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w 國建筑金屬結構協(xié)會(huì )鋼結構專(zhuān)家委員會(huì )年度工作會(huì )議時(shí),會(huì )上三位中國工程院院士——同濟大學(xué)教授沈祖炎、浙江大學(xué)教授董石麟、貴州大學(xué)教授馬克儉共同建議,大力發(fā)展鋼結構建筑,以化解目前嚴重過(guò)剩的鋼鐵產(chǎn)能。
沈祖炎用“輕、快、好、省”形容鋼結構建筑特點(diǎn),他認為,鋼結構建筑適合建筑工業(yè)化建造。董石麟帶來(lái)他的研究成果:一種由六桿四面體單元組成的“球面網(wǎng)殼”,便于工業(yè)化預制生產(chǎn)。馬克儉則現場(chǎng)推廣多層大跨度“網(wǎng)格結構”,主要用于裝配式施工。
據介紹,鋼結構建筑八成部件均可在工廠(chǎng)加工,同時(shí)易拆除,部分產(chǎn)品和材料可重復、循環(huán)利用,是綠色建筑的重要代表。相比傳統混凝土建筑,其自重減輕40%,施工效率提高4倍,建設周期縮短1/3,碳排放量減少35%,得房率增加5%以上,在發(fā)達國家較普及。
統計顯示,近5年,我國鋼結構建筑年用鋼量3000萬(wàn)噸至5000萬(wàn)噸,占鋼產(chǎn)量5%左右,這一比例與美國45%、日本28%、德國22%相比,明顯偏低。院士們認為:通過(guò)大力推廣、發(fā)展鋼結構建筑,既可化解鋼鐵產(chǎn)業(yè)過(guò)剩產(chǎn)能,也可推進(jìn)建筑工業(yè)化,實(shí)現傳統產(chǎn)業(yè)轉型升級。
鋼結構工程如何進(jìn)行竣工查驗?隨著(zhù)現代建筑業(yè)的開(kāi)展,鋼結構工程逐漸被建筑業(yè)所采用。它主要由鋼制成,具有重量輕、資料少、工期短的特色。廣泛應用于大跨度工業(yè)廠(chǎng)房、冷庫、辦公樓等建筑行業(yè)。
由于鋼結構具有傳統混凝土結構無(wú)可比擬的特性,故而將其應用于工業(yè)廠(chǎng)房之中,可以更好地提升工業(yè)廠(chǎng)房的整體剛度、承載能力和抗震性能。然而,要想保障鋼結構廠(chǎng)房的使用安全和使用壽命,在實(shí)際設計中也是需要注意一些相關(guān)細節問(wèn)題的。
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一般輕鋼結構建筑,柱間支撐可簡(jiǎn)單地采用一個(gè)交叉式圓鋼即可,但對于帶有吊車(chē)的廠(chǎng)房,因有吊車(chē)行走時(shí)的縱向制動(dòng)力作用,柱間支撐必須按吊車(chē)梁標高處分成上、下兩層,分層處必須要有一根縱向剛性系桿。
自然,吊車(chē)梁構件截面大,剛性好,利用吊車(chē)梁兼作縱向剛性系桿是極為經(jīng)濟的。在輕鋼結構中,吊車(chē)噸位較小,吊車(chē)梁通常擱置在柱子外伸牛腿上,如果吊車(chē)噸位不大,柱子截面不大,上柱支撐仍可采用圓鋼支撐,下柱支撐則需采用角鋼支撐(除非吊車(chē)噸位在 5t 以下,也可考慮采用圓鋼支撐),角鋼支撐宜設在柱子截面的中部,當柱子截面較大時(shí),則應設置雙肢式支撐分別支撐在柱子的兩個(gè)翼緣處。
顯然,利用吊車(chē)梁兼作剛性系桿,對于邊柱來(lái)說(shuō),因吊車(chē)梁與柱子中心有相當距離,故吊車(chē)梁僅對柱子的內翼緣構成側向支撐作用,不能對柱子的外翼緣構成側向支撐,因柱子的外翼緣也受壓應力,故必須對外翼緣也要有側向支撐,以構成柱子面外計算長(cháng)度的支撐點(diǎn)。為此,在吊車(chē)梁的上翼緣設置一道隅撐與柱子外翼緣相連。此隅撐除了用作柱子外翼緣的側向支撐,還可使吊車(chē)梁在行車(chē)橫向水平力作用下有更好的受力性能,要達此目的應對每根吊車(chē)梁的兩端都設置隅撐,如圖 6.5-1所示,對柱子而言,就是設置雙側隅撐,這樣的隅撐方案除了支撐柱子外,還可構成吊車(chē)梁的側向支撐作用,使吊車(chē)梁的側向跨度減小,從而可減小吊車(chē)梁的側向彎矩和跨中側向撓度,是極為經(jīng)濟合理的方案;但如果對柱子僅設單側隅撐,則該隅撐僅有約束柱子外翼緣側向位移的作用,對吊車(chē)梁則起不到側向支撐作用,同時(shí),吊車(chē)的橫向水平力還會(huì )使柱子產(chǎn)生一個(gè)附加的扭矩作用,故應對柱子設置雙側隅撐,雙側隅撐則可大大減小這個(gè)附加的扭矩。
對于中列柱,在柱子兩側對稱(chēng)布置有吊車(chē)梁,也宜考慮設置隅撐于兩側邊吊車(chē)梁,以提高吊車(chē)梁的側向剛度,此時(shí)的隅撐將會(huì )交叉,可使兩交叉隅撐分別連于吊車(chē)梁上翼緣的上、下表面,柱子此處設加勁肋兼作隅撐的連接板,板厚可與吊車(chē)梁翼緣厚度相同以方便隅撐連接。隅撐按剛性壓桿設計,對雙側隅撐計算內力時(shí),則考慮作為吊車(chē)梁的側向支撐點(diǎn)傳遞行車(chē)的橫向水平制動(dòng)力,可取三跨計算,見(jiàn)圖6.5-2(a),不宜取圖6.5-2(b)的模式,此模式計算有較大偏差,所計算出的隅撐內力過(guò)大、吊車(chē)梁跨中側向撓度過(guò)小。隅撐用摩擦型高強度螺栓連接,隅撐與吊車(chē)梁夾角不超過(guò)45度。對于吊車(chē)梁跨度較大且吊車(chē)噸位較大時(shí),需考慮設置制動(dòng)梁。
另外,值得注意的是,一般輕鋼結構擱置吊車(chē)梁的牛腿在柱子上是懸臂梁構造,因此,行車(chē)縱向制動(dòng)力會(huì )對懸臂牛腿產(chǎn)生一個(gè)側向彎矩,對柱子有一個(gè)附加的扭矩,這個(gè)側向彎矩和柱子上的附加扭矩不能依靠上述設置雙側隅撐的方案來(lái)消除,因為行車(chē)縱向制動(dòng)力主要是通過(guò)柱間支撐傳遞的,柱間支撐吸收了幾乎所有的縱向制動(dòng)力,故柱子就不再有扭矩,而側向彎矩全部集中在柱間支撐處的這個(gè)懸臂牛腿上(無(wú)柱間支撐的柱子牛腿不用考慮側向彎矩),這個(gè)側向彎矩對該牛腿有一定影響,還是應該計算,但一般鋼結構設計手冊沒(méi)有給出這種計算,設計人員也就不去算它,有點(diǎn)欠妥??梢园吹踯?chē)縱向制動(dòng)力乘以吊車(chē)梁腹板到懸臂牛腿根部的水平距離作為柱間支撐處牛腿承受的側向彎矩,同時(shí)也是該根柱的附加扭矩。顯然,側向彎矩使該柱有附加正應力,附加扭矩使該柱有附加剪應力。
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