《鋼框架構(gòu)造》課件

鋼框架通用構(gòu)造本課程將介紹鋼框架結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)造、連接方式、設(shè)計要點及施工驗收標(biāo)準(zhǔn)，幫助學(xué)員掌握鋼結(jié)構(gòu)工程實踐必備知識。課程目標(biāo)與學(xué)習(xí)內(nèi)容掌握基本理論理解鋼框架受力原理熟悉構(gòu)造細節(jié)掌握節(jié)點連接方式應(yīng)用工程實踐解決實際工程問題規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用理解設(shè)計與驗收標(biāo)準(zhǔn)鋼框架結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史19世紀(jì)初期鑄鐵框架建筑出現(xiàn)19世紀(jì)末芝加哥學(xué)派發(fā)展20世紀(jì)中期焊接技術(shù)廣泛應(yīng)用21世紀(jì)裝配式鋼結(jié)構(gòu)興起國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展現(xiàn)狀國際現(xiàn)狀高效率預(yù)制化裝配精度高信息化管理成熟國內(nèi)現(xiàn)狀快速增長階段標(biāo)準(zhǔn)體系完善中高層建筑應(yīng)用廣泛鋼框架結(jié)構(gòu)的分類按用途分類工業(yè)廠房民用建筑按連接方式剛接框架鉸接框架按層數(shù)分類單層框架多層框架按穩(wěn)定體系純框架帶支撐框架鋼框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點優(yōu)點強重比高跨度大施工周期短抗震性能好缺點防火要求高防腐要求嚴(yán)格構(gòu)造復(fù)雜造價相對較高技術(shù)挑戰(zhàn)節(jié)點設(shè)計難度大安裝精度要求高抗側(cè)移穩(wěn)定控制鋼框架的常用應(yīng)用領(lǐng)域超高層建筑可實現(xiàn)大跨度、高層數(shù)大跨度公共建筑場館、展廳、機場工業(yè)廠房輕質(zhì)高效利于設(shè)備布置鋼結(jié)構(gòu)常用材料簡介普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235、Q355高強度鋼Q390-Q690耐候鋼09CuPCrNi-A耐火鋼FR系列鋼材性能及選用要點材料等級屈服強度(MPa)抗拉強度(MPa)適用部位Q235B235370-500次要受力構(gòu)件Q345B345470-630主要受力構(gòu)件Q390390490-650特殊高強構(gòu)件鋼框架結(jié)構(gòu)力學(xué)原理荷載傳遞垂直與水平荷載傳遞路徑內(nèi)力分布彎矩、剪力分布規(guī)律變形特性彈性、塑性變形機制受力特點與變形分析豎向荷載由樓面向基礎(chǔ)傳遞風(fēng)荷載主要引起水平變形地震作用產(chǎn)生動力響應(yīng)溫度變形需設(shè)置伸縮縫承重體系與受力傳遞路徑屋面系統(tǒng)承擔(dān)風(fēng)雪荷載樓面系統(tǒng)傳遞豎向荷載柱網(wǎng)系統(tǒng)主要承重構(gòu)件基礎(chǔ)系統(tǒng)將荷載傳至地基構(gòu)件類型及功能區(qū)分柱承擔(dān)豎向荷載和彎矩梁承擔(dān)彎矩和剪力支撐提供側(cè)向剛度連接節(jié)點保證構(gòu)件協(xié)同工作主梁、柱與次梁布置原則主梁跨度方向布置次梁垂直于主梁方向柱網(wǎng)滿足建筑功能需求剪力墻與框架-剪力墻結(jié)構(gòu)鋼板剪力墻提高側(cè)向剛度承擔(dān)水平荷載厚度一般3-25mm框剪結(jié)構(gòu)協(xié)同工作機制底部墻較多上部框架為主基礎(chǔ)連接與傳力構(gòu)造柱腳埋件預(yù)埋精確定位、預(yù)埋牢固鋼柱安裝就位調(diào)整垂直度、找平灌漿連接固定確保受力均勻傳遞梁柱節(jié)點設(shè)計基本要求強度要求承載力滿足設(shè)計要求應(yīng)考慮附加應(yīng)力焊縫應(yīng)有足夠強度剛度要求滿足整體穩(wěn)定性限制節(jié)點轉(zhuǎn)動控制框架變形施工性要求便于現(xiàn)場安裝減少高空作業(yè)便于質(zhì)量檢查梁柱剛性與鉸接節(jié)點剛接節(jié)點傳遞彎矩、剪力和軸力半剛性節(jié)點具有一定轉(zhuǎn)動能力鉸接節(jié)點主要傳遞剪力和軸力高強螺栓連接構(gòu)造詳解10.9常用等級抗拉強度1000MPa2d邊距要求不小于螺栓直徑兩倍3d螺栓間距一般為螺栓直徑三倍110%扭矩系數(shù)擰緊扭矩控制要求焊接連接常用形式角焊縫對接焊縫塞焊點焊鋼框架樓層布置方式規(guī)則網(wǎng)格式柱網(wǎng)均勻分布放射式適用于圓形平面混合式根據(jù)功能需求調(diào)整柱位樓蓋系統(tǒng)布置優(yōu)化強度要求確保承載力滿足規(guī)范振動控制滿足舒適度要求材料效率優(yōu)化用鋼量施工便捷提高安裝效率支撐體系類型與功能交叉支撐剛度大，適用于高層K形支撐減小梁跨中彎矩V形支撐布置靈活，施工方便偏心支撐具有良好耗能能力連系梁、圈梁和系桿設(shè)置1連系梁設(shè)置連接框架柱，增強整體性圈梁布置沿樓層周邊設(shè)置，提高整體剛度3系桿構(gòu)造控制構(gòu)件面外變形斜撐安裝提供水平荷載抵抗能力防屈曲措施與穩(wěn)定設(shè)計柱構(gòu)件穩(wěn)定軸向與彎扭屈曲采用合理截面設(shè)置支撐點梁構(gòu)件穩(wěn)定側(cè)向屈曲控制翼緣加勁設(shè)置橫向支撐地震作用下的鋼框架設(shè)計1強柱弱梁確保塑性鉸在梁端形成節(jié)點超強設(shè)計保證節(jié)點區(qū)不屈服良好延性構(gòu)造提供充分變形能力防火構(gòu)造與耐火涂層防火涂料厚度根據(jù)耐火等級確定防火板干式安裝，施工便捷混凝土包裹耐久性好，適用于重要部位防腐處理與壽命提升表面處理噴砂除銹達到Sa2.5級底漆涂裝環(huán)氧富鋅底漆保護面漆涂裝聚氨酯或氟碳面漆定期檢查發(fā)現(xiàn)損傷及時修復(fù)節(jié)點耐久性的保證措施密封處理焊縫完整性檢查接縫密封膠處理防水構(gòu)造設(shè)計防腐設(shè)計節(jié)點區(qū)加強防腐避免積水構(gòu)造設(shè)置泄水孔構(gòu)造優(yōu)化減少應(yīng)力集中避免銳角設(shè)計考慮溫度變形鋼框架結(jié)構(gòu)構(gòu)造詳圖舉例節(jié)點構(gòu)造詳圖柱腳詳圖支撐連接詳圖樓面系統(tǒng)詳圖制作工藝流程簡介下料數(shù)控切割、鋸切鉆孔數(shù)控鉆床加工組裝點焊定位焊接按工藝順序焊接涂裝防腐、防火處理構(gòu)件成品加工要點精度控制確保尺寸誤差在允許范圍內(nèi)變形控制采取合理焊接順序減小焊接變形標(biāo)識系統(tǒng)明確構(gòu)件編號便于現(xiàn)場識別安裝質(zhì)量檢驗外觀、尺寸、焊縫、涂裝全檢工廠預(yù)制與現(xiàn)場拼裝工廠預(yù)制優(yōu)勢精度高質(zhì)量可控效率高不受天氣影響現(xiàn)場拼裝要點起重設(shè)備選擇安裝順序規(guī)劃測量放線準(zhǔn)確臨時支撐設(shè)置螺栓連接施工工藝孔位檢查對正確?？孜晃呛稀⑶宄膛R時螺栓安裝至少30%螺栓臨時固定扭矩扳手緊固按規(guī)范要求施加預(yù)緊力復(fù)檢標(biāo)記全部緊固后進行標(biāo)記并檢查焊接施工質(zhì)量控制焊后檢驗超聲波、射線檢測過程控制溫度、電流監(jiān)測3焊接工藝制定合理工藝參數(shù)人員資質(zhì)持證上崗，技能培訓(xùn)結(jié)構(gòu)吊裝與臨時支撐吊裝設(shè)備選型根據(jù)構(gòu)件重量確定起重能力臨時支撐系統(tǒng)確保結(jié)構(gòu)安裝階段穩(wěn)定安裝順序規(guī)劃先主體后次構(gòu)件施工期間變形與測控柱垂直度偏差(mm)梁撓度(mm)裝配式鋼框架技術(shù)簡介標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)件模數(shù)化設(shè)計批量生產(chǎn)通用連接快速連接技術(shù)免焊接節(jié)點高強度螺栓卡扣式連接集成化設(shè)計機電管線預(yù)留外圍護系統(tǒng)整合樓板預(yù)制工程常見問題與防治安裝偏差精確放線，嚴(yán)格控制施工精度焊縫開裂控制焊接應(yīng)力，防止過快冷卻螺栓松動定期檢查，保證預(yù)緊力涂層破損運輸安裝小心，定期維護鋼框架結(jié)構(gòu)質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)檢驗項目允許偏差檢驗方法柱垂直度H/1000且≤30mm經(jīng)緯儀、垂線梁標(biāo)高±8mm水準(zhǔn)儀節(jié)點間隙≤2mm塞尺高強螺栓扭矩設(shè)計值±10%扭矩扳手鋼框架驗收流程與要點材料驗收檢查鋼材質(zhì)量證明主體驗收檢查幾何尺寸、焊接質(zhì)量防護驗收檢查防火、防腐層厚度資料驗收完整性、準(zhǔn)確性檢查現(xiàn)行主要標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范簡述設(shè)計規(guī)范GB50017、GB50011等施工規(guī)范GB50205、JGJ82等驗收規(guī)范GB50205、GB50300等GB50017-2017《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》材料章節(jié)規(guī)定鋼材性能要求設(shè)計方法基于極限狀態(tài)法構(gòu)件設(shè)計軸力、彎矩等承載力計算連接設(shè)計螺栓、焊縫等連接計算GB50205-2020《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》適用范圍規(guī)定了新建、擴建鋼結(jié)構(gòu)驗收要求主要內(nèi)容材料、焊接、螺栓、防護等驗收標(biāo)準(zhǔn)3檢驗方法規(guī)定了各項指標(biāo)的檢驗方法與頻率資料要求明確了各類驗收文件與記錄要求相關(guān)規(guī)范在實際工程的應(yīng)用設(shè)計階段材料選擇荷載取值構(gòu)件驗算施工階段工藝要求質(zhì)量控制安全措施驗收階段檢驗標(biāo)準(zhǔn)允許偏差資料整理案例1：超高層鋼框架建筑上海中心大廈巨型框架-核心筒結(jié)構(gòu)廣州東塔框架-伸臂桁架結(jié)構(gòu)央視總部大樓外框架-斜交網(wǎng)格結(jié)構(gòu)案例2：工業(yè)廠房鋼框架構(gòu)造剛架式廠房門式剛架結(jié)構(gòu)桁架屋蓋吊車梁設(shè)置案例3