钢结构工程是以钢材制作为主的结构,主要由
型钢和
钢板等制成的
钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成,各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接,是主要的建筑结构类型之一。因其自重较轻,且施工简便,广泛应用于大型厂房、桥梁、场馆、超高层等领域。
发展历程
我国虽然早期在铁结构方面有卓越的成就,但由于2000多年的封建制度的束缚,科学不发达,因此,长期停留于铁制建筑物的水平。直到19世纪末,我国才开始采用现代化钢结构。新中国成立后,钢结构的应用有了很大的发展,不论在数量上或质量上都远远超过了过去。在设计、制造和安装等技术方面都达到了较高的水平,掌握了各种复杂建筑物的设计和施工技术,在全国各地已经建造了许多规模巨大而且结构复杂的
钢结构厂房、大跨度钢结构民用建筑及
铁路桥梁等,我国的人民大会堂钢屋架,北京和上海等地的体育馆的钢
网架,陕西秦始皇兵马佣陈列馆的三铰钢拱架和北京的鸟巢等。
特点
1、钢结构自重较轻
2、钢结构工作的可靠性较高
3、钢材的抗振(震)性、抗冲击性好
4、钢结构制造的工业化程度较高
5、钢结构可以准确快速地装配
6、钢结构室内空间大
7、容易做成密封结构
8、钢结构易腐蚀
9、钢结构耐火性差
优点
抗震性:低层
别墅的屋面大都为坡屋面,因此屋面结构基本上采用的是由冷弯型
钢构抗风性:型
钢结构建筑重量轻、强度高、整体刚性好、防变形能力强。建筑物自重仅是砖混结构的五分之一,可抵抗每秒70米的飓风,使生命财产能得到有效的保护。
耐久性:轻钢结构住宅结构全部采用
冷弯薄壁钢构件体系组成,钢骨采用超级防腐高强冷轧镀锌板制造,有效避免钢板在施工和使用过程中的锈蚀的影响,增加了轻钢构件的使用寿命。结构寿命可达100年。
保温性:采用的
保温隔热材料以玻纤棉为主,具有良好的保温隔热效果。用以外墙的保温板,有效的避免墙体的“
冷桥”现象,达到了更好的保温效果。100mm左右厚的R15保温棉热阻值可相当于1m厚的砖墙。
隔音性:隔音效果是评估住宅的一个重要指标,轻钢体系安装的窗均采用
中空玻璃,隔音效果好,隔音达40分贝以上;由
轻钢龙骨、
保温材料石膏板组成的墙体,其隔音效果可高达60分贝。
健康性:干作业施工,减少废弃物对环境造成的污染,房屋钢结构材料可100%回收,其他
配套材料也可大部分回收,符合当前环保意识;所有材料为
绿色建材,满足生态环境要求,有利于健康。
舒适性:轻钢墙体采用高效节能体系,具有呼吸功能,可调节室内空气干湿度;屋顶具有通风功能,可以使屋内部上空形成流动的空气间,保证屋顶内部的通风及散热需求。
快捷:全部干作业施工,不受环境季节影响。一栋300平方米左右的建筑,只需5个工人30个工作日可以完成从
地基到装修的全过程。
环保:材料可100%回收,真正做到绿色无污染。
节能:全部采用高效节能墙体,保温、隔热、隔音效果好,可达到50%的节能标准。
钢结构设计
在对建筑工程进行建设中,运用钢结构工程进行设计,不仅能够使得建筑工程具有更大的跨度空间,同时还存在着安装便利、造价成本较低等优势,因此使得其在建筑工程方面的应用越来越广。随着我国城市化进程的进一步发展,高层建筑的数量将会急剧增多,这就对钢结构工程的设计提出了更高的要求。
近年来,钢结构在建筑工程中的应用越来越广泛,并且取得了非常不错的应用效果。不过在实际的应用过程中,也有因为钢结构工程的设计工作做得不到位,导致钢结构建筑出来稳定性不足的问题,这严重影响到了使用者的生命财产安全。为了确保建筑钢结构工程的建设具有更高的质量,需要在进行钢结构工程设计的时候,严格地按照相应的规范和标准进行设计,并做好相应的设计要点工作,从而为使用者提供更加安全、可靠的钢结构建筑。
检测标准
构造
钢结构杆件长细比的检测与核算,可按规定测定杆件尺寸,应以实际尺寸等核算杆件的长细比;
钢结构支撑体系的连接,可按规定检测;支撑体系构件的尺寸,可按规定进行测定;应按设计图纸或相应设计规范进行核实或评定。
钢结构构件截面的宽厚比,可按规定测定构件截面相关尺寸,并进行核算,应按设计图纸和相关规范进行评定。
涂装
钢结构防护涂料的质量,应按国家现行相关产品标准对涂料质量的规定进行检测;
钢材表面的除锈等级,可用现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923规定的图片对照观察来确定。
不同类型涂料的涂层厚度,应分别采用下列方法检测:
1、漆膜厚度,可用漆膜测厚仪检测,抽检构件的数量不应少于标准表中 A 类检测样本的最小容量,也不应少于 3 件;每件测 5 处,每处的数值为 3 个相距 50mm 的测点干漆膜厚度的平均值。
2、对薄型防火涂料涂层厚度,可采用涂层厚度测定仪检测,量测方法应符合《钢结构防火涂料应用技术规程》CECS24的规定。
3、对厚型防火涂料涂层厚度,应采用测针和钢尺检测,量测方法应符合《钢结构防火涂料应用技术规程》CECS24的规定。涂层的厚度值和偏差值应按《
钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的规定进行评定。涂装的外观质量,可根据不同材料按《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的规定进行检测和评定。
钢网架
钢网架的检测可分为节点的承载力、焊缝、尺寸与偏差、杆件的不平直度和钢网架的挠度等项目。
钢网架
焊接球节点和
螺栓球节点的承载力的检验,应按《网架结构工程质量检验评定标准》JGJ78的要求进行。对既有的螺栓球节点网架,可从结构中取出节点来进行节点的极限承载力检验。在截取螺栓球节点时,应采取措施确保结构安全。
钢网架中焊缝,可采用超声波探伤的方法检测,检测操作与评定应按《焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》JG/T3034.1或《螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》JG/T3034.2的要求进行。
钢网架中焊缝的外观质量,应按《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205的要求进行检测。
焊接球、螺栓球、
高强度螺栓和杆件偏差的检测,检测方法和偏差允许值应按《网架结构工程质量检验评定标准》JGJ78的规定执行。
钢网架钢管杆件的壁厚,可采用
超声测厚仪检测,检测前应清除饰面层。
钢网架中杆件轴线的不平直度,可用拉线的方法检测,其不平直度不得超过杆件长度的千分之一。
钢网架的挠度,可采用激光测距仪或水准仪检测,每半跨范围内测点数不宜小于 3 个,且跨中应有 1 个测点,端部测点距端支座不应大于 1m 。
结构性能实荷检验与动测
对于大型复杂钢结构体系可进行原位非破坏性实荷检验,直接检验结构性能。结构性能的实荷检验可按标准规定进行。加荷系数和判定原则可按规定确定,也可根据具体情况进行适当调整。
对结构或构件的承载力有疑义时,可进行原型或足尺模型荷载试验。试验应委托具有足够设备能力的专门机构进行。试验前应制定详细的试验方案,包括试验目的、试件的选取或制作、加载装置、测点布置和测试仪器、加载步骤以及试验结果的评定方法等。试验方案可按标准制定,并应在试验前经过有关各方的同意。
对于大型重要和新型钢结构体系,宜进行实际结构动力测试,确定结构
自振周期等动力参数。结构动力测试宜符合标准规定。
钢结构杆件的应力,可根据实际条件选用
电阻应变仪或其他有效的方法进行检测。