鋼結(jié)構(gòu)停車棚總結(jié)
鋼結(jié)構(gòu)停車棚是土木工程優(yōu)良必學(xué)內(nèi)容,也是眾多科目中較難學(xué)習(xí)的內(nèi)容之一。想學(xué)好鋼結(jié)構(gòu)也并非易事,當(dāng)然所謂水到渠成,功到自然成,花費一定的功夫以后,其成果也是可喜可賀的。經(jīng)過一個學(xué)期的學(xué)習(xí),自然也會有自己個人的一些心得,有自己的學(xué)習(xí)方法,也有自己的一些困惑,在此做一個總結(jié)。在以后的學(xué)習(xí)當(dāng)中,但愿能會有更多的領(lǐng)會,對現(xiàn)在所學(xué)的內(nèi)容能有進(jìn)一步的理解。
1.鋼結(jié)構(gòu)停車棚的定義
鋼結(jié)構(gòu)是以鋼材制作為主,由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構(gòu)件組成;各構(gòu)件或部件之間采用焊縫、螺栓或鉚釘連接的結(jié)構(gòu),是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。鋼材的特點是強(qiáng)度高、自重輕、整體剛性好、變形能力強(qiáng),故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜;材料勻質(zhì)性和各向同性好,屬理想彈性體,符合一般工程力學(xué)的基本假定;材料塑性、韌性好,可有較大變形,能很好地承受動力荷載;建筑工期短;其工業(yè)化程度高,可進(jìn)行機(jī)械化程度高的優(yōu)良化生產(chǎn)。
2.鋼結(jié)構(gòu)停車棚的鏈接方式:焊接、鉚接和螺栓鏈接
1)焊接:是鋼結(jié)構(gòu)停車棚主要的連接方法。焊接連接又可分為對接焊縫和角焊縫。優(yōu)點:構(gòu)造簡單,任何形式的構(gòu)件都可直接相連;用料經(jīng)濟(jì),不削弱截面;制作加工方便,可實現(xiàn)自動化操作;連接的密閉性好,結(jié)構(gòu)剛度大。缺點:在焊縫附近的熱影響區(qū)內(nèi),鋼材的金相組織發(fā)生改變,導(dǎo)致局部材質(zhì)變脆;焊接殘余應(yīng)力和殘余變形使受壓構(gòu)件承載力降低;焊接結(jié)構(gòu)對裂紋很敏感,局部裂紋一旦萌生,就很容易擴(kuò)展到整個構(gòu)件截面,低溫冷脆問題突出。
2)鉚接:19世紀(jì)20年代開始使用鉚釘連接,鉚釘連接的塑性、韌性和整體性好,連接變形小,傳力**,承受動力荷載時的疲勞性能好,特別適用于重型和直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)。但由于其構(gòu)造復(fù)雜,用鋼量大,施工麻煩,噪音大,目前已很少采用。鉚釘連接的受力性能、構(gòu)造要求及設(shè)計方法原則上與普通螺栓連接相同,不同的是設(shè)計參數(shù)及設(shè)計值取值不同。
3)螺栓連接:螺栓連接由于安裝省時省力、所需安裝設(shè)備簡單、對施工工人的技能要求不及對焊工的要求高等優(yōu)點,目前在鋼結(jié)構(gòu)連接中的應(yīng)用僅次于焊縫連接。螺栓連接分普通螺栓連接和高強(qiáng)螺栓連接兩大類。按受力情況又各分為三種:抗剪螺栓連接、杭拉螺栓連接和同時承受剪拉的螺栓連接。高強(qiáng)螺栓承壓型連接對螺栓材質(zhì)、預(yù)拉力大小和施工安裝等的要求與摩擦型的完全相同,只是它是以摩擦力被克服、結(jié)點板件發(fā)生相對滑移后孔壁承壓和螺栓受剪破壞作為承載能力極限狀態(tài),因此它的承載能力高于高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接,可節(jié)省連接材料。但這種連接由于在摩擦力被克服后將產(chǎn)生一定的滑移變形,因而其應(yīng)用受到限制。規(guī)范規(guī)定它只能用于承受靜力荷載或間接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)中。連接處構(gòu)件接觸面的表面處理要求較摩擦型連接為低,僅要求清除油污及浮銹。承壓型連接的工作性能與普通螺栓的完全相同,只是由于螺桿預(yù)拉力的作用和高強(qiáng)度鋼的應(yīng)用使連接的性能優(yōu)于普通螺栓連接。
4)普通螺栓與高強(qiáng)螺栓的區(qū)別
普通螺栓一般用普通碳素結(jié)構(gòu)鋼制造,不經(jīng)熱處理,高強(qiáng)螺栓一般用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼或合金結(jié)構(gòu)鋼制造,需要經(jīng)過調(diào)質(zhì)熱處理提高綜合機(jī)械性能。 高強(qiáng)度分為,8.8級,10.9級,12.9級。 從強(qiáng)度等級:高強(qiáng)螺栓常用8.8S和10.9S兩個強(qiáng)度等級。 普通螺栓一般有4.4級,4.8級5.6級8.8級。 從受力特點高強(qiáng)螺栓施加預(yù)拉力和靠摩擦力傳遞外力,普通螺栓靠栓桿抗剪力和孔壁承壓來傳遞剪力。
3.鋼結(jié)構(gòu)停車棚的安裝 按著安裝順序和工藝要求在鋼平臺上進(jìn)行鋼構(gòu)件的預(yù)制和組裝,要**焊接制作質(zhì)量。
型鋼的拼接翼緣板拼接接縫和腹板拼接接縫的間距應(yīng)大于200㎜。翼緣板拼接長度不應(yīng)小于2倍板寬;腹板拼接寬度不應(yīng)小于300㎜,長度不應(yīng)小于600㎜。
為了焊接方便,**焊接質(zhì)量,盡量將立柱、橫梁上的加強(qiáng)筋板、連接板、墊板、挑梁(梁)等在地面鋼平臺上按施工圖尺寸進(jìn)行組對焊接。
在鋼平臺上預(yù)制的鋼構(gòu)件除按施工圖和規(guī)范要求制作組裝外,還應(yīng)考慮現(xiàn)場安裝的工藝性和安裝尺寸的變化。
1)安裝要點
(1)摩擦系數(shù):,其中F為抗滑移試驗所測得的使試件產(chǎn)生初始 滑移的力,nf為摩擦面數(shù), 為與F對應(yīng)的高強(qiáng)螺栓擰緊預(yù)拉力實測 值之和。
(2)扭矩系數(shù):,其中d為高強(qiáng)螺栓公稱直徑(mm),M為施加扭矩值(N﹒M),P為螺栓預(yù)緊力。10.9級高強(qiáng)度大六角螺栓連接****扭矩系數(shù)K的平均值為0.110~0.150。其標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)小于等于0.010。
(3)初擰扭矩:為了縮小螺栓緊固過程中鋼板變形的影響,可用二次擰緊來減小先后擰緊螺栓之間的相互影響。高強(qiáng)螺栓一次擰為初擰,使其軸力宜達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)軸力的60%~80%。
(4)終擰扭矩:高強(qiáng)螺栓后緊固用的扭矩為終擰扭矩?紤]各種預(yù)應(yīng)力的損失,終擰扭矩一般比按設(shè)計預(yù)拉力作理論計算的扭矩值大5%~10%。2)安裝質(zhì)量控制
①安裝前,施工單位應(yīng)對構(gòu)件的產(chǎn)品合格證、設(shè)計文件與預(yù)拼裝記錄進(jìn)行檢查,并復(fù)驗記錄構(gòu)件的尺寸。鋼結(jié)構(gòu)的變形、缺陷超出允許偏差時,應(yīng)進(jìn)行處理。 安裝前,應(yīng)編制詳細(xì)的測量和矯正工藝,厚鋼板的焊接應(yīng)在焊接安裝前進(jìn)行模擬產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的工藝試驗,編制相應(yīng)的施工工藝。對拼裝好的屋架應(yīng)預(yù)設(shè)一定的起拱度。
②鋼結(jié)構(gòu)吊裝就位后,應(yīng)對構(gòu)件定位軸線、標(biāo)高等設(shè)計要求控制點進(jìn)行測量做好標(biāo)記,對吊裝對接接頭質(zhì)量進(jìn)行焊前檢查。安裝好臨時支撐及鋼浪索以使鋼架在施工過程中安全穩(wěn)定。
③鋼結(jié)構(gòu)停車棚安裝時,施工單位應(yīng)提交每榀構(gòu)件吊裝后的標(biāo)高尺寸、焊接、涂裝等分別向監(jiān)理提交驗收。
3)安裝焊接程序及一般規(guī)定:
焊接的一般順序為:焊前檢查 →預(yù)熱除銹 → 裝焊墊板和引弧板→ 焊接 → 檢驗
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