
吉隆坡双子塔位于吉隆坡市中心美芝律,高88层,是当今世界名冠的超级建筑。巍峨壮观,气势雄壮,是马来西亚的骄傲。它以451.9米的高度打破了美国芝加哥希尔斯大楼保持了22年的记录,成为当今世界的巨型建筑。
这个工程于1993年12月27日动工,1996年2月13日正式封顶,1997年建成使用。它是马来西亚石油公司用20亿马币建成的。世界的建筑——西泽配利是这座大楼的设计者。
纽约帝国大厦
帝国大厦是一栋超的现代化办公大楼,它和女神像一起被称为纽约的标志。地上建筑有381米高的帝国大厦,自1931年以来,雄踞世界建筑的宝座达40年之久,直到1971年才被世贸中心超过。
上世纪30年代,建筑师设法增加了一节200英尺高的圆塔,使帝国大厦的高度为1250英尺。这座摩天大楼只用了410天就建成,也可算是建筑史上的奇迹。在很长一段时间里,帝国大厦一直是世界的楼房。
伦敦千年穹顶
千年穹顶,位于伦敦东部泰晤士河畔的格林威治半岛上,是英国为迎接21世纪而兴建的标志性建筑。弯项直径320m,周圈大于1000m,有12根穿出屋面高达100m的桅杆,屋盖采用圆球形的张力膜结构。膜面支承在72根辐射状的钢索上,其截面为2×φ32,这些钢索则通过间距25m的斜拉吊索与系索为桅杆所支撑,吊索与系索同时对桅杆起稳定作用。
据了解,千年穹顶共占地73公顷、总造价达12.5亿美元的大型综合展览建筑,包括一系列展示与演出的场地,以及购物商场、餐厅、酒吧等。
旧金山金门大桥
金门大桥横跨南北,将旧金山市与rin县连结起来。花费四年多时间修建的这座桥是世界上漂亮的结构之一。它已不是世界上长的悬索桥,但它却是的。金门大桥的巨大桥塔高227米,每根钢索重12公吨,由27000根钢丝绞成。1933年1月始建,1937年5月建成通车。钢塔耸立在大桥南北两侧,高342米,其中高出水面部分为227米,相当于一座70层高的建筑物。塔的顶端用两根直径各为92.7厘米、重2.45万吨的钢缆相连,钢缆中点下垂,几乎接近桥身,钢缆和桥身之间用一根根细钢绳连接起来。资料显示,钢塔之间的大桥跨度达1280米,为世界所建大桥中罕见的单孔长跨距大吊桥之一。
盖特威拱门
密苏里州圣路易斯的盖特威拱门,是美国的独自挺立的纪念碑。这座闪闪发光的用钢制成的圆弧造型,拔地而起,有将近200米高,跨度也是近200米,和高度完全一样。据记载,芬兰裔美国人、建筑设计师伊洛?萨里嫩在1940年代后期的一次全美设计竞赛中设计了盖特威拱门。可是,该工程直到1963年2月才开始动工,1965年10月完工。后来,拱门上增添了一个运输系统,让人们可以登上拱门顶端的一个观景台放眼眺望。盖特威拱门座落在密西西比河畔,被人们誉为通往西部的大门。
悉尼剧院
悉尼剧院整个建筑占地1.84公顷,长183米,宽118米,高67米,相当于20层楼的高度。它的外观为三组巨大的壳片,耸立在一南北长米、东西宽处为97米的现浇钢筋混凝土结构的基座上。剧院整个分为三个部分:剧厅、音乐厅和贝尼朗餐厅。剧厅、音乐厅及休息厅并排而立,建在巨型花岗岩石基座上,各由4块巍峨的大壳顶组成。
据称,剧院的音乐厅特别之处,就是位于音乐厅正前方,由澳洲艺术家Ronald Sharp所设计建造的大管风琴。这个大管风琴由10,500个风管组成,称是全世界的机械木连杆风琴,此外,整个音乐厅建材使用均为澳洲木材,忠实呈现澳洲自有的风格。
摩擦型螺栓是依据被连接件之间的摩擦力传递外力,当剪力等于摩擦力时,极为摩擦型螺栓连接的设计极限荷载。此时联众的杆件不会发生相对滑移,螺栓杆不受剪,螺栓孔壁不承压。
承压型螺栓与普通螺栓类似,剪力可以超过摩擦力,此时被连接构件之间会发生相对滑移,螺栓杆与孔壁接触,连接依靠摩擦力与螺栓杆的剪切、承压共同传力。
承压型螺栓的变形较大,不适用于直接承受动力荷载结构的连接。
5、焊条种类几种
大体有十几种:碳钢焊条、低合金钢焊条、钼和铬钼耐热钢焊条、低温钢焊条、不锈钢焊条、堆焊焊条、铸铁焊条、镍及镍合金焊条、铜及铜合金焊条、铝及铝合金焊条及特殊用途焊条。
6、焊缝缺陷:
(1)未焊透:母体金属接头处中间(X坡口)或根 部(V、U坡口)的钝边未完全熔合在一起而留下的局部未熔合。未焊透降低了焊接接头的机械强度,在未焊透的缺口和端部会形成应力集中点,在焊接件承受载荷时容易导致开裂。
(2)未熔合:固体金属与填充金属之间(焊道与母材之间),或者填充金属之间(多道焊时的焊道之间或焊层之间)局部未完全熔化结合,或者在点焊(电阻焊)时母材与母材之间未完全熔合在一起,有时也常伴有夹渣存在。
(3)气孔:在熔化焊接过程中,焊缝金属内的气体或外界侵入的气体在熔池金属冷却凝固前未来得及溢出而残留在焊缝金属内部或表面形成的空穴或孔隙,视其形态可分为单个气孔、链状气孔、密集气孔(包括蜂窝状气孔)等,特别是在电弧焊中,由于冶金过程进行时间很短,熔池金属很快凝固,冶金过程中产生的气体、液态金属吸收的气体,或者焊条的焊剂受潮而在高温下分解产生气体,甚至是焊接环境中的湿度太大也会在高温下分解出气体等等,这些气体来不及析出时就会形成气孔缺陷。尽管气孔较之其它的缺陷其应力集中趋势没有那么大,但是它破坏了焊缝金属的致密性,减少了焊缝金属的有效截面积,从而导致焊缝的强度降低。
7、无损探伤是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下,对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段。
常用无损探伤方法:
超声波探伤:利用超声能透入金属材料的深处,并由一截面进入另一截面时,在界面边缘发生反射的特点来检查零件缺陷的一种方法,当超声波束自零件表面由探头通至金属内部,遇到缺陷与零件底面时就分别发生反射波来,在萤光屏上形成脉冲波形,根据这些脉冲波形来判断缺陷位置和大小。
射线探伤(X射线、γ射线):利用射线穿透物体来发现物体内部缺陷的探伤方法 。
磁粉探伤:是用来检测铁磁性材料表面和近表面缺陷的一种检测方法。当工件磁化时,若工件表面有缺陷存在,由于缺陷处的磁阻增大而产生漏磁,形成局部磁场,磁粉便在此处显示缺陷的形状和位置,从而判断缺陷的存在。
8、零部件加工的程序:准备工作、矫正、放样、切割、弯曲、制孔、组装、焊接、检测、除锈、涂装。
9、 金属表面除锈方法有:手工处理、机械处理、化学处理和火焰处理四种。
(1)手工处理
手工处理主要用铲刀、钢丝刷、砂布、断钢锯条等工具,靠手工敲、铲、刮、刷、砂的方法来达到清除铁锈,这是漆工传统的除锈方法,也是简便的方法,没有任何环境及施工条件限制,但由于效率及效果太差,只能适用小范围的除锈处理。
(2)机械除锈法
机械除锈法主要是利用一些电动、风动工具来达到清除铁锈的目的。常用电动工具如电动刷、电动砂轮;风动工具如风动刷。电动刷和风动刷是利用特制圆形钢丝刷的转动,靠冲击和摩擦把铁锈或氧化皮清除干净,特别对表面铁锈,效果较好,但对较深锈斑很难除去。电动砂轮实际是手提砂轮机,可以在手中随意,利用砂轮的高速旋转除去铁锈,效果较好,特别对较深的锈斑,其工作效率高,施工质量也较好,使用方便,是一种较理想的除锈工具。但在操作中须注意,不要把金属表皮打穿。
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