钢结构常识总结

一、钢结构的特点：
1.钢结构自重轻
2.钢结构工作可靠性高
3.钢具有良好的抗振性和抗冲击性
4.钢结构制造的工业化程度相对较高
5.钢结构可以准确快速地组装
6.制造密封结构是容易的
7.钢结构容易腐蚀
8.钢结构的耐火性差

二、常用钢种和钢结构的性能
1.碳素结构钢：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275等。
2.低合金高强度结构钢
3.优质碳素结构钢和合金结构钢
4.特殊用途钢

三、钢结构材料选择的原则
钢结构的选材原则是在一定条件下保证承重结构的承载力，防止脆性破坏，根据结构重要性、荷载特性、结构形式、受力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑。
《钢结构设计规范》 GB50017-2003中提出的四种钢模型是“合适”的模型，在条件允许时是首选。只要所用钢材符合规范要求，不禁止使用其他型号。

四、主要钢结构技术内容：
(1)高层钢结构技术。根据建筑高度和设计要求，分别采用框架、框架支撑、筒体和巨型框架结构，其构件可以是钢、刚性钢筋混凝土或钢管混凝土。钢构件重量轻，延性好，可焊接或轧制成钢，适用于超高层建筑；劲性钢筋混凝土构件具有较高的刚度和良好的耐火性能，适用于中；的高层建筑或底部结构。钢管混凝土结构简单，仅用于柱结构。
(2)空间钢结构技术。空间钢结构重量轻、刚度高、外形美观、施工速度快。球形节点平网格、多层变截面网格和钢管网壳是我国空间钢结构中应用最广泛的结构形式。它具有空间刚度大、耗钢量低的优点，并能在设计、施工和检验过程中提供完整的计算机辅助设计。空间结构中除了网格结构外，还有大跨度斜拉结构和索膜结构。
(3)轻钢结构技术。采用由浅色钢板墙和屋顶围护结构组成的新结构形式。大截面薄壁H型钢墙的梁檩条和屋面檩条由5毫米以上的钢板焊接或轧制而成，圆钢制成由柔性支撑体系和高强度螺栓连接组成的轻钢结构体系。柱距可在6米至9米之间，跨度可达30米以上，高度可达10米以上，并可设置轻型起重机。钢材消耗量为20 ~ 30公斤/平方米。现在有标准化的设计程序和专业化的生产企业。产品质量好，安装速度快，重量轻，投资少，施工不受季节限制。它适用于各种轻工业工厂。
(4)钢-混凝土组合结构技术。梁和柱承重结构由型钢或型钢管理和混凝土构件组成，是钢-混凝土组合结构，近年来其应用范围不断扩大。组合结构兼有钢和混凝土的优点，具有较高的整体强度、良好的刚度和抗震性能。混凝土结构包裹后，具有更好的耐火性和耐腐蚀性。复合结构构件一般可降低钢材用量15 ~ 20%。组合楼板和钢管混凝土构件还具有少模板支撑或无模板支撑、施工方便快捷等优点，且推广潜力巨大。适用于多层或高层建筑的框架梁，柱和楼板，工业建筑的柱和楼板等。
(5)高强度螺栓连接及焊接技术。高强度螺栓通过摩擦力传递应力，摩擦力由螺栓、螺母和垫圈组成。中工程以其施工简单、拆卸灵活、承载力高、抗疲劳性能好、自锁和安全性高等优点，取代了铆接和局部焊接，成为钢结构制作的主要连接方式
(6)钢结构保护技术。钢结构保护包括防火、防腐和防锈。一般情况下，防火涂料处理后不需要进行防锈处理，但对于有腐蚀性气体的中建筑，仍需要进行防腐处理。我国有多种防火涂料，如TN系列、MC-10等。中MC-10防火涂料包括醇酸磁漆、氯化橡胶漆、氟橡胶涂料和氯磺化涂料等。在中，的施工中，应根据钢结构类型、耐火等级和环境要求选择合适的涂料和涂层厚度。

V.钢结构的目标和措施：
钢结构工程涉及的领域广泛，技术难度大。在应用推广时，必须符合国家和行业标准和规范。地方建设行政主管部门应重视钢结构工程专业阶段的施工，组织质检小组培训，及时总结工作实践和新技术应用。高等院校、设计部门和建筑企业应加快培养钢结构工程技术人才，采用成熟技术的钢结构推广CAD。群众性学术组织应配合钢结构技术的发展，广泛开展国内外学术交流和培训活动，并在近期内积极提高钢结构设计、生产和施工安装技术的整体水平。

六.钢结构连接方法

钢结构方法的连接包括三种类型：焊接连接、螺栓连接和铆钉连接。
(一)、焊接连接
焊接连接是利用电弧产生的热量将焊条和焊件局部熔化，冷却后将其凝结成焊缝，从而将焊件连接成一个整体。
优点：不削弱构件截面，节省钢材，结构简单，制造方便，连接刚度高，密封性能好，在一定条件下易于采用自动化操作，生产效率高。
缺点：由于焊接温度高，靠近焊缝的钢的热影响区可能是某些零件的材料变脆；在焊接过程中，钢材受到不均匀的高温分布和冷却，造成焊接残余应力和结构的残余变形，对结构的承载能力、刚度和使用性能有一定的影响，由于焊接结构刚度高，局部裂纹容易向整体扩展，特别是低温下的脆性断裂；焊接接头的塑性和韧性较差，焊接时会出现缺陷，降低疲劳强度。
(2)、螺栓连接
螺栓连接是通过螺栓将连接器连接成一个整体。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，特别适用于施工现场安装和连接，拆卸方便，适用于需要拆装的结构和临时连接。
缺点：组装时必须在板上钻孔并对准孔，这增加了制造工作量并要求高制造精度；螺栓孔也削弱了构件的横截面，并且被连接的构件经常需要彼此重叠或者增加辅助连接板(或角钢)，因此结构复杂并且钢材昂贵。
(3)、铆钉连接
铆钉连接是一端有半圆形预制钉头的铆钉，烧红后快速插入连接件的钉孔中，然后用铆钉枪将另一端铆接到钉头中，这样就可以拧紧连接。
优点：铆接传力可靠，塑性和韧性好，易于检查和质量保证，可用于重载结构和直接承受动荷载的结构。
缺点：铆接工艺复杂，制造成本高，劳动强度大，已基本被焊接和高强度螺栓连接所取代。

七.焊接连接
(1)焊接方法
钢结构方法常用的焊接是电弧焊，包括手工电弧焊、自动或半自动电弧焊和气体保护焊。
手工电弧焊是钢结构方法中最常用的焊接方法，设备简单，操作灵活方便。但是，工作条件差，生产效率低于自动或半自动焊接，焊接质量的可变性大，这在一定程度上取决于焊工的技术水平。
自动焊接焊缝质量稳定，内部缺陷少，塑性好，冲击韧性好，适用于焊接长直焊缝。半自动焊接是手动操作，适用于焊接任何形状的曲线或焊缝。自动和半自动焊接应采用与主要金属相适应的焊丝和焊剂，焊丝应符合国家标准的规定，焊剂应根据焊接工艺要求确定。
气体保护焊使用惰性气体(或CO2)作为电弧的保护介质，以将熔融金属与空气隔离，并保持焊接过程稳定。气体保护焊电弧加热集中，焊接速度快，熔深深，焊接强度高于手工焊。适用于焊接厚钢板。
(2)、焊接形式
根据连接构件的相互位置，焊接接头形式可分为四种形式：对接接头、搭接接头、丁字接头和角接头。在这些连接中有两种基本类型的焊缝：对接焊缝和角焊缝。在具体应用中，应根据连接的受力情况，结合制造、安装和焊接条件进行选择。
(3)焊接结构
1.对接焊缝
对接焊缝具有直接传力、平顺效应和无明显应力集中现象，因此具有良好的力学性能，适用于承受静、动态载荷的构件连接。然而，由于对接焊缝的高质量要求，焊件之间的焊接间隙是严格的，这通常用于工厂制造的连接。
2.角焊缝
角焊缝形式：根据其长度方向和外力作用方向，角焊缝可分为平行于力作用方向的侧角焊缝、垂直于力作用方向的前角焊缝和斜于力作用方向的斜角焊缝以及环焊缝。
角焊缝的截面形式分为普通型、平坡型和深穿透型。图中的Hf称为角焊缝的焊脚尺寸。普通截面焊接接头的底脚比为1: 1，类似等腰直角三角形，其传力线弯曲剧烈，应力集中严重。对于直接承受动荷载的结构，为了将力传递给平顺，前角焊缝应采用尺寸比为1: 1.5的平坡型(长边沿内力方向)，侧角焊缝应采用1: 1的深穿透型。

八、螺栓连接
(一)普通螺栓连接的结构
1、普通螺栓的形式和规格
钢结构的常见形式是大六角头型，其代号用字母m和公称直径(mm)表示。M18、M20、M22和M24是工程中常用的。根据国际标准，螺栓由螺栓的性能等级统一表示，如“4.6级”和“8.8级”。小数点前的数字表示螺栓材料的最小抗拉强度，如400牛顿/平方毫米为“4”，800牛顿/平方毫米为“8”。小数点后的数字(0.6，0.8)表示螺栓材料的屈服点，即屈服点与最小抗拉强度的比值。
根据螺栓的加工精度，普通螺栓分为三个等级：甲、乙、丙.
a级和b级螺栓(精制螺栓)由8.8级钢制成，由机床加工而成，表面光滑，尺寸准确，并配有一级孔(即螺栓孔在装配好的部件上钻孔或扩大，具有光滑的孔壁和精确的孔对准)。由于其加工精度高，与孔壁，接触紧密，连接变形小，受力性能好，因此可用于大剪切和大张力下的连接。然而，这是劳动密集型和昂贵的制造和安装，所以它很少用于钢结构。
c级螺栓(粗螺栓)由4.6或4.8级钢制成，加工粗糙，尺寸不准确。仅需要二级孔(即，螺栓孔一次在单个零件上打孔，或在没有钻孔模具的情况下钻孔)。孔径比螺栓的直径一般为1~2mm)。传递剪力时，连接变形大，但传递拉力的性能仍然很好，操作不需要特殊设备，成本低。在静荷载或间接动荷载作用下，常用于结构中的拉螺栓连接和二次剪力连接。
2、普通螺栓连接的布置
螺栓布置应简单、统一、紧凑，满足受力要求，结构合理，安装方便。有两种排列方式：平行排列和交错排列(如如图所示)。平行简单，交错紧凑。
(2)普通螺栓连接的应力特性
1、剪力螺栓连接
2、拉紧螺栓连接
3.拉剪螺栓连接
(3)高强度螺栓的应力特性

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。当摩擦型连接受到剪切时，极限状态是外部剪切力达到板之间可能出现的最大摩擦力；当超过极限时，板之间会发生相对滑动，也就是说，连接被认为已经失效和断裂。当压缩式连接受到剪切时，摩擦力被允许克服，板与板之间发生相对滑移，然后外力会继续增加，此后螺旋剪切或孔壁压缩的最终破坏被视为极限状态。

本文由钢结构厂家-江苏恒海钢结构提供；