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什么是钢结构建筑

2020-11-07 09:49:08

什么是钢结构建筑?

用型钢或钢板制成基本构件,根据使用要求,通过焊接或螺栓连接等方法,按照一定规律组成的承载机构叫钢结构。钢结构在各项工程建设中的应用很广泛,如钢桥、钢厂房、钢闸门、各种大型管道容器、高层建筑等.


钢结构制作安装建筑根据结构受力特点大致可分为门式刚架结构、空间桁(héng)架结构、张弦梁结构、弦支穹顶结构、网架结构和多高层结构.

钢结构制作安装

1. 门式刚架结构:


在单层和多层房屋和一般构筑物中,以热轧型钢、焊接型钢、冷弯薄壁型钢、压型钢板和薄壁钢管等作为主要受力构件组成的,并采用轻型屋面和墙面的钢结构。门式刚架是轻钢结构中常见一种结构形式。


门式刚架的主结构构件主要是H型钢,可根据受力部位设计为变截面,若受力较大还可采用格构式柱或屋面桁架等组合构件;


门式刚架一般高度较小,构件较轻,现场都是采用螺栓连接,因此该类工程安装都相对较简单;


2. 空间桁(héng)架结构


空间桁(héng)架是由钢管组成,截面承载能力强,跨度大,截面可弯曲为曲线造型,外型优美,内部空间简洁,常用于公共建筑;


空间桁架跨度大,构件重,用作公共建筑如机场、会展一般都是在楼面上施工,大型机械不能进入,其它类型空间结构施工基本上都会受场地条件限制,因此施工较复杂,现场吊装、焊接工作量大;


3. 张弦梁结构


张弦梁结构在近代是由日本大学M.Saitoh教授明确提出,是一种区别于传统结构的新型杂交屋盖体系。张弦梁结构是一种由刚性构件上弦、柔性拉索、中间连以撑杆形成的混合结构体系,其结构组成是一种新型自平衡体系,是一种大跨度预应力空间结构体系,也是混合结构体系发展中的一个比较成功的创造。张弦梁结构体系简单、受力明确、结构形式多样、充分发挥了刚柔两种材料的优势,并且制造、运输、施工简捷方便,因此具有良好的应用前景。


例子:地铁高架站站房屋架


4. 弦支穹顶结构


弦支穹顶结构与张弦梁结构类似,都是利用索的张力产生一个对梁的支撑力以达到减小梁的受力的目的,但两者之间还是有显著的区别:张弦梁索是直线张拉,弦支穹顶索是环形张拉;


弦支穹顶索环形张拉因此这种结构体系适合做类似圆形的屋盖,如北京自行车馆、安徽大学体育馆等;


5. 网架结构


网架结构是一种较成熟的体系,它是由单根构件通过球体连接成为一个整片的结构,具有用钢量省、空间刚度大、整体性好、施工速度快的优点;但杆件过多显得会很零乱,不如桁架结构美观;


网架是一种高次超静定结构,施工时杆件初始应力不好控制,所以会出现实际受力与计算不符情况,容易出现质量问题;


网架按结构体系可分为平面桁架系和角锥体系。平面桁架系网架:两向正交正放网架、两向正交斜放网架;角锥体系网架:四角锥体网架、三角锥网架;


网架的连接可采用螺栓球和焊接球连接,螺栓球一般适合较小跨度网架,焊接球适合大跨度网架;


6. 多高层结构


(1)框架结构


由柱和梁组成框架,承受竖向力和侧向力;


刚框架抗侧力性能较差,结构侧向变形大,一般适合20层以下结构;


柱子一般采用箱型钢柱或钢管混凝土柱;


钢管混凝土柱是在圆管柱或箱型柱中灌入混凝土,既具有钢结构的优点,又充分利用了混凝土抗压好的特性。


(2)框架支撑结构


由柱和梁组成框架,在柱间设有支撑用于抵抗侧向力;


刚框架抗侧力性能较较好,结构侧向变形较大,一般适合40层以下结构;


(3)框架剪力墙结构


与框架支撑结构类似,只是支撑换成剪力墙用于抵抗侧向力;


剪力墙一般为混凝土板或钢板,或钢混组合结构,比支撑具有更好的抗侧刚度,布置更灵活,可适合更高的建筑结构。


(4) 框筒结构


此种结构体系一般是由钢筋混凝土核心筒与外圈钢框架组合而成;


核心筒主要是由四片以上的钢筋混凝土墙体围成的方形、矩形或多边形筒体,内部设置一定数量的纵、横向钢筋混凝土隔墙。当建筑很高时,核心筒墙体内可能设置一定数量的型钢骨架;


外圈钢框架是由钢柱与钢梁连接而成;


建筑的侧向变形主要由核心筒来抵抗,这是高层中常用的一种结构体系。

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