钢结构第1篇

[关键词]建筑钢结构 钢材 普通碳素钢 结构钢

中图分类号： TU391 文献标识码： A 文章编号：

提起钢结构用钢大家并不陌生，像Q235和Q345这样的钢材是最常用的，也是生活中接触最多的。的确，从材性、材质方面看，现在市场充分供应的Q235及Q345号钢的各类钢材，可以保证建筑钢结构的基本需求。钢结构是以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。它的基本特点是强度高、重量轻、刚度大、质地均匀和各向同性好。

因此，用什么类型的钢材对钢结构的影响很大。下面就从建筑钢结构用钢的钢种钢号及板带钢中的钢结构用钢这两方面对钢结构的选用做一介绍。

一、建筑钢结构用钢的钢种钢号

1.普通碳素结构钢 普通碳素结构钢执行《碳素结构钢》—GB/T700-2006标准。因价格便宜，产量较大，大量用于金属结构和一般机械零件，按用途可以分为：一般用途的普通碳素钢和专用普通碳素钢。

按含碳量及屈服强度高低分为5种牌号：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275。其中钢结构主要用Q235号钢。Q215和Q255也可作结构用，但是产量和用量相对较少。 使用该标准钢号要注意以下几点: (1)该标准钢号主要用作工程用和一般结构用钢。 (2)该标准钢在在使用品种方面主要有钢、钢带和型钢。 (3)该标准钢号可用作焊接和栓接结构用钢。但焊接承重钢结构不宜选用Q235-A级钢。 (4)该标准钢号一般在热轧状态下交货和使用。

2.耐候钢 耐候钢执行《焊接结构用用耐候钢》GB/T4172-2000和《高耐候结构钢》GB/T4171-2000，是指在钢的冶炼过程中加入少量合金元素，使之在金属基本表面上形成保护层，以提高钢材耐大气腐蚀性能。这类钢又分为高耐候结构钢和焊接结构用耐候钢两类。耐候钢分为Q295 GNH、Q295GNHL、Q345GNH、Q345GNHL、Q390GNH五种牌号。焊接结构耐候钢分为Q235NH、Q295NH、Q355NH、Q460NH四个牌号。

3.低合金高强度结构钢 低合金高强度结构钢执行《低合金高强度结构钢》—GB/T1591-2008标准，是指在炼钢过程中增添一些合金元素，其总量不超过5%的钢材。加入合金元素后钢材强度可明显提高，使钢结构构件的强度、刚度、稳定三个主要控制指标都能有充分发挥，尤其在大跨度或重负荷结构中优点更为突出，一般可比碳素结构刚节约20%左右的用钢量。按屈服强度高低分为8种牌号,其中钢结构中Q345最为常用。

4.建筑结构用钢板

执行《建筑结构用钢板》GB/T19879-2005标准，该标准为原冶金行业标准《高层建筑用钢板》（YB4104-2000）修订升级后的国标。有Q235GJ、Q345GJ、Q390GJ、Q420GJ、Q460GJ牌号。其综合性能优于普通碳素结构钢和低合金高强度结构钢，对钢材的质量要求较高：

1）要能够抵御地震力的破坏，既要能防震和抗震。为此就要使钢板在具有足够强度的同时，还要具有较低的屈强比。低屈强比可使材料具有良好的冷变形能力和髙塑性变形能力，即使局部超载失稳也不至于发生突然断裂。

2）要使钢板具有较窄的屈服强度波动范围。若钢板的屈服强度波动较大，当建筑物受到地震时，就会发生塑性铰转移，不能按设计目标控制损坏程度儿倒塌。

3）要使钢板具有层状撕裂能力（厚度方向性能）。高层钢结构在梁柱连接和箱型柱角部焊缝等处，由于局部构造，形成高约束，焊接时容易引起沿板厚方向的层状撕裂，因此，此类钢板必须要具有一定级别的厚度方向性能。

4）良好的焊接性能，明确规定焊接碳当量和焊接裂纹敏感指数。

5）降低了有害元素硫、磷含量。

5.桥梁用结构钢

执行《桥梁用结构钢》GB/T714-2008标准。对应4个强度等级Q235q（C、D级）、Q345q（C、D、E级）、Q370q（C、D、E级）、Q420q（C、D、E级）。2008版较2000版增加了Q460q、Q500q、Q550q、Q620q、Q690q牌号。

化学成分要求更严格，硫、磷有害元素较低合金结构钢低。碳当量较低合金结构钢低。冶炼方法要求进行炉外精炼。二、建筑钢结构用钢品种、规格 1.结构用的板带钢主要有：热轧钢板和钢带，冷轧钢板和钢带。热轧钢板厚度的适用范围为4~200mm，热轧钢带厚度的适用范围为4~25 mm。冷轧钢板厚度的适用范围为0.2~5 mm，冷轧钢带厚度的适用范围不大于3 mm。

2.热轧H型钢和焊接H型钢。广泛应用于建筑钢结构中。热轧H型钢分为宽翼缘、中翼缘和窄翼缘三种规格。

3.普通型材(工字钢、槽钢、角钢)。工字钢、槽钢、角钢是钢结构中应用最早的型钢。工字钢和槽钢的型号都是以截面高度的厘米数来表示，其长度通常为5~19 m。角钢是传统的格构式钢结构构件中应用最广泛的的轧制型材，有等边角钢和不等边角钢两大类，长度通常为4~19 m。

4.冷弯型钢。冷弯型钢是用薄钢板（钢带）在连续辊式冷弯机组上生成的冷加工型材，能加工壁厚为1.5~6 mm，随着生产工艺的发展，现在已能生产厚度12 mm以上的冷弯型钢。其截面形式有等边角钢、卷边等边角钢、Z型钢、卷边Z型钢、C型钢、卷边C型钢等开口截面以及方形和矩形闭口截面的管材。

5.厚度方向性能钢板。随着焊接结构使用钢板厚度的增加，对钢材材性提出了新的内容——要求钢板在厚度方向有良好的抗层状撕裂性能。建筑钢结构用钢和桥梁钢结构用钢提出了板厚方向的性能要求。厚度方向性能有三个级别，分别用Z15、Z25、Z35表示，分别表示断面收缩率≥15、25、35。

6.结构用钢管。结构用钢管有热轧无缝钢管和焊接钢管两大类。焊接钢管由钢带卷焊而成，依据管径大小，又分为直缝焊和螺旋焊两种。结构用无缝钢管分热轧和冷拔两种。

7.其他建筑钢结构的钢材制品还有花纹钢板、钢格栅板和网架球节点等。

花纹钢板是用碳素结构钢、船体用结构钢、高耐候性结构钢热轧成的菱形、扁豆形、或圆豆形钢板制品。

压焊钢格栅板是由负载扁钢作为纵条，扭绞方钢作为横条，在正交方向压焊于纵条，并有包边和挡边板的钢格板。

钢网架球节点分螺栓球节点和焊接球节点两大类。三、钢材选用1.钢材的牌号一般应在设计规范推荐的，不同强度级别的碳素结构钢Q235和低合金高强度钢Q345钢中选用，当有合理依据时，亦可选用强度更高的低合金高强度钢Q390钢或Q420钢。

《钢结构设计规范》GB 50017-2003中3.3.1规定,承重结构的钢材宜采用Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢,其质量应分别符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700和《低合金高强度结构钢》GB/T1591的规定。当采用其他牌号的钢材时,尚应符合相应有关标准的规定和要求。

《高层建筑民用钢结构技术规程》JGJ99-98规定，高层建筑钢结构的钢材，宜采用Q235等级B、C、D的碳素结构钢，以及Q345等级B、C、D、E的低合金高强度结构钢。其质量标准应分别符合我国现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）《低合金高强度结构钢》GB/T1591，当有可靠依据时可采用其他牌号的钢材。

《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102规定：

1用于承重的冷弯薄壁型钢、轻型热轧型钢和钢板，应采用现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700规定的Q235钢和《低合金高强度结构钢》GB/T1591规定的Q345钢。

2门式刚架、吊车梁和焊接的檩条、墙梁等构件宜采用Q235B或Q345A及以上等级的钢。非焊接的檩条和墙梁等构件可采用Q235A钢。当有根据时，门式刚架、檩条和墙梁可采用其它牌号的刚制作。

《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018规定：用于承重结构的冷弯薄壁型钢的带钢或钢板应采用符合现行国家标准《碳素结构钢》GB/T700规定的Q235钢和《低合金高强度结构钢》GB/T1591规定的Q345钢。当有可靠依据时可采用其他牌号的钢材，但应符合相应有关国家标准的要求。

2.钢结构构件所用钢材的性能与质量要求应考虑结构的重要性。荷载特征（是否承受动荷载）、连接方法（焊接或非焊接结构）、环境温度（是否低温工作）及钢材厚度等因素，正确合理的选用。

3.焊接承重结构不应采用Q235-A钢。

4.有抗震设防计算的承重钢结构，其钢材材性应符合下述要求：

1）钢材的屈强比，即抗拉强度与屈服强度之比不应小于1.2；

2）钢材应有明显的屈服台阶，且延伸率（δ5）应大于20%；

3）具有良好的可焊性及合格的冲击韧性。

5.设计安全等级为一级的工业与民用建筑钢结构及抗震设防类别为甲级的建筑钢结构，其主要承重结构（框架、大梁、主桁架）钢材的质量等级不宜低于C级，必要时还可要求碳当量（Ceq）的附加保证。

6.重要承重钢结构（高层或多层钢结构框架等）的焊接节点，当截面板件厚度t≥40mm，并承受板厚方向拉力（撕裂作用）时，该部位或构件的钢材应按《厚度方向性能钢板》GB5313的规定。附加保证断面收缩率（分Z15、Z25、Z35级别），一般可按Z15或Z25两级选用。

7.高层钢结构或大跨度钢结构等的主要承重焊接构件，其板材应选用符合《建筑结构用钢板》GB/T19879-2005标准规定的Q235GJZ钢或Q345GJZ钢，当所用板材厚度，大于等于40mm并有抗撕裂方向性能要求时，该部位钢材应选用标准中保证方向性能的Q235GJZ钢或Q345GJZ钢。

8.在室外侵蚀性环境中的承重钢结构构件，可选用《焊接结构用耐候钢》GB4172要求的耐候钢。承重钢结构选用耐候钢时，其表面仍应进行除锈与涂装处理。

上述都是建筑钢结构的主要用钢。以钢材制作为主的结构,是主要的建筑结构类型之一。钢材的特点是强度高、自重轻、刚度大，因此钢结构特别适于建造跨度大和高度高、荷载大的结构也最适用于可移动，有拆装要求的结构；材料塑性和韧性好，在超载情况下不会发生断裂，承受较大变形，能很好地承受动力荷载；材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定；工业化生产程度最高，制造精度高，施工方便，周期短；其缺点是耐火性和耐腐性较差。主要用于重型车间的承重骨架、受动力荷载作用的厂房结构、板壳结构、高耸电视塔和桅杆结构、桥梁和库等大跨结构、高层和超高层建筑等。钢结构今后应研究高强度钢材，大大提高其屈服点强度；由于钢结构的这些特点,它将会在建筑方面占有很重要的地位。

参考文献:

[1]《钢结构设计规范》—GB50017-2003.

[2]《低合金高强度结构钢》—GB/T1591-2008.

[3]《碳素结构钢》—GB/T700-2006

[4]《建筑结构用钢板》—GB/T 19879-2005

[5]《桥梁用结构钢》—GB/T714-2008

[6] 《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002

[7] 《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018—2002

[8] 《高层建筑民用钢结构技术规程》JGJ99-98

钢结构第2篇

钢结构件的防火方法主要有涂料保护、防火板保护、混凝土保护、柔性卷材保护、无机纤维保护、结构内通水冷却保护等。其中，涂刷防火涂料施工方便、重量轻、成本低、不受构件几何形状限制，应用范围最广，效率最高。

要使钢结构材料在实际应用中克服防火方面的不足，必须进行防火处理，其目的就是将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的极限范围。防止钢结构在火灾中迅速升温发生形变塌落，其措施是多种多样的，关键是要根据不同情况采取不同方法，如采用绝热、耐火材料阻隔火焰直接灼烧钢结构，降低热量传递的速度推迟钢结构温升、强度变弱的时间等。但无论采取何种方法，其原理是一致的。防火涂料就是一种近年来比较先进的防火技术措施。

二、钢结构防火涂料防火原理及组成

钢结构防火保护的原理是采用绝热或吸热的材料阻隔火焰直接灼烧钢结构，降低热量向钢材传递的速度，推迟钢结构温升和强度减弱的时间。根据《钢结构防火涂料》(GB14907—2002)，钢结构防火涂料定义为施涂于建筑物及构筑的钢结构表面，能形成耐火隔热保护层以提高钢结构耐火极限的涂料。目前，国内外钢结构防火涂料主要有基体树脂、催化剂、成碳剂、发泡剂等组成。

1.基体树脂

基体树脂与其它组分配伍，既保证了涂料在正常条件下具有各种使用功能，又能在火焰灼烧或高温条件下具有难燃性和优良的膨胀发泡性能。通常情况下，丙烯酸树脂防火涂料的炭化层质量较高，故通常采用丙烯酸树脂作为主成膜物，并对其进行改性，以提高涂料的整体效果。

2.催化剂

催化剂是一种能在一定条件下分解出磷酸的物质，分解出的酸使多元醇脱水，从而使之形成不易燃的三维空间结构的炭化层。通常，磷酸三聚氰胺的水溶性较聚磷酸胺小，且兼具催化和发泡双重功效，目前主要选用磷酸三聚氰胺为催化剂。

3.成碳剂

成碳剂是涂层在高温下形成不易燃三维空间结构的泡沫碳化层的物质基础，对泡沫炭化层起骨架作用。成碳剂在分解温度上要和催化剂相匹配，当采用聚磷酸胺作催化剂时就应用热稳定性高的含高碳多羟基化合物作成碳剂，如季戊四醇、二戊季醇超薄型防火涂料用于广东大亚湾核电站厂房屋架上已达十几年之久，仍可正常使用。但其缺点是施工时气味大、涂层易老化，淀粉等。使用淀粉做成碳剂，涂层的耐水性问题不易解决，而二季戊四醇由于其价格原因，在国内也很少使用，目前国内普遍采用季戊四醇作为防火涂料的成碳剂。

4.发泡剂

膨胀型防火涂料只有在发泡剂的作用下，才能在高温火焰下产生膨胀层。发泡剂遇火分解并释放出氨、水、二氧化碳、卤化氢等不燃性气体，使涂层在到达软化点的情况下发泡膨胀，形成海绵状结构。

三、存在的技术问题

1.耐久性

由于厚型防火涂料存在自重大，装饰性差，因此只能应用在某些对外观要求不高的室外钢结构。广泛应用的是薄型和超薄型钢结构防火涂料，特别是超薄型。此两类涂料所使用的主要原料聚磷酸铵、三聚氰胺和季戊四醇均耐水性不良，存在随着环境、时间等溶出、分解、降解和老化等问题，因此，此类涂料必定会随着时间的推移防火性能有所下降，而目前还没有找出一种评定防火涂料耐久性的方法。检测报告所给出的耐火极限是涂料涂后保养1至2个月的检验结果，但火灾的发生是不可预测的，火灾可能是在涂料涂后的1年，也可能在涂后的10年发生，因此膨胀型防火涂料最主要的就是耐久性问题。

2.安全性

目前的膨胀型钢结构防火涂料遇火有可能释放出氨、HCN、卤化氢、一氧化氮、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳、氯、溴等有毒有害气体。如果这些气体的浓度超过了人体忍受极限，便会对未逃离火场的人员以及消防人员造成危害。

3.生产、施工

国内多数钢结构防火涂料生产企业的规模不大，生产工艺流程自动化水平不高，有部分企业还处于手工作坊式在操作，不少产品的配方工艺大同小异，对专用于防火涂料的原料研究不够，对原材料的检测、控制不够，生产过程的检测手段不全，施工设备有待改进提高，与防锈漆的配套性也不能进行严格的检验。

4.测试方法

钢结构防火涂料作为一类功能性涂料，其性能主要有理化和耐火两方面组成。同样耐火极限的防火涂料因其应用环境不同、受火类型不同，对基材的保护作用也就不同。

5.检测标准方面

GB14907-2002《钢结构防火涂料》对同种防火涂料只规定一种涂层厚度的检验报告，而实际工程中由于钢梁、钢柱、钢楼板规范所要求的耐火极限各不相同，例如室内厚度为2mm的超薄型防火涂料检测报告出具耐火极限为1.5h，实际工程要求钢梁、钢板、钢柱耐火极限分别为1.5h、1.0h、2.0h。对钢板、钢柱应采用何种厚度的防火涂料进行保护，目前无论从理论界或是实际工程均缺乏相应的研究。

6.检测标准构件与实际工程构件的差异性

耐火极限检验中使用的基材是Q235的标准I36b或I40b热轧普通工字钢梁，而实际工程运用中，钢构件的截面尺寸各种各样。检验报告中描述的钢梁与实际工程中的钢构件并无完全的对应关系，实际使用的钢构件和标准钢梁间应该如何进行换算，如何确定实际使用的钢构件的涂层厚度，国家尚无规定。

四、相应对策

1.对钢结构建筑进行科学的防火保护

目前，我们通常使用的方法有：钢结构表面喷涂防火涂料；用现浇混凝土作外包层；钢构件内充水等，其中应用最为广泛的是钢结构表面喷涂防火涂料。

2.加大宣传培训教育的力度

防火工程造成的火险隐患原因是多方面的，但很重要的一个原因是思想认识不到位，轻视火灾预防，对违规施工存在侥幸心理。消防部门应利用报纸、广播等形式广泛宣传钢结构阻燃处理的重要性和必要性，适时组织设计、施工单位进行消防培训，提高设计、施工人员的业务理论水平和执法守法意识。3.加强对防火涂料市场的规范管理

凡是防火涂料的生产厂家必须有国家检测机构检测合格的报告，方准出厂销售，并应附有使用说明书，标明技术性能、制造批号、储存期限、适用范围；消防监督部门应对每批防火涂料进行出厂前的质量抽检，并检验其包装、标贴、说明等是否符合规定要求。对于防火涂料的施工单位，明确要求持有相关施工资质。

4.严把审核关

在受理钢结构审核项目时，要求设计单位在图纸中明确建筑物的使用性质、耐火等级、火灾危险性分类、生产工艺流程、防火涂料的施工方法等消防设计内容。承担消防工程的施工单位应具有相应的资质，并在施工前将施工方案报消防部门审核。对于设计不全、无施工方案的，消防部门可以下发不受理通知单并注明不受理的理由。

5.正确选用防火涂料品种

目前市场上防火涂料的品种繁多，其防火性能也不尽相同。不能把组成、制造工艺、质检方法和标准以及施用技术等方面存在明显不同的饰面型防火涂料用于保护钢结构；对钢结构防火涂料应根据钢结构耐火极限要求选用不同的防火涂料：耐火极限不超过1h时，可选用超薄型或薄型防火涂料；耐火极限不超过2.5h时，可选用薄型或厚浆型防火涂料；耐火极限在2.5h以上时，应选用厚浆型防火涂料。部位且装饰效果要求高时，如屋顶承重构件可选用超薄型防火涂料，的柱及网架构件则可选用薄型涂料，隐蔽部位选用厚浆型涂料。不能将技术性能仅满足于室内钢结构防火涂料标准要求的产品未加技术改进就用于保护室外钢结构，露天钢结构防火涂料的选用应考虑其耐水、防冻、防腐等因素，只有这样，才能真正发挥涂料的防火性能。

6.及时进行施工现场检查

防火涂料工程施工较快，加强对施工现场的监督检查非常重要。通过施工现场检查，可以掌握施工队伍的情况、工程的进度、施工质量和产品质量。只有实地检查，才能发现隐患并及时督促整改，避免不必要的损失。有条件的地方，还可以从施工现场取样并对样品进行热性能分析、比较、检验，确保工程质量。

7.严格验收标准

在工程竣工验收前，消防部门应让建设、施工、监理单位出具质量检测报告，掌握工程施工情况。在工程验收时，不仅要重视消防设施的验收，还应把钢结构防火涂料的验收放在重要位置。消防监督人员不仅要眼看、手摸，还应配置测厚仪等必要的检测设备。对于施工质量达不到要求的，该返工的要返工，该处罚的处罚，确保钢

结构消防工程的质量，从根本上消除钢结构工程存在的火灾隐患。

五、结束语

由于钢结构防火涂料是如今乃至未来社会很有发展前途的一类产品，只有检验机构、生产、设计、施工、监理和消防监督部门联手共同努力，才能使我国的防火涂料领域健康、有序发展。

钢结构第3篇

[关键字]：型钢、梁柱节点、钢筋、套筒、连接板

中图分类号：TU391 文献标识码： A

一、工程概况

中粮・成都大悦城施工总承包工程项目位于成都市武侯区大悦路。占地面积约68000O，总建筑面积约313758O，其中地下室三层（局部两层）建筑面积约166598O，地上六层（局部三层）建筑面积约147160O，项目包含一栋33层塔楼（一期只施工至地上6层）和一栋6层裙楼。地下室主要功能为车库、设备及配套服务用房，其中地下三层及地下二层局部为平战结合的人防工程；地上部分主要功能为零售商业、餐饮、电影院、KTV、电玩城、儿童乐园、室内商业步行街及办公楼等。

本工程整个地下室连为一体，在地下室顶板处有局部下沉广场，整个结构在地下室顶板以上设缝，地上分为A、B、C、D、E共5个结构单元。A、B、C、D结构单元为裙房部分，采用钢筋混凝土框架结构，局部框架梁、柱采用型钢混凝土结构，局部大跨梁采用型钢预应力混凝土梁；E结构单元为塔楼部分，采用框架-核心筒结构，框架柱在下部采用型钢混凝土柱，在上部采用普通混凝土柱， 主楼核心筒边缘构件局部位置在下部配置构造型钢。

二、工程特点分析

本工程为大型商业综合体，异形结构多、跨度大、转换结构多，型钢柱、型钢梁分布广，整个工程共有型钢柱165根，型钢梁142根，局部跨度达到12m的转换梁采用型钢预应力混凝土梁。型钢梁梁柱钢筋密集，局部梁面筋多达四层，节点钢筋连接复杂。针对复杂型钢梁柱节点，规范要求梁钢筋与型钢柱的连接采用连接板或套筒连接，若单独使用套筒或连接板的单一连接方式，遇到多层梁钢筋同时与型钢柱连接时，现场操作面间隙狭窄，施工难度大、钢筋连接质量难以保证。

三、确定施工方法

1、工程特点

（1）本工程为大型商业综合体，单层面积大、异性结构多。

（2）本工程跨度大、转换结构多，型钢柱、型钢梁、预应力梁较多。

（3）本工程梁柱配筋较大，钢筋密集、层数多，局部柱配筋达78根32的钢筋，梁配筋达上下各28根直径32的钢筋，钢筋间距较小。型钢梁柱节点位置钢筋连接复杂，特别是预应力梁和多节点梁柱节点位置，多个方向梁钢筋叠加，钢筋层数最多达10层。

2、钢筋与钢结构综合连接技术

为了提高现场可操作性，降低施工工艺难度，减少钢筋搭接接头数量，降低成本，节约工期。针对大悦城项目实际情况，经过设计院多次复核后，最后决定复杂型钢梁柱节点钢筋采用“钢筋与钢结构综合连接技术”。即在普通套筒连接和连接板连接的基础上根据现场实际情况，在满足国家规范及相关技术规程的要求下，针对不同的节点，提出具体的钢筋与钢结构连接方式。有效的避免了单一的套筒或连接板的连接方式的局限性。

“钢筋与钢结构综合连接技术”在充分利用了传统套筒连接和连接板连接的优点的基础上，避免了只采用套筒或连接板连接的单一连接方式导致现场施工操作面狭窄，施工难度大，钢筋连接质量难以保证等缺点。结合现场实际施工工艺和工人操作习惯，根据各个节点的钢筋排布情况，有针对性的提出“套筒与连接板相结合”、“腹板穿孔”、“梁加腋”、“增加传力板”等多种连接方式相结合的综合连接技术。

“钢筋与钢结构综合连接技术”充分利用了各种钢筋连接方式的优点，提高了现场可操作性，降低了施工工艺难度，减少了钢筋搭接接头数量，保证了钢筋与钢结构的连接质量，降低了综合成本，节约了工期，取得了一定的经济效益。

四、钢筋与钢结构综合连接技术

1、单排梁钢筋与型钢柱连接

1）连接板连接

当梁钢筋为单排钢筋排布时，操作空间较大，根据规范要求，梁钢筋与型钢柱可采用连接板连接，双面焊5D（“D”为钢筋公称直径，下同），具体连接方式示意详图1。

图1 套筒连接示意图 图2 连接板连接示意图

2）套筒连接

当梁钢筋为单排钢筋排布时，操作空间较大，根据规范要求，梁钢筋与型钢柱也可采用套筒连接。具体连接方式示意详图2。

3）连接板与套筒综合连接

当梁钢筋两端同时与型钢柱连接时，若两端同时采用套筒连接，因现场型钢柱已安装就位，要实现钢筋两端均能拧进套筒，则必须是该根钢筋在搭接区段断开，采用搭接的形式。但大部分与型钢柱连接的梁钢筋直径较大、根数较多。GB50010-2010《混凝土结构设计规范》中第8.4条规定：“轴心受拉及小偏心受拉的纵向受力钢筋不得采用绑扎搭接；其他构件中的钢筋采用绑扎搭接时，受拉钢筋直径不宜大于25mm，受压钢筋直径不宜大于28mm”，且同一搭接区段内接头数量不得超过50%。因此当梁钢筋两端同时与型钢柱连接时，为避免大直径钢筋出现搭接接头，减少搭接接头数量，可采用一端用套筒连接，另一端用连接板连接，也可两端都采用连接板连接。具体连接方式示意详图3及图4。

图3 一端连接板连、一端套筒连接示意图 图4 两端均为连接板连接示意图

采用连接板与套筒综合连接时，因两端型钢柱已安装就位，考虑到型钢柱定位误差，为防止钢筋尺寸出现偏差而导致钢筋与连接板焊接长度无法满足5d的要求，或钢筋过长现场无法安装，因此梁钢筋应根据现场实际量取尺寸下料。

2、两排及以上梁钢筋与型钢柱连接

1）奇数排连接板连接，偶数排套筒连接

当梁钢筋为两排及以上时，若钢筋都使用连接板连接，下排钢筋的连接点会被上排钢筋的连接板挡住，箍筋与连接板或套筒位置冲突，焊接操作空间狭小，焊接质量难以保证。为保证钢筋连接质量，此时采用奇数排钢筋连接板连接，偶数排钢筋套筒连接的方式，能够有效增大钢筋与连接板焊接时的操作空间。具体连接方式示意详图5。

图5 多排梁钢筋与型钢柱连接示意图

2）多排密集排布钢筋综合连接技术

当梁钢筋为多层且排布较密集时，若钢筋全部采用上述连接方式，往往会出现钢筋间距过小，无法满足规范要求，此时应尽量减少梁纵筋与型钢柱翼缘的连接数量，能从翼缘两侧穿过梁纵筋的尽量直接锚入柱子，并根据提前深化的钢筋排布在型钢柱翼缘上开孔（腹板开孔面积不得超过腹板总面积的25%），钢筋从孔中穿过锚入柱子另一侧，连续梁能拉通的尽量拉通。梁筋穿钢柱腹板时，存在多个方向的钢筋同时穿孔，为避免钢筋穿孔位置冲突，各个方向的梁钢筋在腹板上的穿孔位置标高应相互错开，腹板开孔外径标高净间距宜为5mm。具体连接方式示意详图6。

图6 多排密集排布钢筋综合连接示意图

3、斜梁钢筋与型钢柱连接

本工程局部位置存在梁与柱在水平面上不是正交，部分梁钢筋与型钢柱是斜交，若使用套筒连接，套筒精度必须保证与梁的角度一致，要求套筒焊接时精度很高，工厂焊接斜向套筒式，由于受焊接应力影响，套筒焊接角度很难保证。为避免此处因误差而导致梁钢筋无法与型钢柱连接，梁钢筋与型钢柱采用连接板连接。具体连接方式详图9。

图7 斜梁钢筋与型钢柱连接示意图

4、柱纵筋与型钢梁连接

当柱纵筋被钢梁挡到时和箍筋被钢梁牛腿挡到时，纵向钢筋尽量避开，如无法避开可以将该处钢筋打断，但需在相应钢梁位置处增加套筒连接，增加加劲传递板，箍筋可焊在加劲板上，如下图所示：

图8 柱纵筋与型钢梁的连接示意图

5、型钢混凝土梁与普通钢筋混凝土梁的连接

与型钢梁连接的普通钢筋混凝土梁一般为次梁，因其操作空间相较于型钢梁柱节点处较大，钢筋层数及根数较少，操作简便，往往容易被忽视，随意施工，这也成为工程质量及结构安全的重大隐患。普通混凝土梁钢筋与型钢梁连接节点是一个不容忽视的节点，此处梁面筋能拉通尽量拉通设置，若遇边梁或变标高位置可考虑梁面筋在型钢梁外侧向下弯锚15D。梁底角部钢筋可在型钢梁腹板上开孔穿过直锚。其余钢筋靠近腹板弯锚。与型钢梁连接的普通混凝土梁钢筋具体连接方式详图9。

图9 与型钢梁连接的普通混凝土梁钢筋连接示意图

6、复杂型钢梁柱节点钢筋验收

复杂型钢梁柱节点钢筋连接作为主体结构过程中的重点控制项目，钢筋连接形式、锚固长度、与连接板的焊接质量、拧进套筒的丝口长度等做为验收的主要控制项目。如果节点钢筋按照常规要求，待所有梁板钢筋绑扎完成后一起验收，若局部不满足要求需要整改，因钢筋与型钢连接基本都是焊接，整改难度较大。因此在施工过程中，提前对钢结构安装进度进行验收，提高钢结构安装精度。严格实行“三检制”，复杂型钢柱梁柱节点钢筋单独组织验收，验收合格后才能开始大面积梁板钢筋绑扎。

五、结束语

劲性结构钢筋与钢结构综合连接，作为主体结构施工过程中的控制重点，施工过程中必须加强对钢结构的安装精度控制，提前深化各个节点钢筋排布，钢筋待钢结构安装就位后现场量取尺寸下料。本工程根据各种类型钢梁柱节点钢筋连接的不同情况，根据相应国家规范及技术规程，针对各个节点制定具有针对性的处理方式，采取了劲性结构钢筋与钢结构综合连接技术有效地降低了施工工艺难度，保证了复杂型钢梁柱节点钢筋连接的可靠性，取得了一定的经济效益。并将型钢梁柱节点单独组织验收，完善隐蔽资料，保证了复杂型钢节点的钢筋施工质量，结构安全性和可靠性得到了有力保障。

参考文献：

[1]GB50010-2010 [混凝土结构设计规范].

钢结构第4篇

某钢结构转运站,根据功能和环境要求,需要上料专业提供皮带、皮带机驱动、滚筒、落煤管、起吊设施及排水管等,暖通专业提供除尘器及其相关设备,电气专业提供盘柜及电缆桥架等。要求明确结构空间、荷载大小及位置、设备运行工况。

2、设计基本数据

转运站为乙类建筑物,一般无特殊要求时设计使用年限为50年。首先需明确工程抗震设防烈度,设计地震分组,场地类别,并确定抗震等级。根据工程建筑物使用年限,获知相应基本风压,地面粗超度类别,基本雪压。屋面设计活荷载0.7kN/m2,皮带机头部楼面活荷载10kN/m2,除尘间及楼梯间楼面活荷载5kN/m2。需确定结构使用材料钢材等标号;确定楼板形式为现浇板还是预制板,是否有压型钢板底模;了解建筑装修方案,即楼面屋面的面层、顶棚、围护材料。

3、钢结构设计要点

3.1 荷载分类

(1)结构自重DL,分项系数1.2或1.35,组合系数,1.0,重力代表值系数1.0。

(2)屋面活荷载及雪荷载RL。屋面荷载,计算框架折减系数0.8,分项系数1.4,组合值系数0.7,重力代表值系数0。雪荷载,sk=μrs0,计算框架不折减,分项系数1.4,组合值系数0.7,重力代表值系数0.5。屋面活荷载和雪荷载不同时作用,取其中大值。

(3)楼面活荷载FL:皮带机头部,计算框架折减系数0.8,分项系数1.,3,组合值系数1.0,重力代表值系数0.7。

楼梯间、除尘间,计算框架折减系数0.7,分项系数1.4,组合值系数0.8,重力代表值系数0.7。

(4)长期作用在结构上的设备荷载LL,为活荷载,计算框架时不考虑动力系数超载系数,算次梁根据工艺专业要求考虑超载系数及动力系数,分项系数1.3,组合值系数1.0,重力代表值系数1.0。

(5)检修时起吊荷载DGL,为活荷载,计算框架不考虑动力系数超载系数,算次梁根据工艺专业要求考虑超载系数及动力系数,分项系数1.3,组合值系数1.0,重力代表值系数γ为只考虑起吊设施自重。

(6)风荷载W(WX/WZ),风荷载标准值计算wk=βzμsμzβz,体型系数取1.3。分项系数1.,4,组合值系数0.6。

(7)地震荷载E（EX/EZ）,重力代表值取值:

无雪荷载:GK=1.0DL+0.7FL+1.0LL+γDGL。

有雪荷载:GK=1.0DL+0.7FL+1.0LL+γDGL+0.5RL。

(8)偶然荷载,根据工艺提资取用。

3.2 主体结构布置原则

结构布置需服从工艺布置,满足设备的运行空间。结构体系宜有多道防线,两个主轴方向动力特性宜接近,质量、刚度布置宜对称、均匀。明确结构内力传递途径,计算模型尽量符合实际受力情况。结构的传力路线越直短,受力越合理,结构性能越好。

支撑布置角度为30°～60°,为提高支撑刚度,支撑尽量布置剪刀撑,在空间有限制的门洞处布置人字撑或门型撑,在柱距较小处布置K型撑。一般柱脚铰接,柱强轴方向与梁刚接,弱轴方向与梁铰接。当铰接柱脚无法达到指标要求时,采用刚接柱脚。

3.3 荷载组合

地震作用不与风荷载、软钩吊车荷载同时作用。地震工况下的RL为雪荷载,非地震工况下, RL采用雪荷载和屋面活荷的大值。有偶然荷载作用时,加入下列组合中。

用于内力计算的基本组合（γG一般情况采用1.2,当对结构有利时取用1.0）:

γGDL+1.30FL+1.4RL+1.3LL+1.3DGL±0.84W

γGDL+1.30FL+0.98RL+1.3LL±1.4W

γGDL±1.40W

γGDL+1.30FL+0.98RL+1.3LL+1.3DGL

γGDL+1.20FL+1.2RL+1.2LL±1.3E+1.2*γDGL

用于变形计算的标准组合

1.00DL+1.00FL+1.0RL+1.0LL+1.0DGL±0.6W

1.00DL+1.00FL+0.7RL+1.0LL+1.0DGL

1.00DL+1.00FL+1.0RL+1.0LL±E+γDGL

一般转运站高度未达到高层,上述组合不包括风荷载控制的作用的组合。

3.4 设计指标

满足钢材的强度设计值、结构和构件的变形规定值、足稳定性要求、抗震要求等

3.5 计算注意事项

《高层民用建筑钢结构技术规程》对于计算方案的规定,对于有支撑的结构,且u/h≤1/1000,按有效长度法验算。对于无支撑的结构和u/h＞1/1000的有支撑的结构,应按能反映二阶效应的方法验算结构的整体稳定。（u按一阶线性弹性计算所得的质心处层间侧移;h楼层层高）。根据经验,若u/h＞1/300,按照有侧移方案计算。

为保证地震力计算不偏小,通过增加振形数使控制质量参与系数≥90%。振形数为3的倍数。为保证强柱弱梁,强节点弱构件,强剪弱弯,钢框架节点要满足规范要求。

4、结语

目前国内火电厂采用钢结构转运站较少,但是在抗震设防烈度高于8度时,或在混凝土施工技术不成熟的国家,钢结构转运站得到较广泛的应用。希望本文的阐述为该类型结构设计提供有价值参考。

参考文献

钢结构第5篇

一、 钢结构建筑的发展历史及现状

钢结构建筑的发展可以追溯到十八世纪末的英国。一百年后法国工程师埃菲尔建造了著名的铁塔，人们也开始尝试建造钢结构的独户住宅，从此钢结构建筑彻底改变了以往建筑造型的模式，建筑设计的理念与方法亦随之改变。早期的钢结构仅是部分构件、配件用铸铁、熟铁制成，到了19世纪80年代结构型钢的出现加快了钢结构在建筑工程中的发展，使钢结构建筑在20世纪60年代实现了其第二次理论和实践的飞跃与创新的发展。

我国自1949年全国解放后，钢结构就在大跨重型工业厂房、大型公共建筑和高耸结构中得到了应用。近年来，伴随着中国市场经济的发展，建筑钢结构产品迅速发展，尤其是国外技术和新产品的引进，钢结构品质的提高，价格的降低，使钢结构在厂房、仓库、机场等建筑上广泛运用，继而推广到住宅、公共建筑、大跨度的体育场馆等方面。

目前，钢结构建筑在国内得到了空前的发展，主要可以分为如下几类：

（一） 高层重型钢结构

高层钢结构建筑是一个国家经济实力和科技水平的反映，又往往被当作一个城市的标志性建筑。从20世纪80年代至今我国已建成多幢高层钢结构建筑。上海环球金融中心（101层、高492米、用钢量6.5万吨），是中国大陆最高的建筑。

（二） 大跨度、空间钢结构（包括膜结构）

近年来，以网架和网壳为代表的空间结构继续大量发展，不仅用于民用建筑，而且用于工业厂房、候机厅、体育馆、大剧院、博物馆等。无论在使用范围、结构形式、安装施工工法等方面均具有中国建筑结构的特色。如杭州、成都、西安、长春、北京、上海、武汉、济南、郑州等地的飞机航站楼、机库、会展中心等建筑，都采用圆钢管、矩型钢管制作为空间桁架、拱架及斜拉网架结构，其新颖和富有现代特色的风格使它们成为了所在城市的标志性建筑。

（三） 轻钢结构

轻钢结构是相对于重钢结构而言的，其类型有门式钢架、拱型波纹钢屋盖结构等，用钢量（不含钢筋用量）一般为每平方米约30公斤。门式钢架房屋跨度一般不超过40米，个别达到70多米，单跨或多跨均用。单层为主，也可用于二层或者三层建筑。门式钢架和拱型波纹钢屋架都有相应的设计施工规程、专用软件和通用图集。

（四） 钢-混凝土组合结构

钢-混凝土组合结构是充分发挥刚辞和混凝土两种材料各自优点的合理组合，不但具有优良的静、动力工作性能，而且能大量节约钢材、降低工程造价和加快施工进度，同时，对环境污染也较小，符合我国建筑结构发展的方向。深圳赛格广场大厦，高291.6米，属世界最高的钢-混凝土组合结构。

二、钢结构建筑的优点及面临的问题

（一）钢结构的优点

钢结构是用钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢制造而成的，和其他材料的结构相比，钢结构有无可比拟的优越性。主要体现在以下方面：

1、 材料的强度高，塑性和韧性好。

钢材和其他建筑材料诸如混凝土、砖石和木材相比，强度要高得多，因此，特别适用于跨度或荷载很大的构件和结构。钢材还具有塑性和韧性好的特点。塑性好，结构在一般条件下不会因超载而突然断裂；韧性好，结构对动力荷载的适应性强。良好的吸能能力和延性还使钢结构具有优越的抗震性能。

2、 材质均匀、与力学计算的假定比较符合。

钢材内部组织比较接近于匀质和各向同性，而且在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的。因此，钢结构的实际受力情况和工程力学计算结果比较符合。钢材在冶炼和轧制过程中质量可以得到严格控制，材质波动的范围小。

3、 钢结构制造简便，施工周期短。

钢结构所用的材料单纯而且是成材，加工比较简便，并能使用机械操作，因此，大量的钢结构一般在专业化的金属结构厂做成构件，精确度较高。构件在工地拼装，可以采用安设简便的普通螺栓和高强度螺栓，有时还可以在地面拼装和焊接成较大的单元再行吊装，以缩短施工周期。此外，对已建成的钢结构也比较容易进行改建和加固，用螺栓连接的结构还可以根据需要进行拆迁。

4、 钢结构的重量轻

钢材的密度虽比混凝土等建筑材料大，但钢结构却比钢筋混凝土结构轻，原因是钢材的强度与密度之比要比混凝土大得多，以同样的跨度承受同样的荷载，钢屋架的重量最多不超过钢筋混凝土屋架的1/3至1/4，冷弯薄壁型钢屋架甚至接近1/10，为吊装提供了方便条件，对于需要远距离运输的结构，如建造在交通不便的山区和边远地区的工程。重量轻也是一种重要的有利条件。

5、 管线布置方便

在钢结构的结构空间中，有许多孔洞和空腔，而且钢梁的腹板也允许穿越小于一定直径的管线，这样使管线的布置较为方便，也增加了建筑的净高，而且管线的更换。修坝都为方便。

（二）钢结构建筑设计所面临的问题

钢结构建筑有点很多，但钢材的耐腐蚀性和耐火性较为欠缺。钢结构建筑的防火。防腐是目前所面临的主要问题。

1、 钢结构建筑的防火问题

钢材虽为非燃烧材料，但钢不耐火，温度为400度时，钢材的屈服强度将降至室温下强度的一半，温度达到600度时，钢材基本损失全部温度和刚度，因此当建筑采用无防火保护措施的钢结构时，一旦发生火灾，很容易使建筑损坏。比如美国世贸中心大楼外墙是排列很密的钢柱，外面包以银色铝板，在美国911事件中两个塔楼分别受飞机撞击后所产生的大火使钢材软化，最终导致大楼倒塌。所以重要的结构必须注意采取防火措施。目前常用的防火措施，一是采用进口的新型防火板―保全板；二是根据钢结构的部位不同分别采用厚型或薄型的防火涂料，并且露明部位涂装饰漆。

2、 钢结构建筑的防腐问题

钢材如果长时间暴露在室外受到风雨等自然力的侵蚀，必然会生锈老化，其自身承载力会下降，建筑的美观也会受影响。因此防腐问题也是钢结构建筑设计需要解决常见问题，目前的做法主要是涂刷防腐涂料。然而现在虽然有各种不同类型的防腐涂料，可较为有效的防腐涂料还需外国进口。

钢结构第6篇

国内规模最大、也是首家上市的钢结构企业――杭萧钢构董事长单银木介绍，钢结构具有自重轻、强度高、安装容易、施工周期短、工业化程度高、抗震性能好、投资回收快、环境污染少、外形美观等综合优势。与钢筋混凝土结构相比，更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势，是环保型和可再次利用的。

以前我国的钢材紧缺，技术水平低导致钢结构造价昂贵。随着钢材产量和质量的持续提高，其价格正逐步下降，钢结构造价也相应有较大幅度的降低。

我国钢结构建筑在起步阶段自主研发能力相对落后，核心技术受制于人。为了从根本上改变这种局面，杭萧钢构建立了研究设计中心、理化试验中心、材料力学中心、CAD计算机辅助设计系统、计算机网络管理系统。自1997年聘请了国内知名钢结构专家魏潮文教授为技术顾问起，筑巢引凤，广纳人才，吸引了一大批知名钢结构专家加盟。目前，由200多名专家、教授、一级注册结构工程师、一级注册建筑师等中高级职称以上的科技人员成为企业的中流砥柱和设计、制造、安装一条龙的技术核心堡垒，获得了13项国家专利等大批科研成果。

2001年，杭萧钢构率先自主开发，将矩形钢管砼结构技术应用于多、高层建筑，并成功地在杭州瑞丰国际商务大厦、武汉民生银行大厦、台州广电中心等多、高层、超高层建筑中进行应用，取得了良好的经济效益和社会效益。

值得一提的是，以往的钢结构虽然有着诸多优势，但却落下了不耐热的致命伤。杭萧钢构经过3年试验和测算，改进后的矩形钢管混凝土柱结构，融合了钢和混凝土两者优势，既抗震又耐火。

限制钢结构行业发展的瓶颈之一是行业标准的缺乏。杭萧钢构通过杭州瑞丰大厦的施工实践，设计了计算机软件开发、进行了构件的节点试验研究，最终建立了这套填补国内空白标准的高层建筑《矩形钢管混凝土组合结构技术规程》。1998年起，杭萧参与了国家和地方的12部钢结构行业规范、标准的制定，为提高中国工程建设标准化作出了贡献。

早在1998年，杭萧钢构就通过了ISO9002国际质量体系认证，成为全国首批建筑钢结构定点企业。在生产环节上，该公司的主要质量内控标准均高于国家指标。钢结构主要构件是钢柱，实行“工厂化制造，现场安装”。公司从国外引进10多条电脑数控专业流水线，在整个加工制作流程中，用计算机控制关键工序，既加快了下料和组装的速度，减轻了劳动强度，又提高了焊接质量。为了确保安装质量，公司连一颗螺丝钉也要采用世界一流的产品。

钢结构第7篇

关键词：钢结构 加固

随着科技的发展新型材料的运用越来越广泛，以钢结构为主体的建筑，成为发展的主流，近年来，钢结构更加广泛应用于公共建筑中，我国目前不仅能生产各种类型的建筑钢材，同时钢材生产的新技术、新工艺、新产品日益也增多，如彩钢压型板、彩钢复合板、彩钢扣板、拱形厂房及彩钢制品等的生产，使建筑结构充满现代化时代气息，实际证明钢结构建筑在我国更具有广阔的发展前景。

一、钢结构加固的主要依据

《钢结构工程施工质量验收规范》（GB50205-2001）

《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002、J218-2002）

《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ99-98）二、钢结构的材料事故

1、钢结构的材料事故是指由于材料本身的原因引起的事故。钢结构所用材料包括钢材和连接材料两大类。影响钢材性能的主要因素有有害化学成分超标、冶金轧制缺陷、硬化使钢材的塑性和韧性降低、应力集中以及温度过高或过低等。引发钢结构材料事故的常见因素有钢材质量不合格、螺栓质量不合格、焊接材料质量不合格、设计选材不当、制作安装工艺不合理、母材与焊接材料不匹配、随意混用或替代材料等。

2、材料事故的处理方法：因地制宜的选用合适的材料，严禁使用不合格材料；选择恰当的施工工艺，严格按照设计与相关规范进行制作、安装。并实际使用中进行定期检查和维修。

三、钢结构的变形事故

钢结构的变形包括：钢结构总体变形和局部变形；钢结构初始变形和加工制作中的变形。焊接主要总体变型，钢屋架倾斜弯曲事故，钢屋架方贤头超长质量事故，捍条承载力失效变形事故，轻钢屋。

四、钢结构的疲劳破坏事故

疲劳破坏就是微裂缝的萌生，缓慢扩展，和最终迅速断裂的过程。疲劳破坏的影响同素有：疲劳荷载，断裂韧性，应力幅；循环次邮构造细节。提高和改善疲劳性能的措施：正确选材，采用合理的构造细节，减小应力集中程度，严格控制施工质量，疲劳设计准则无限寿命设计，有限寿命设计，破损－安全设计。

五、钢结构的失稳事故

失稳概念：是指钢结构或构件丧失了整体稳定性书承载力极限状态的范围。失稳的类型及特点：整体失稳事故，局部失稳事故，平衡分岔失稳，极值点失稳，跃越失稳。当结构因抗拉强度不足而破坏时，结构呈现较大的变形，当结构因受压稳定性不足而破坏时，先前没有太大的变形，但呈现脆性变形，也是最危险的一种失稳。

失稳事故的处理与防范：强化稳定设计理念，制作单位应力求减少缺陷；施工单位应确保安装过程中的安全，使用单位应正常使用钢结构建筑物。

六、钢结构的锈蚀事故

1、钢结构的锈蚀的类型：钢结构的锈蚀类型有：化学锈蚀和电化学锈蚀。由于钢结构表面与周围介质直接起化学反应而产生的锈蚀围殴化学腐蚀。钢结构在存放和使用中与周围介质之间发生氧化还原反应而产生的腐蚀为电化学腐蚀。潮湿的空气、钢结构表面的显微组织、杂质分布不均、受力变形、表面平整度等，都是钢材锈蚀的主要因素。

2、钢结构腐蚀处理及防腐方法：(1)综合考虑厂房的整体布置，采用有利于自然通风的厂房布置方案,以降低有害物的含量。(2)尽可能选用含有适量合金元素的，耐大气腐蚀的低合金钢材和正确配套的涂料。(3)在结构选型上采用不易锈蚀的合理方案。(4)采用先进、科学的管理方法和合理的防腐措施。

七、钢结构的火灾事故

钢材本身不燃烧，却不耐高温，耐火性能差，跨度大、空间大，火灾蔓延迅速，整体连接性强，易变形倒塌。可采用：钢结构防火涂料、浇筑混凝土砌筑砖块法、充水法、轻质防火厚板包覆法及复合保护法等进行钢结构的防火措施。

八、钢结构加固的主要方法

减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时，亦可采用其它加固方法。

1、改变结构计算图形。改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固，改变结构计算图形的一般加固方法有：（1）对结构可采用：增加支撑形成空间结构并按空间结构验算、加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性、增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性、在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷、在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。（2）对受弯杆件可采用：改变荷载的分布，例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载、改变端部支承情况，例如变铰接为刚结、增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构、调整连续结构的支座位置、将结构变为撑杆式结构、施加预应力。等的改变其截面内力的方法进行加固。（3）对桁架可采取：增设撑杆变桁架为撑杆式结构、加设预应力拉杆的方法改变其杆件内力的方法进行加固。

2、加大构件截面的加固：采用加大截面加固钢构件时，所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。

3、连接的加固与加固件的连接：钢结构连接方法，即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择，应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件，并考虑结构原有的连接方法确定。钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接，有依据时可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时，应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。

钢结构第8篇

关键词：混凝土结构的加固 砌体结构的加固 钢结构加固

混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类，设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。

混凝土结构加固篇

一、直接加固的一般方法有：

1、加大截面加固法

在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层，可增加截面有效高度，扩大截面面积，从而提高构件正截面抗弯，斜截面抗剪能力和截面刚度，起到加固补强的作用。

在适筋范围内，混凝土弯变构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下，增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面，通过新加部分和原构件共同工作，可有效地提高构件承载力，改善正常使用性能。

加大截面加固法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验；适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固；但现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。

2、置换混凝土加固法

该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑物的净空，但同样存在施工的湿作业时间长的缺点；适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。

3、有粘结外包型钢加固法

外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边，外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法，即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构佣粘结成一整体，加固后的构件，由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高，因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。

该法也称湿式外包钢加固法，受力可靠、施工简便、现场工作量较小，但用钢量较大，且不宜在无防护的情况下用于600C以上高温场所；适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。

4、粘钢加固法

钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件承载力不足区段（正截面受拉区、正截面受压区或斜截面）表面粘贴钢板，这样可提高被加固构件的承载力，且施工方便。

该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活影响小，且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平；适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。

5、粘贴纤维增强塑料加固法

外贴纤维加固是用胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域，使它与被加固截面共同工作，达到提高构件承载能力的目的。除具有粘贴钢板相似的优点外，还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点，但需要专门的防火处理，适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。

6、绕丝法

该法的优缺点与加大截面法相近；适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固，或需对受压构件施加横向约束力的场合。

7、锚栓锚固法

该法适用于混凝土强度等级为C20~C60的混凝土承重结构的改造、加固；不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。

二、间接加固的一般方法有：

1、预应力加固法

（一）预应力水平拉杆固法

预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件，由于预应力和新增外部荷载的共同作用，拉杆内产生轴向拉力，该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上（当拉杆与梁板底面紧密贴合时，拉杆会与构件共同找曲，此时尚有一部分压力直接传递给构件底面），在构件中产生偏心受压作用，该作用克服了部分外荷载产生的弯矩，减少了外荷载效应，从而提高了构件的抗弯能力。同时，由于拉杆传给构件的压力作用，构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。

由于水平提杆的作用，原构件的截面应力特征由受弯变成了偏心受压，因此，加固后构件的承载力主要取决于压弯状态下原构件的承载力。

（二）预应力下撑拉杆加固法

钢筋混凝土构件采用预应力下撑式拉杆加固定后，形成一个由被加固构件和下撑式拉杆组成的复合超静定结构体系，在外荷载和预应力共同作用下，拉杆中产生轴向力并通过与构件的结合点（下撑点和杆端锚固点）传递给被加固构件，抵消了部分外荷载，改变了原构件截面内力特征，从而提高了构件的承载能力。

该法能降低被加固构件的应力水平，不仅使加固效果好，而且还能较大幅度地提高结构整体承载力，但加固后对原结构外观有一定影响；适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固，但在无防护的情况下，不能用于温度在600C以上环境中，也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。

2、增加支承加固法

增设支点加固法是通过减少受弯构件的计算跨度，达到减少作用在被加固构件上的载载效应，提高结构承载水平的目的。该法简单可靠，但易损害建筑物的原貌和使用功能，并可能减小使用空间；适用于具体条件许可的混凝土结构加固。

3、其它加固法

辅助结构加固法是采用另制的辅助构件，如型钢、钢桁架或钢筋混凝土梁，部分或全部分担被加固梁的荷载。

在支座附近加腋后，支座附近截面的有效高度提高了，因此，截面的抗弯和抗剪能力都得到提高。

三、与混凝土结构加固改造配套使用的技术一般有：

1、托换技术

系托梁（或桁架）拆柱（或墙）、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称；属于一种综合性技术，由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成；适用于已有建筑物的加固改造；与传统做法相比，具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点，但对技术要求较高，需由熟练工人来完成，才能确保安全。

2、植筋技术

系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术；可植入普通钢筋，也可植入螺栓式锚筋；已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程，如：施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救，构件加大截面加固的补筋，上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长，房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。

3、裂缝修补技术

根据混凝土裂缝的起因、性状和大小，采用不同封护方法进行修补，使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术；适用于已有建筑物中各类裂缝的处理，但对受力性裂缝，除修补外，尚应采用相应的加固措施。内部修补法。

内部修补法是用压力泵把胶结材料压力混凝土裂缝中，结硬后起到补缝作用，并通过其胶结性使原结构恢复整体性，该方法适用于裂缝宽度较大，对结构的整体性和安全性及耐久性等有影响，或有防水防渗等要求的裂缝的修补。

4、碳化混凝土修复技术

系指通过恢复混凝土的碱性（钝化作用）或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术。

5、混凝土表面处理技术

系指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其它附着物的专门技术。

6、混凝土表层密封技术

系指采用柔性密封剂充填、聚合物灌浆、涂膜等方法对混凝土进行防水、防潮和防裂处理的技术。

7、其它技术

如结构、构件移位技术、调整结构自振频率技术等。 转贴于 砌体结构篇

四、砌体结构加固方法：

砌体结构的加固分为直接加固与间接加固两类，设计时，可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法。

（一）适用于砌体结构的直接加固方法一般为：

1、钢筋混凝土外加层加固法

该法属于复合截面加固法的一种。其优点是施工工艺简单、适应性强，砌体加固后承载力有较大提高，并具有成熟的设计和施工经验；适用于柱、带壁墙的加固；其缺点是现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。

2、钢筋水泥砂浆外加层加固法

该法属于复合截面加固法的一种。其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近，但提高承载力不如前者；适用于砌体墙的加固，有时也用于钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。

3、增设扶壁柱加固法

该法属于加大截面加固法的一种。其优点亦与钢筋混凝土外加层加固法相近，但承载力提高有限，且较难满足抗震要求，一般仅在非地震区应用。

（二）适用于砌体结构的间接加固方法一般为：

1、无粘结外包型钢加固法

该法属于传统加固方法，其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少，受力较为可靠；适用于不允许增大原构件截面尺寸，却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固；其缺点为加固费用较高，并需采用类似钢结构的防护措施。

2、预应力撑杆加固法

该法能较大幅度地提高砌体柱的承载能力，且加固效果可靠；适用于加固处理高应力、高应变状态的砌体结构的加固；其缺点是不能用于温度在600C以上的环境中。

（三）砌体结构构造性加固与修补

1、增设圈梁加固

当圈梁设置不符合现行设计规范要求，或纵横墙交接处咬搓有明显缺陷，或房屋的整体性较差时，应增设圈梁进行加固

2、增设梁垫加固

当大梁下砖砌体被局部压碎或大梁下墙体出现局部竖直裂缝时，应增设梁垫进行加固。

3、砌体局部拆砌

当房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影响承重及安全时，可将破裂墙体局部拆除，并按提高砂浆强度一级用整砖填砌。

4、砌体裂缝修补

在进行裂缝修补前，应根据砌体构件的受力状态和裂缝的特征等因素，确定造成砌体裂缝的原因，以便有针对性地进行裂缝修补或采用相应的加固措施。

钢结构篇

五、钢结构加固方法：

钢结构加固的主要方法有：减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时，亦可采用其它加固方法。

1、改变结构计算图形

改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法；

改变结构计算图形的一般加固方法：

（1）对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固：

A、增加支撑形成空间结构并按空间结构验算；

B、加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性；

C、增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性；

D、在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷；

E、在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。

（2）对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固：

A、改变荷载的分布，例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载；

B、改变端部支承情况，例如变铰接为刚结；

C、增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构；

D、调整连续结构的支座位置；

E、将结构变为撑杆式结构；

F、施加预应力。

（3） 对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固：

A、增设撑杆变桁架为撑杆式结构；

B、加设预应力拉杆。

2、加大构件截面的加固

采用加大截面加固钢构件时，所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。

3、连接的加固与加固件的连接

钢结构连接方法，即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择，应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件，并考虑结构原有的连接方法确定。

钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接，有依据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时，应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。

4、裂纹的修复与加固

结构因荷载反复作用及材料选择、构造、制造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时，应设法修复。在修复前，必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性，有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施，对不宜采用修复加固的构件，应予拆除更换。

参考书籍：

《结构可靠性鉴定与加固技术》 曹双寅邱洪兴 王恒华编

《混凝土结构耐久性》 金伟良编

钢结构第9篇

关键词：钢结构设计 弹性分析

中图分类号：S611 文献标识码： A 文章编号：

1 工程概况

某工程为办公楼，两楼之间由钢结构进行连接，便于人员往来，共18层，最顶层为电梯层。交通中心层以下为采光顶，室内结构。

幕墙顶部与采光顶结构相连，采用不同的结构体系。采光顶顶面标高50. 6m，西立面玻璃幕墙为直立面，东立面幕墙倾斜85。采光顶与交通中心13层高齐平，采用软连接形式。幕墙与采光顶均采用点式玻璃。幕墙、采光顶及交通中心钢结构三部分共同构成一个封闭的玻璃空间，在建筑内部产生高大空旷的感觉。交通中心有3层平台，正对二环路，可提供休闲空间。

2 结构布置

2. 1交通中心钢结构

交通中心高层钢结构为一独立结构，与两侧混凝土主楼之间留有抗震缝。主体结构采用框架一支撑体系，支撑布置于电梯井筒，沿东西方向布置。第1,2层支撑采用交叉撑，其余层采用单向撑。楼板采用以压型钢板为模板的现浇钢筋混凝土楼板。结构楼层共18层，在层18以上又由柱子上伸1层，形成女儿墙。

交通中心的电梯采用观光电梯。为保证观光效果，电梯井部分框架梁采取隔层抽梁的方式。电梯井柱截面为口400×20，受抽梁影响，在轴⑥，⑦处电梯井柱层间长度最大达8.55m。在层4, 7, 10，由结构主体伸出3个平台，平台支承柱从地下室顶板支起。平台柱截面为 700×24，层间长度最大达13. 0m。结构平面及3维模型图见图1, 2。钢结构钢材采用Q235 B。

平台平面布置图

非平台层平面布置图

图1交通中心楼层布置图

图2交通中心结构三维图

2. 2幕墙与采光顶

幕墙结构采用平面刚架作为主要受力体系，跨度21. 6m，刚架结构布置见图3(图中装饰用钢管不参与钢架受力)。刚架前部钢梁采用377×18钢管，与幕墙柱相连，背后有稳定索保持平面外稳定。两棍刚架之间布置次梁，次梁截面口300×150×16，在刚架与次梁之间布置龙骨以安装玻璃。刚架支座铰支于两侧混凝土主楼。

图3 幕墙刚架结构布置图

图4 采光顶弦支钢梁结构布置图

采光顶采用钢拉杆为下弦的弦支钢梁作为主要受力结构，钢梁采用377 x 18钢管，下弦拉杆采用100钢棒。钢梁跨度21. 6m，简支于两侧混凝土主楼上，结构布置见图4。两棍弦支钢梁之间布置次梁，次梁截面口300×150×16，次梁与弦支钢梁间布置龙骨以安装玻璃。钢梁顶部有纵向贯通钢梁与幕墙柱相连，钢梁下部支杆布置稳定索以保持其平面外稳定。幕墙与采光顶计算模型见图5。幕墙与采光顶连接部位布置有交叉索，以增加结构的整体稳定性。结构钢材选用Q235 B。

图5幕墙及采光顶结构三维图

3 交通中心高层钢结构结构分析

3. 1荷载

I)恒荷载:钢结构自重;楼面及作法4.8kN/m2(非机房房层)，7.0kN/m2(机房层);电梯井外玻璃幕墙:0.74kN/m2;2)活荷载:楼面活荷载2. 5kN/m2(非机房房层)，7.0kN/m2(机房层);屋面活荷载。5kN/m2;基本风压0. 5 kN/m2(根据设计要求，按百年一遇标准取值);基本雪压0.45kN/m2(根据设计要求，按百年一遇标准取值);3)抗震设防烈度8度.III类场地。

3. 2计算分析

交通中心高层钢结构与两侧混凝土主楼完全分开，根据抗震规范要求及计算情况，交通中心钢结构与两侧混凝土楼间设抗震缝700mm。由图1, 2可以看出交通中心钢结构主要受力部分为电梯井及电梯井两侧的通道，平面尺寸为8. 8m ×22.0m,高宽比较大，平面布置不规则。

采用ETABS进行结构分析，结构模型嵌固于地下室顶板。考虑种种不利因素，计算分析采用二阶弹性分析，按《钢结构设计规范》第3.2.8条规定，在每层柱顶附加假想水平力。抗震计算中考虑了双向水平地震作用的扭转效应。表1为结构周期与振型特征情况。

结构周期及振型说明表1

结构两侧受混凝土主楼遮挡，主要受东西方向风荷载作用，在采光顶以下部分不承受风荷载作用。风荷载作用下楼顶最大水平位移104. 4mm，其中在出采光顶位置的层13层间位移角最大，达到1/410.

由于自重较小，地震作用相对较小，X向地震作用下，最大层间位移角为1/836, Y向地震作用下，最大层间位移角为1/592，均满足抗震规范要求。楼顶在X向地震作用下最大水平位移为72. 3mm，在Y向地震作用下最大水平位移为73. 3mm。表2为柱最不利组合下的内力。

支承柱最不利组合内力 表2

4 幕墙与采光顶结构分析

幕墙与采光顶支承于两幢混凝土结构主楼之间，除自身荷载影响之外，还受主楼变形及支承条件的影响。根据设计要求，两幢楼之间的相对位移在大震作用下可达200mm，这就要求结构有良好的变形适应能力。

由图3可以看出，幕墙支承结构采用刚架形式，两端铰接于混凝土主楼侧边，连接两端刚性部分的钢梁为377×16钢管，刚度较小，易于变形。采光顶结构为解决这一问题，在弦支钢梁支座采用简支形式，一端与混凝土主楼铰接，一端只在竖向支承与混凝土结构上。图6为这两处支座节点示意图。

（a）

（b)

图6 采光顶弦支钢梁支座示意图

4. 1荷载

1)恒荷载:钢结构自重;玻璃自重:0. 81 kN/m2(采光顶)，0. 61 kN/m2(玻璃幕墙)。

2)活荷载:屋面活荷载0. 5kN/m2;雪荷载0. 45kN/m2(按百年一遇取值);风荷载0. 5kN/m2(按百年一遇取值);附加荷载:0. 2kN/m2(采光顶)，0. O5kN/m2(幕墙)(包括清洗机构荷载及灯具等)。

3)抗震设防烈度8度。

4)主体结构强制位移:根据主体结构计算情况提供。

图7采光顶弦支钢梁支座示意图

4. 2计算分析

幕墙及采光顶部分采用SAP2000进行计算分析。幕墙的柱嵌固于地下室顶板。东侧幕墙人口处设置有雨篷，雨篷中间设撑杆拉接到幕墙结构上。幕墙的刚架结构与交通中心钢结构相对应，每两层布置一个，刚架两端与混凝土结构铰接。采光顶两侧支承到混凝土结构上。幕墙与采光顶稳定索仅起稳定作用，初始预张力为64kN，以保证稳定索不出现松驰情况。

幕墙刚架最大水平挠度为41.2mm，刚架间的次梁最大挠度为51.5mm。采光顶弦支钢梁最大挠度为48mm，弦支钢梁间次梁的最大挠度为63.5mm,

均满足规范要求。表3为幕墙刚架及采光顶弦支钢梁最不利组合内力表，可以看出上述结构布置在满足结构位移限制的同时满足强度条件，达到了预期目的。

幕墙刚架及采光顶弦支钢梁最不利组合内力表表3

根据《玻璃幕墙工程技术规范》的要求，在罕遇地震作用下，幕墙的骨架不得脱落。幕墙设计时考虑此时幕墙钢架不因主楼变形而出现破损。此时，最不利的情况为两侧混凝土结构出现相对位移。采光顶处弦支钢梁可以自由滑动，不产生额外内力，幕墙刚架承受此强制位移影响，此时刚架钢梁最大内力:N=一178. 15kN, M=392.56 kN·m，此时最大应力为244.5MPa

5 结语

工程的装饰性质比较强，建筑要求比较高。同时工程又处于两个混凝土高层建筑之间。在设计过程中较全面的考虑了不同结构间的相互关系，采取或连或断的结构连接形式，进行了全面计算分析，较好地实现了建筑意图。

参考文献

[1] GB 50017-2003 《钢结构设计规范》