金属结构八门基础知识

1.金属结构的特点
(1)金属结构自重轻
(2)金属结构的工作可靠性较高
(3)金属结构抗震抗震性好
(4)金属结构制造业高度工业化
(5)快速安装
(6)易做密封结构
(7)金属结构容易腐蚀
(8)耐火性差

2.常用金属结构材料的等级和性能
(1)碳素结构钢:Q195,Q215,Q235,Q255,Q275等
(2)高强度低合金结构钢
(3)优质碳素结构钢和合金钢
(4)专用钢

金属结构

3.金属结构的材料选择原则
金属结构原理的材料选择是轴承承载力的保证 轴承 组织和防止在一定条件下出现脆性破坏,要根据结构的重要性,载荷特性,结构形式,应力状态,连接方法,钢的厚度和工作环境等因素进行考虑。
《钢结构设计规范》 GB50017-2003提出了四种使用的钢模型。“appropriate”型号,是在条件允许时的首选,不禁止使用其他类型,只要使用满足规格要求的钢即可。

4.主要金属结构技术内容
(1)高层钢结构技术。根据设计要求和 建造 高度适用于框架,框架支撑,桶形和巨型框架结构,其组件可以使用钢,钢混凝土或钢管混凝土。钢结构延展性好,可采用焊接钢或轧钢,用于高层建筑;钢混凝土构件刚度大,防火性能好,适用于高层建筑或底部;钢管混凝土 施工 很简单,仅用于列结构。
(2)空间金属结构技术。太空钢结构重量轻,刚度大,外形美观,施工速度快。以钢管为棒的球节板桁架,多层变截面网架和网壳是我国钢结构中最重要的结构类型。具有较大的空间刚度和较低的钢材体积的优点,可以在设计,施工和检查程序中提供完整的CAD。除网络结构外,还有大跨度悬索结构,电缆薄膜结构等。
(3)轻金属结构技术。将浅色钢板制成墙壁和屋顶结构至新结构。通过对5毫米以上的钢板进行焊接或轧制薄壁H型钢和屋面pur条,由柔性支撑系统制成的圆形钢和轻钢结构系统的高强度螺栓连接,柱距从6 m到9 m,跨度到30 m或更多,最高可达十几米。使用的钢量为20〜30kg / m2。现拥有规范的设计方案和专业的生产企业,产品质量好,安装快捷,重量轻,投资少,施工季节无限制,适用于各种轻工车间。
(4)钢-混凝土复合结构技术。近年来,采用由型钢或钢管和混凝土构件组成的梁柱承载结构作为钢组合结构。钢复合结构既具有钢和混凝土的优点,又具有整体强度,良好的刚性和良好的抗震性能。当采用外包混凝土结构时,具有良好的防火和防腐性能。复合结构构件通常可以减少15-20%的钢材用量。该复合屋面盖和钢管混凝土构件还具有较少或没有模具的优点,施工方便快捷,具有很大的推广潜力。适用于重载多层或高层建筑的框架梁,柱子和屋顶盖,工业建筑柱子和地板覆盖物等。
(5)高强度螺栓连接及焊接技术。高强度螺栓由螺栓,螺母和垫圈组成,可通过摩擦传递应力。高强度螺栓连接结构简单,拆卸灵活,承载力高,抗疲劳和自锁性好,安全性高等特点。该项目已取代铆接和零件焊接,成为钢结构生产安装的主要连接方式。
(6)钢结构防护技术。钢结构防护包括防火,防腐,防锈,一般用于防火涂料中,无需做防锈处理,但在有气体腐蚀的建筑中仍需作防腐蚀处理。国内的防火涂料种类较多,如TN,MC-10系列等。在建筑中,应根据钢结构,耐火等级要求和环境要求选择合适的涂料和涂层厚度。

5,金属结构的目标和措施
金属结构项目涉及面广,技术难度大。地方建设行政部门要注意专业阶段的钢结构工程建设,组织质量检查队伍培训,及时总结工作实践和新技术应用。高校,设计部门和施工企业要加快钢结构工程技术人员的培训,促进钢结构成熟CAD技术的发展。公共学术团体应配合钢结构技术的发展,在国内外广泛开展学术交流和培训活动,积极提高钢结构设计,生产和建筑安装技术的整体水平。

6.金属结构的连接方法
钢结构的连接方式包括焊接,螺栓连接和铆钉连接。
(1)焊接连接
焊接连接是通过电弧产生的热量使焊条和焊接部分部分熔化,然后通过冷却使其凝固成焊缝,从而将焊接部分整体连接。
优点:不削弱构件截面,节省钢材,结构简单,制造方便,接头刚度高,密封性能好,在一定条件下易于使用自动化,生产效率高。
缺点:由于焊接高温的热效应,焊缝周围的钢在某些部位可能会变脆。在焊接过程中,钢受到高温和冷却的不均匀分布,使结构产生焊接残余应力和残余变形,这对结构的承载力,刚度和使用性能有一定影响。由于焊接结构的高刚度,局部裂纹易于散布到整个区域,尤其是低温下的脆性断裂。接头的可塑性和韧性较差,这可能会导致缺陷并降低疲劳强度。
(2)螺栓连接
螺栓连接通过螺栓将连接部件固定在一起。螺栓连接分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接。
优点:施工工艺简单,安装方便,特别适合现场安装连接,拆卸方便,适用于安装拆卸结构和临时连接。
缺点:有必要在板上零件上开孔,增加制造工作量,并且要求高精度的制造。螺栓孔还会削弱组件的横截面,并且连接的零件经常需要相互搭接或添加辅助连接板(或角钢),因此结构更复杂,钢也更昂贵。
(3)铆钉连接
铆钉连接是将一个带有半圆形预制螺钉的铆钉一端拧入,然后在烧制红色的安装钉孔后快速插入钉杆,然后另一端也用铆钉枪打铆头,以使连接紧固。
优点:可靠的铆接力,良好的塑性和韧性,易于质量检查和保证,可用于重载和直接承重结构。
缺点:铆接工艺复杂,制造费时费力,劳动强度大,已被焊接和高强度螺栓连接代替。

7.焊接连接
(1)焊接方法
金属结构中常用的焊接方法是电弧焊,包括手动电弧焊,自动或半自动电弧焊和气体保护焊。
手工电弧焊是钢结构中最常用的焊接方法。设备简单,工艺灵活方便,但劳动条件差,生产效率低于自动或半自动焊接,焊接质量变化很大,在一定程度上取决于焊工’s technical level.
自动焊缝质量稳定,内部缺陷少,可塑性好,冲击韧性好,适用于长直焊缝的焊接。半自动焊接适用于由于手工操作而焊接的曲线或任何形状的接缝。自动和半自动焊接应采用适合于主要金属的焊丝和焊剂,焊丝应符合国家标准,并应根据焊接工艺要求确定焊剂。
气体保护焊使用惰性气体(或CO2)作为电弧保护介质,使熔融金属与空气绝缘,以保持焊接过程的稳定。电弧加热集中,焊接速度快,焊接深度大,因此焊接强度高于手工焊接。具有良好的可塑性和耐腐蚀性,适用于厚钢板的焊接。
(2)焊缝样式
根据连接零件的相互位置,焊接接头可分为四类:对接接头,搭接接头,T形接头和角接接头。用于这些连接的焊缝为对接焊和角焊。在特定的应用中,应根据连接的受力情况进行选择,并结合制造,安装和焊接的条件进行选择。
(3)焊缝结构
A.对接焊
对接焊缝直接,光滑且无明显的应力集中现象,机械性能良好,适用于静,动载荷下的构件连接。但是,由于对接焊的高质量要求,焊接零件之间的间隙很严格,通常用于工厂制造的连接。
B.角接
角接头形式:角接头根据长度方向和外力的方向,可分为与力方向平行的侧角接头,与力方向垂直的前角接头,斜角接头和圆角接头。

8螺栓连接
普通螺栓连接结构
(1)通用螺栓规格
螺栓的常见形式是大六角头,其代号用字母M以及公称和直径(mm)表示。 M18,M20,M22,M24通常在工程中使用。根据国际标准,螺栓以螺栓性能等级表示,例如“4.6” and “8.8”。小数点前的数字表示螺栓材料的最小抗拉强度,例如“4” for 400N/mm2 and “8”对于800N / mm2。小数点后的数字(0.6,0.8)表示螺栓材料的屈曲比,即屈服点与最低抗拉强度的比。
根据螺栓的加工精度,普通螺栓分为A,B和C级。
A,B级螺栓(精制)由8.8级钢制成,经机床车削加工,表面光滑,尺寸精确,并具有Ⅰ级孔。由于其加工精度高且与孔壁紧密接触,因此接头变形小,机械性能好,可承受较大的剪切力和张力。但是,制造和安装需要更多的人力和成本,因此很少在钢结构中使用。
C级螺栓由4.6或4.6级钢制成。粗加工,尺寸不准确,只问Ⅱ类孔(即最后冲入单个零件的螺栓孔或不要 ’不必钻入钻石。通常,孔直径比螺栓直径大1-2mm。传递剪切力时,连接变形大,但传递张力性能好,不需要特殊设备即可操作,成本低。通常用于在静载荷或间接动载荷下的结构中的拉力连接和二次剪力连接。
(2)普通螺栓连接的布置
螺栓的布置应简单,均匀,紧凑,满足受力要求,结构合理,安装方便。排列有两种:并置和未对齐。并置更简单,未对准更紧凑。
1)高强度螺栓的机械特性
根据设计和受力要求,高强度螺栓连接可分为摩擦型和压力型两种。当摩擦型连接受到剪切力时,当外部剪切力达到极限状态时,可能会出现最大的摩擦阻力。当超过连接时在板之间发生相对滑动时,认为连接由于故障而损坏。压力式连接在剪切时,可以克服摩擦力和面板之间的相对滑动,然后外力可以继续增加,然后剪切或螺孔壁上的压力最终损坏为极限状态。