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什么是鋼結構建筑?

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     用型鋼或鋼板制成基本構件,根據使用要求,通過(guò)焊接或螺栓連接等方法,按照一定規律組成的承載機構叫鋼結構。鋼結構在各項工程建設中的應用極為廣泛,如鋼橋、鋼廠(chǎng)房、鋼閘門(mén)、各種大型管道容器、高層建筑等.

鋼結構建筑根據結構受力特點(diǎn)大致可分為門(mén)式剛架結構、空間桁(héng)架結構、張弦梁結構、弦支穹頂結構、網(wǎng)架結構和多高層結構.

1. 門(mén)式剛架結構:

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在單層和多層房屋和一般構筑物中,以熱軋型鋼、焊接型鋼、冷彎薄壁型鋼、壓型鋼板和薄壁鋼管等作為主要受力構件組成的,并采用輕型屋面和墻面的鋼結構。門(mén)式剛架是輕鋼結構中最常見(jiàn)一種結構形式。

門(mén)式剛架的主結構構件主要是H型鋼,可根據受力部位設計為變截面,若受力較大還可采用格構式柱或屋面桁架等組合構件;

門(mén)式剛架一般高度較小,構件較輕,現場(chǎng)都是采用螺栓連接,因此該類(lèi)工程安裝都相對較簡(jiǎn)單;

2. 空間桁(héng)架結構


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空間桁(héng)架是由鋼管組成,截面承載能力強,跨度大,截面可彎曲為曲線(xiàn)造型,外型優(yōu)美,內部空間簡(jiǎn)潔,常用于公共建筑;

空間桁架跨度大,構件重,用作公共建筑如機場(chǎng)、會(huì )展一般都是在樓面上施工,大型機械不能進(jìn)入,其它類(lèi)型空間結構施工基本上都會(huì )受場(chǎng)地條件限制,因此施工較復雜,現場(chǎng)吊裝、焊接工作量大;

3. 張弦梁結構


張弦梁結構在近代是由日本大學(xué)M.Saitoh教授明確提出,是一種區別于傳統結構的新型雜交屋蓋體系。張弦梁結構是一種由剛性構件上弦、柔性拉索、中間連以撐桿形成的混合結構體系,其結構組成是一種新型自平衡體系,是一種大跨度預應力空間結構體系,也是混合結構體系發(fā)展中的一個(gè)比較成功的創(chuàng )造。張弦梁結構體系簡(jiǎn)單、受力明確、結構形式多樣、充分發(fā)揮了剛柔兩種材料的優(yōu)勢,并且制造、運輸、施工簡(jiǎn)捷方便,因此具有良好的應用前景。

例子:地鐵高架站站房屋架

4. 弦支穹頂結構


弦支穹頂結構與張弦梁結構類(lèi)似,都是利用索的張力產(chǎn)生一個(gè)對梁的支撐力以達到減小梁的受力的目的,但兩者之間還是有顯著(zhù)的區別:張弦梁索是直線(xiàn)張拉,弦支穹頂索是環(huán)形張拉;

弦支穹頂索環(huán)形張拉因此這種結構體系適合做類(lèi)似圓形的屋蓋,如北京自行車(chē)館、安徽大學(xué)體育館等;

5. 網(wǎng)架結構

網(wǎng)架結構是一種較成熟的體系,它是由單根構件通過(guò)球體連接成為一個(gè)整片的結構,具有用鋼量省、空間剛度大、整體性好、施工速度快的優(yōu)點(diǎn);但桿件過(guò)多顯得委很零亂,不如桁架結構美觀(guān);

網(wǎng)架是一種高次超靜定結構,施工時(shí)桿件初始應力不好控制,所以會(huì )出現實(shí)際受力與計算不符情況,容易出現質(zhì)量問(wèn)題;

網(wǎng)架按結構體系可分為平面桁架系和角錐體系。平面桁架系網(wǎng)架:兩向正交正放網(wǎng)架、兩向正交斜放網(wǎng)架;角錐體系網(wǎng)架:四角錐體網(wǎng)架、三角錐網(wǎng)架;

網(wǎng)架的連接可采用螺栓球和焊接球連接,螺栓球一般適合較小跨度網(wǎng)架,焊接球適合大跨度網(wǎng)架;

6. 多高層結構

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(1)框架結構

由柱和梁組成框架,承受豎向力和側向力;

剛框架抗側力性能較差,結構側向變形大,一般適合20層以下結構;

柱子一般采用箱型鋼柱或鋼管混凝土柱;

鋼管混凝土柱是在圓管柱或箱型柱中灌入混凝土,既具有鋼結構的優(yōu)點(diǎn),又充分利用了混凝土抗壓好的特性。

(2)框架支撐結構

由柱和梁組成框架,在柱間設有支撐用于抵抗側向力;

剛框架抗側力性能較較好,結構側向變形較大,一般適合40層以下結構;

(3)框架剪力墻結構

與框架支撐結構類(lèi)似,只是支撐換成剪力墻用于抵抗側向力;

剪力墻一般為混凝土板或鋼板,或鋼混組合結構,比支撐具有更好的抗側剛度,布置更靈活,可適合更高的建筑結構。

(4) 框筒結構

此種結構體系一般是由鋼筋混凝土核心筒與外圈鋼框架組合而成;

核心筒主要是由四片以上的鋼筋混凝土墻體圍成的方形、矩形或多邊形筒體,內部設置一定數量的縱、橫向鋼筋混凝土隔墻。當建筑很高時(shí),核心筒墻體內可能設置一定數量的型鋼骨架;

外圈鋼框架是由鋼柱與鋼梁剛接而成;

建筑的側向變形主要由核心筒來(lái)抵抗,這是高層中最常用的一種結構體系。


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