钢结构论文范文及感想

钢结构课程总结范文

《钢结构基础》是一门重要的专业课程，通过对这门专业课程的学习我们要达到以下几点目标：掌握钢结构的特点和钢结构的应用范围；理解钢结构按极限状态的设计方法，掌握其设计表达式的应用；初步了解钢结构的主要结构形式；了解钢结构在我国的发展趋势；为进一步深入学习钢结构知识打下基础。

一、钢结构的概念、特点及应用

由型钢和钢板连接成基本构件，然后运至现场组装成整体结构形式，称为钢结构。钢结构具有以下集中特点：①轻质高强；②塑性韧性好；③施工周期短；④材质均匀；⑤气密性和水密性好；⑥耐腐蚀性差；⑦耐火但不耐热；⑧低温冷脆。

钢结构的合理应用范围主要取决于钢结构本身的特性，从技术角度看，钢结构的合理应用范围包括以下几个方面：①大跨度结构；②重型厂房结构；③受动力荷载影响的结构；④可拆卸的结构；⑤高耸结构和高层建筑；⑥容器和其他构筑物；⑦轻型钢结构。

二、钢结构的极限状态

《钢结构设计规范》除疲劳计算外，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项系数的设计表达式进行计算。当结构或其组成部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时，此特定状态就称为该功能的极限状态。

1、承载能力极限状态：包括构件和连接的强度破坏、疲劳破坏和因

过度变形而不适于继续承载，结构和构件丧失稳定，结构转变为机动体系和结构倾覆。

2、正常使用极限状态：包括影响结构、构件和非结构构件正常使用或外观的变形，影响正常使用的振动，影响正常使用或耐久性能的局部损坏。

三、钢结构的材料

1．对钢结构用钢的基本要求

（1）较高的抗拉强度，和屈服点；

（2）较高的塑性和韧性；

（3）良好的工艺性能；

（4）根据具体工作条件，有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力。

2．钢材的主要性能

（1）强度性能

比例极限；屈服点；抗拉强度或极限强度。

（2）塑性性能

伸长率：试件被拉断时的绝对变形值与试件原标距之比的百分数，称为伸长率。

（3）冷弯性能

冷弯性能由冷弯试验确定。试验时使试件弯成l80°，如试件外表面不出现裂纹和分层，即为合格。冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下的塑性应变能力和钢材质量的综合指标。

（4）冲击韧性

韧性是钢材强度和塑性的综合指标。由于低温对钢材的脆性破坏有显著影响，在寒冷地区建造的结构不但要求钢材具有常温（20℃）冲击韧性指标，还要求具有负温（0℃、-20℃或-40℃）冲击韧性指标，以保证结构具有足够的抗脆性破坏能力。

3.钢材的选择

选择钢材时考虑的因素有：

1）结构的重要性：重要结构应考虑选用质量好的钢材；一般工业与民用建筑结构，可选用普通质量的钢材。

2）荷载情况：直接承受动力荷载的结构和地震区的结构，应选用综合性能好的钢材；一般承受静力荷载的结构则可选用价格较低的Q235钢。

3）连接方法：焊接结构对材质的要求应严格一些。

4）结构所处的温度和环境：在低温条件下工作的结构，尤其是焊接结构，应选用具有良好抗低温脆断性能的镇静钢。

5）钢材厚度：厚度大的焊接结构应采用材质较好的钢材。

四、轴心受力构件

（一）轴心受力构件的强度和刚度

1．轴心受力构件的强度计算

轴心受力构件的强度是以截面的平均应力达到钢材的屈服点为承载力极限状态。

2．轴心受力构件的刚度计算

轴心受力构件的刚度是以限制其长细比保证

（二） 轴心受压构件的整体稳定

1．理想轴心受压构件的屈曲形式

理想轴心受压构件可能以三种屈曲形式丧失稳定：

①弯曲屈曲  双轴对称截面构件最常见的屈曲形式。

②扭转屈曲  长度较小的十字形截面构件可能发生的扭转屈曲。 ③弯扭屈曲  单轴对称截面杆件绕对称轴屈曲时发生弯扭屈曲。

2．理想轴心受压构件的弯曲屈曲临界力

若只考虑弯曲变形，临界力公式即为著名的欧拉临界力公式。

（三）轴心受压构件的局部稳定

一般组成轴心受力构件的板件的厚度与板的宽度相比都较小，如果这些板件过薄，则在压力作用下，板件将离开平面位置而发生凸曲现象，这种现象称为板件丧失局部稳定。

五、钢结构的连接

（一）螺栓连接

螺栓连接分普通螺栓连接和高强度螺栓连接两大类

1、普通螺栓连接

普通螺栓分为A、B、C三级。A级与B级为精制螺栓，C级为粗制螺栓。A、B级精制螺栓表面光滑，尺寸准确，对成孔质量要求高，制作和安装复杂，价格较高，已很少在钢结构中采用。A、B级精制螺栓的'区别仅是螺栓杆长度不同。C级螺栓一般可用于沿螺栓杆

轴受拉的连接中，以及次要结构的抗剪连接或安装时的临时固定。

2、高强度螺栓连接

高强度螺栓连接有摩擦型连接和承压型连接两种类型。

（1）摩擦型连接：只依靠被连接板件间强大的摩擦力传力，以摩擦力被克服作为连接承载力的极限状态。为了提高摩擦力，对被连接件的接触面应进行处理。

（2）承压型连接：允许接触面发生相对滑移，以栓杆被剪坏或被承压破坏作为连接承载力的极限状态。

高强度螺栓性能等级包括级和两种。摩擦型连接的螺栓孔径比螺栓公称直径d大，承压型连接的螺栓孔径比螺栓公称直径d大；承压型连接的承载力比摩擦型连接高，可节约螺栓。但剪切变形大，故不得用于承受动力荷载的结构中。

（二）焊接

钢结构中一般采用的焊接方法有：电弧焊、电渣焊、气体保护焊和电阻焊等。

1、焊缝连接的优缺点

（1） 优点：焊件间可直接相连，构造简单，制作加工方便；不削弱

截面，用料经济；连接的密闭性好，结构刚度大；可实现自动化操作，提高焊接结构的质量。

（2） 缺点：在焊缝附近的热影响区内，钢材的材质变脆；焊接残余

应力和变形使受压构件承载力降低；焊接结构对裂纹很敏感，低温时冷脆的问题较为突出。

2、焊缝的形式

（1）角焊缝

角焊缝按其截面形式可分为直角角焊缝和斜角角焊缝。两焊脚边的夹角为90°的焊缝称为直角角焊缝，直角边边长hf称为角焊缝的焊脚尺寸，he＝为直角角焊缝的计算厚度。斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中。对于夹角大于135°或小于60°的斜角角焊缝，不宜用作受力焊缝（钢管结构除外）。

（2）对接焊缝

坡口形式与焊件厚度有关。当焊件厚度很小（手工焊6mm，埋弧焊10mm）时，可用直边缝。对于一般厚度（t=10～20mm）的焊件可采用具有斜坡口的单边V形或V形焊缝。斜坡口和离缝c共同组成一个焊条能够运转的施焊空间，使焊缝易于焊透；钝边p有托住熔化金属的作用。对于较厚的焊件（t＞20mm），则采用U形、K形和X形坡口。对于V形缝和U形缝需对焊缝根部进行补焊。对接焊缝坡口形式的选用，应根据板厚和施工条件按现行标准《建筑结构焊接规程》的要求进行。凡T形，十字形或角接接头的对接焊缝称之为对接与角接组合焊缝。

浅谈--轻型钢结构组合房屋的应用及问题 一、轻型钢结构组合房屋的发展和应用 1、国外轻型钢结构组合房屋应用点滴 在美国、欧洲、日本等地轻型钢结构组合房屋得到广泛应用,轻型钢结构组合房屋的专业生产厂家也很多,有的规模还很大。法国ALGECO公司是法国乃至欧洲最大的轻型钢结构组合房屋销售租赁公司。 在柱子断面设计中考虑了设置水落管和电线。该公司根据客户的要求研究开发了多种产品系列,轻型钢结构组合房屋广泛用于各种临时办公、住宿、医院、教室、健身房及贮物仓库等;用于小卖部、报亭和售票处等商业建筑;洗手间、保安等特殊用房;用于各种紧急状态、救灾等用房。也可以按照客户要求进行内外装修建成高档的组合房屋。 该公司的轻型钢结构组合房屋是以盒子单元组成的1~3层房屋。房间内部可以由几个盒子组成使用灵活的大空间,也可以用轻质板材隔断成小房间。组合房屋可以设有外廊、外楼梯或室内楼梯。单个盒子单元,是由轻型H型钢,槽钢,方钢管组成的底座;柱子,纵梁横梁采用特殊形状的冷弯薄壁型钢做成;屋面采用彩色压型钢板,保温材料和彩钢吊顶板;墙板采用彩钢夹芯板。 日本有很多轻型钢结构组合房屋的专业厂家,其中NAGAWA公司是盒子单元体系轻型钢结构组合房屋生产,销售,租赁的专业厂家,属业界第一。日本东海租赁株式会社是盒子单元和框架支撑体系轻型钢结构组合房屋生产,销售,租赁的专业厂家,1988年进入中国,先后在福建、上海、北京、西安、东莞等地投资建厂成立公司。NAGAWA公司的组合房屋主要有三种类型: a 单个盒子单元:有6种尺寸规格不同的盒子单元,可拼成各种不同型式的单层、两层组合房屋; b 连排盒子结构集成房屋:标准盒子单元的尺寸为:长度三种;宽度;高度;8种标准盒子单元可组成各种功能的单层.两层组合房屋。 c 按照客户要求设计加工的高档组合房屋:组合房屋的结构仍是盒子单元,仅内外装修.橱房.卫生间等采用高档产品,可提供单层.两层的组合房屋。 日本NAGAWA公司组合房屋具有以下优点:现场安装快捷,简单的三十分钟,复杂的一天之内可以安装完毕;可拆除可搬迁;丰富新颖的外观造型可满足不同客户的要求;抗震、抗风性能好,强度高耐久性好. 组合房屋广泛用于建筑工地的临时办公室,事务所,简易仓库及储物间;用于举办大型活动的各种简易店铺;用于台风地震等救灾临时住房.高档的组合房屋广泛用于旅游度假住房,事务所.店铺等. 日本东海工业株式会社的预制装配式轻型钢结构组合房屋可以做成1~3层房屋。其结构型式为盒子结构或框架支撑结构. 盒子单元结构可以组成单层单栋、横向纵向联排组合房屋;两层横向纵向联排组合房屋,并配置各种内外楼梯。框架支撑结构体系:组合房屋标准定型,长度方向和宽度(跨度)方向均以K为模数，1K=1820mm；高度方向以P为模数，1P=895mm（墙板的宽度）。也可以按照客户的要求提供非标准规格的组合房屋。 1、国内轻型钢结构组合房屋的应用 改革开放以来我国经济高速发展、大规模的城市化建设正在进行，各个领域各种行业都处在高发展阶段，在大量的永久性建筑、构筑物及道路桥梁交通设施等建设中需要大量的临时性建筑与其配套;另外长期需要野外工作、露天工作的行业;在紧急需要、抗震救灾时;在旅游、节日人流高峰时都需要有满足不同要求的临时房屋。所以各种临时性建筑应运而生，随着时代的进步，劳动条件的改善，构建和谐社会的需要，国家对临时性建筑的安全、适用和居住条件的改善有了高的要求。其中轻型钢结构组合房屋用的越来越多,因为轻型钢结构组合房屋作为临建房屋具有很多优点。轻型钢结构组合房屋一般是指采用轻型H型钢,冷弯薄壁型钢,圆钢,小角钢及压型钢板,夹芯板组成的1~3层临时性建筑。这种轻型钢结构组合房屋是最简单也是工业化程度最高的轻型钢结构房屋。 轻型钢结构组合房屋按照结构型式不同分为板式结构,框架支撑结构,框架结构和盒子单元结构等.轻型钢结构组合房屋有以下特点: 1、重量轻:组合房屋重量约为15~30kg/m2. 2、组装简便快速:房屋所有的构件,板材都在工厂预制好,运到现场采用螺栓,自攻螺丝,拉铆钉等连接件组装.房屋建造速度很快,根据房屋型号不同,一般1个工人1天可以安装20~50m2.一栋两层200平方米的组合房屋6个工人一天半就可以安装完毕,马上即可投入使用，是工业化程度最高的钢结构建筑。 3、组合房屋属环保型建筑,施工中无建筑垃圾。 4、可以销售也可以租赁的灵活经营模式,为用户提供多种选择和服务。 5、设计标准定型,组合灵活多样;构件制作工厂化生产,加工精度高,质量好。 6、房屋可拆装,可搬迁,运输组装简便.一台汽车可以装运组合房屋500平方米左右。 7、轻型钢结构组合房屋重量轻,基础简单工作量少,抗震性能好。 由于以上优点轻型钢结构组合房屋在建筑工程,铁路公路建设,石油化工,水利建设及军事工程及抗震救灾等领域的临时建筑中得到广泛应用.另外在临时办公用房,临时宿舍和临时小厂房仓库等;在商店,报厅,餐馆,电话厅等商业建筑;度假房屋等旅游建筑;交通岗厅,收费站等交通设施以及环卫建筑等方面也得到了广泛的应用. 去年汶川大地震后，建设部根据党中央和国务院抗震救灾工作的部署和要求，组织十几个省市为灾区建设过渡安置房,选择的结构型式就是轻型钢结构组合房屋（简称彩钢活动板房）。短短3个月，50万套活动房屋拔地而起，用作宿舍、医疗、商店、学校、办公等，在救灾中发挥了巨大作用，也充分展示了轻钢组合房屋的优点。经过二十多年轻型钢结构组合房屋得到了迅猛的发展，生产厂家大小上千家，规模大质量好的专业厂家有几十家,以雅致公司及榕东、诚栋为代表的轻型钢结构拼装式活动板房、以三河莲山为代表的移动箱型房屋、以中天房车为代表的房车型房屋、以宝钢彩钢发展公司为代表的旅游别墅房，较大的厂家有雅致、榕东、诚栋、恒鑫等。雅致集成房屋股份有限公司致力于新型集成房屋的开发与经营，在深圳及全国各地设有大型生产及配送基地，年生产能力达500万平方米，销售及服务网络覆盖全国几十个重点城市，已形成全国性经营格局。该公司己成为我国轻型钢结构组合房屋生产规摸和产量、销售和租赁最大的厂家，该公司轻型钢结构组合房屋在北京奥运场馆、广州地铁、成都新建工程的临建房屋中得到大量应用。去年汶川大地震首先捐助2万平方米活动房屋到灾区，而后在过渡安置房的建设中承建了171万平方米活动房，作出了巨大贡献，胡锦涛总书记曾视察该公司廊坊工厂，对他们的救灾工作给予很高评价。榕东活动房股份有限公司是合资公司,全套引进日本组合房屋的先进技术和设备，在漳州、北京、上海及西安均设有分公司及工厂，是目前技术水平高、实力较强的活动房屋公司。其房屋在福建沿海、北京、上海及西北地区得到大量应用。北京诚栋房屋制造有限公司是国内最早生产活动房屋的专业厂家。该公司研究开发能力强、技术水平先进，其产品销往海外十多个国家，是国内活动房屋行业外贸出口经营业绩最好的企业之一。在北京建国五十周年阅兵训练用房、小汤山应急医院及青藏铁路建设的临建房屋中得到大量应用，其质量得到一致好评。在汶川大地震后捐赠了灾区第一所轻钢房屋学校，而后又建造了22万平方米活动房屋，在抗震救灾中作出很大贡献。 二、轻型钢结构组合房屋的问题及建议 1、规范市场、加强质量管理，保证房屋安全使用 如上所述临时性建筑的需要量很大而且逐年增加，是一个相当大的市场。但是，目前国内临建市场比较混乱，房屋良莠不一，安全质量事故时有发生。有的临建在使用中突然倒塌，有的被风吹倒了，有的发生火灾烧毁了，有的在安装或拆卸时倒坍了等等，造成人员伤亡和财产损失，所以保证临建房屋的安全使用迫在眉睫。国内外的实践经验证明轻型钢结构组合房屋是一项很有发展前途的新技术新产品，但是由于在我国应用时间不长，在设计标准和加工质量上管理欠缺，反映在使用中的主要问题有：屋面漏水、柱子、梁和屋架等钢构件加工安装质量不高,钢构件锈蚀问题，防火问题等等。这些问题和轻型钢结构组合房屋的设计和加工不规范有很大关系。 2、尽快解决设计依据和产品标准问题 轻型钢结构组合房屋属于临时性建筑，按照国家标准《建筑结构可靠度设计统一标准》GB50068-2001的规定，组合房屋设计使用年限为5年，结构在规定的设计使用年限内应满足安全、适用、耐久等使用功能要求，为保证建筑结构具有规定的可靠度，除应进行必要的设计计算外，还应对材料性能、施工质量、使用和维护进行相应的控制。对控制的具体要求，应符合有关设计施工标准的专门规定。目前我国对于临建用的轻型钢结构组合房屋还没有专门的标准、规定和参考图集。目前这种房屋处于设计随意或缺失，市场混乱产品质量难以保证。只有北京市建委编制了《建设工程施工现场临建房屋技术规程（轻型钢结构部分）》DBJ01-98-2005，中国标准化协会《拆装式活动房屋》CAS154-2007，这两本标准还有待完善，国内大部分地区的组合房屋还处于临时建筑不被重视或无人管理状态，所以使用中倒坍、火灾、风灾损毁的情况时有发生，有的还非常严重造成人员伤亡财产损失。所以为了满足国内使用和出口的要求，尽快组织编制建设部轻型钢结构组合房屋产品标准和标准图集十分必要。 3、积极开展轻型钢结构组合房屋的研究开发 为了使轻型钢结构组合房屋这个产品健康发展，目前要组织厂家进行以下方面研究： a 尽快组织编制轻型钢结构组合房屋标淮，使该产品设计、制作、安装、使用有章可循。尽快组织编制轻型钢结构组合房屋通用或标准图集，以规范市场保证质量。这种房屋产品虽小虽简单不被重视，但任其恶性竞争也会造成损失并最终被淘汰。 b 在学习国外先进技术的基础上,结合我国具体情况研究开发适合于不同地区、不同行业的系列产品，提高轻型钢结构组合房屋的标准化、定型化和工厂化水平，保证房屋质量。另外，可租可售的灵活经营符合节能减排文明施工的方针也值得推广。 c 进行活动房屋防火性能研究，例如夹芯板内侧不用彩钢板改为防火性能好的板材，内隔墙不用彩钢夹芯板改用其它防火性能好的板材，柱和屋架采用防火板包覆等，保温材料可否改用防火性能好的岩棉等等。对改进部分进行必要的防火性能试验。 4、对轻型钢结构组合房屋防火问题的探讨：最近一段时间不断发生二三层活动房屋宿舍火灾事故，造成人员伤亡财产损失，为此有的地区消防部门提出彩钢板活动房不适合用于宿舍，更有甚者说区内凡发现彩钢板建筑该拆就拆，该改就改。这说明彩钢活动房屋的防火研究及规范设计施工、规范市场己到了刻不容缓的地步。在目前还没有活动房屋专业标准的情况下，轻型钢结构组合房屋的防火仍应遵守国家标准《建筑设计防火规范》GBJ16-87（2001年版）的有关规定。 轻型钢结构组合房屋属于临时性建筑，可以按照规范第条规定，耐火等级为四级，最多允许层数2层，防火分区间最大允许长度60米，每层最大允许建筑面积600平方米。备注要求对于学校、食堂、菜市场、托儿所、幼儿园、医院等不应超过一层。 另外，按照规范第条表的规定，对于耐火等级为四级的建筑物其构件的燃烧性能和耐火极限为：多层柱子为难燃烧体，耐火极限小时，单层柱子可为燃烧体；梁为难燃体，小时；楼板为难燃烧体，小时；屋顶承重构件、疏散楼梯及吊顶均为燃烧体；墙体：非承重外墙、疏散走道两侧的隔墙及房间隔墙为难燃烧体，小时。 按此规定目前轻型钢结构组合房屋在层数上3层是不符合防火要求的；作为学校、食堂超过一层的也不符合规定；2层3层组合房屋钢柱和无吊顶的钢梁耐火极限达不到小时要求；不少活动房屋的防火区间和每层建筑面积都超过规范规定的防火区间最大允许长度60米和每层最大允许建筑面积600平方米的规定，而且对于疏散楼梯的间距数量也为省钱随意减少。 另外在保温材料的性能质量、电线设置安全及使用规定等方面都存在不少问题。这些防火隐患必须尽快组织研究解决，否则会影响轻钢组合房屋的生存和健康发展。总之，当今社会活动房现象越来越多了，集装箱改装房也越来越多了。