畢業**（設計）
學生姓名吳盛欣_ ______
指導教師李冰
專業名稱: __ _ 建築工程技術_____
所在系部: _ 建築工程系______
2023年 12 月 22 日
遼寧林業職業技術學院畢業**評審書
論鋼結構的工程特點及應用
【摘要】鋼結構工程是現代化工程的先驅，引領著現代化工程的發展方向，其良性的優點做到了很多其他結構工程很難達到的效果，以及精良的施工工藝彌補了鋼結構本身的一些缺點，迄今為止在世界上令人稱歎的鋼結構建築比比皆是，更有一些堪稱為世界奇觀。通過研究鋼結構的特點、性質、施工工藝和應用，說明了鋼結構在今後的建築結構中的地位及發展前景。
【關鍵詞】鋼結構特點性質施工工藝應用
目錄序言 2
第一章鋼結構的特點及其性質 3
1.1鋼結構的特點 3
1.2鋼結構用鋼的基本要求 4
第二章鋼結構的施工工藝 4
2.1鋼構件的安裝 4
2.2鋼結構的高強螺栓連線 4
2.3鋼結構的焊接施工 5
2.4鋼結構的塗裝施工 7
第三章鋼結構的應用 8
3.1大跨度鋼結構 8
3.2重型廠房結構 8
3.3高層建築 9
3.4高聳建築 9
3.5輕型鋼結構 10
結論：鋼結構的未來發展趨勢 11
參考文獻 12
序言2023年我國鋼產量首次突破一億噸，躍居世界第一，為我國的鋼結構發展奠定了物質基礎。近20年的時間裡，我國鋼結構事業和其他行業一樣，得到了前所未有的繁榮和發展，具體表現在以下幾個方面。
1)在設計方法方面，以概率論為基礎的一次二階矩極限狀態設計法[《鋼結構設計規範》(gbj17-88)]的設計法代替了半經驗、半概率的極限狀態設計法[《鋼結構設計規範》(tj17-74)]。現行的新規範[《鋼結構設計規範》(gb50017-2003)]仍然採用一次二階矩極限狀態設計法，該方法雖然是一種近似概率設計法，但比以前已進了一大步。完整的全概率法還有待今後的深入和完善。
2)高強度低合金鋼的產量和品種有較大的發展，在鋼結構中的應用有明顯提高。
3)在高層建築，特別是在超高層建築中，鋼結構得到了較多的應用。最近幾年在上海、北京、廣州、深圳、香港等大城市建造了不少鋼結構超高層建築，如目前在建的高632m的上海中心，共有127層，建成後將會成為我國第一高樓，主樓主要採用了混凝土芯筒與鋼結構。
4)平板網架結構在工業與民用建築中達到了廣泛採用，技術已經非常成熟。與此同時，網殼等其他空間結構也取得了迅速發展，如上海體育場屋蓋結構，採用馬鞍形大懸挑鋼管空間結構，長軸為288.4m，中間敞開橢圓孔的長軸為213m，短軸為150m，屋蓋面積為36100㎡。
64榀懸挑主桁架的一端分別固定在32根鋼筋混凝土柱上，最大懸挑跨度達73.5m，為世界同型別建築中懸挑跨度最大的屋蓋結構。
5)冷彎薄壁型鋼構件在工業與民用建築中的應用(如檁條、牆樑、屋面板、牆板等)日益普遍。門式鋼架輕型房屋鋼結構在吊車起重量較小(q≤20t)和無吊車的廠房、倉庫及需要大空間的民用建築中的應用迅速推廣，並在繼續發展。
6)鋼與混凝土組合梁-板結構、鋼管混凝土結構及預應力鋼結構等，都得到了不同程度的應用和發展。
7)高強度螺栓在鋼結構連線中得到了廣泛的應用。
第一章鋼結構的特點及其性質
1.1鋼結構的特點
一般來說，材料的特性是推出新型建築形式的出發點。鋼結構是用鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼製造而成的。和其它材料的結構相比，鋼結構有如下一些特點：
1.1.1 材質均勻
鋼材在冶煉和軋制過程中質量可以得到嚴格控制，材質波動的範圍小。鋼材內部組織比較均勻，在一定的應力幅度內幾乎是完全彈性的。
1.1.2 重量輕
鋼結構容重雖然較大，與其它建築材料相比，它的強度卻高很多，因而當承受的荷載和條件相同時，鋼結構比其它結構輕，便於運輸和安裝，並可跨越更大的跨度。
1.1.3 抗振（震）性
鋼材的強度高，塑性和韌性都比較好。和其它建築材料相比，強度要高得多。因此，特別適用於跨度大或荷載很大的構件和結構。
在一般條件下不會因超載而突然斷裂，對動力荷載的適應性強。良好的效能使鋼結構具有優越的抗震性。
1.1.4 製造簡便，易於工業化生產
鋼結構所用的材料單純而且是成材，加工比較簡便，並能使用機械操作，因此，大量的鋼結構一般在專業化的金屬結構廠做成構件，精確度較高。構件在工地拼裝，可以採用安設簡便的普通螺栓和高強度螺栓，有時還可以在地面拼裝和焊接成較大的單元再行吊裝，以縮短施工週期。此外，對已建成的鋼結構也比較容易進行改建和加固，用螺栓連線的結構還可以根據需要進行拆遷。
1.1.5 易腐蝕
構築物如果長期暴露於空氣或潮濕的環境中而未加有效的防護時，表面就會鏽蝕。鏽蝕就能引起應力集中，促使結構早期破壞，特別是處於有腐蝕介質的環境中容易鏽蝕，必須刷塗料或鍍鋅，而且在使用期間還應定期維護。因而處於較強腐蝕性介質內的建築物不宜採用鋼結構。
1.1.6 耐火性差
溫度在200℃以內時，鋼材效能降低不多，溫度超過200℃後，強度逐步降低，溫度到達500℃後，鋼材便進入塑性狀態不能繼續承載.。當結構周圍存在著輻射熱，溫度在150℃以上時，就應採取遮擋措施。如果一旦發生火災，結構溫度達到500℃以上時，就可能全部瞬間崩潰。
為了提高鋼結構的耐火等級，通常都用混凝土或磚把它包裹起來。
1.2 鋼結構用剛的基本要求
鋼材種類繁多，規格、用途也不同，對建築結構用鋼來說，主要有三方面要求：
1.2.1 較高的強度：結構的承載力大，所需的截面小，結構的自重輕；
1.2.2 較好的塑性及韌性：塑性好，不易發生脆性破壞；韌性好，利於承受動力荷載；
1.2.3良好的加工效能與耐久性：包括可焊性、冷彎效能以及耐腐效能。
第二章鋼結構的施工工藝
2.1 鋼構件的安裝
（1） 複核預埋螺栓的規格、定位尺寸、標高、露出長度等。對照圖紙，查驗核對現場構件編號與設計的一致性，防止錯裝。
（2） 鋼柱採用一點或兩點起吊，就位後臨時固定，經校正後最終固定。
（3） 鋼梁採用兩點起吊法，吊裝前應事先確定吊點，並進行試吊，以保障其穩定性。鋼梁吊裝後進行臨時固定，安裝水平支撐後，經複核垂直度後最終固定。
（4） 整體框架安裝完畢後，應當對已經安裝的框架再作一次檢查，確認所有構件的安裝的正確性，連線件是否都已緊固，整體彎曲度是否在規範規定的偏差以內。
2.2 鋼結構的高強螺栓連線
（1） 安裝時高強螺栓應自由穿入孔內，不得強行敲打。扭剪型高強螺栓的墊圈安在螺母一側，墊圈孔有倒角的一側應和螺母接觸，不得裝反。
（2） 螺栓不能自由穿入時，不得用氣割擴孔，要用絞刀絞孔，修孔時需使板層緊貼，以防鐵屑進入板縫，絞孔後要用砂輪機清除孔邊毛刺，並清除鐵屑。
（3） 螺栓穿入方向宜一致，穿入高強螺栓用扳手緊固後，再卸下臨時螺栓，以高強螺栓替換。不得在雨天安裝高強螺栓，且摩擦面應處於乾燥狀態
（4） 螺栓緊固
高強度螺栓緊固時，應分初擰、終擰。對於大型節點可分為初擰、復擰和終擰。
初擰：由於鋼結構的製作、安裝等原因發生翹曲、板層間不密貼的現象，當連線點螺栓較多時。先緊固的螺栓就有一部分軸力消耗在克服鋼板的變形上，先緊固的螺栓則由於其周圍螺栓緊固以後，其軸力分攤而降低。
所以，為了盡量縮小螺栓在緊固過程中由於鋼板變形等的影響，採取縮小互相影響的措施，規定高強度螺栓緊固時，至少分二次緊固。第一次緊固稱之為初擰。初擰軸力一般宜達到標準軸力的60%-80%，初擰軸力值最低不應小於標準軸力的30%。
復擰：即對於大型節點高強度螺栓初擰完成後，在初擰的基礎上，再重複緊固一次，故稱之為復擰，復擰扭矩值等於初擰扭矩值。
終擰：對安裝的高強度螺栓作最後的緊固，稱之為終擰。終擰的軸力值以標準軸力為目標，並應符合設計要求。
考慮高強度螺栓的蠕變，終擰時預拉力的損失、根據試驗，一般為設計預拉力的5%-10%。
2.3鋼結構的焊接施工
2.3.1 預熱
在建築鋼結構的焊接施工中，必須根據鋼種、板厚、接頭的約束度和焊縫金屬中含氫量等因素，來決定預熱溫度和方法等。
預熱區域範圍應為焊接坡口兩側各80-100mm(gbj205-83要求)；預熱時應盡可能使加熱均勻一致。
普通碳素結構鋼厚度大於34 mm和低合金結構厚度大於或等於30 mm，工作地點溫度不低於0℃時，應加溫到100-150℃進行預熱。
鋼材預熱方法可選用火焰加熱或電加熱等。但對於鋼材的屈服極限強度＞460n/mm2 的焊接區域進行預熱時，宜選用電加熱方法，原則上禁用火焰加熱。
鋼材預熱溫度的測定方法一般在鋼材加熱的反面距焊縫中心線50 mm處測定。
2.3.2 氣溫、天氣及其他要求
氣溫低於0℃時，原則上應停止焊接工作。但如能將焊接坡口兩側加熱到36℃以上時，仍允許進行焊接。
強風天，應在焊接區周圍設定擋風屏，雨天或溫度大的場合（相對濕度大於80%），應保證母材的焊接區不殘留水份，否則應採用加熱方法，把水份徹底清除後才能進行焊接。
當採用氣體保護半自動焊時，若環境風速大於2m/sec，原則上應停止施焊，但如果採用適當的擋風措施或採用抗風式焊機，仍允許進行焊接。
2.3.3 引弧與熄弧
嚴禁在焊縫區以外的母材上打火引弧。在坡口內引弧的區域性面積應熔焊一次，不得留下弧坑。
對接和t形接頭的焊縫，引弧和熄弧，應在焊件兩端的引入板和引出板開始和終止。當採用包角焊時，注意不得在焊縫轉角處引弧和熄弧。
引弧處不應產生熔合不良和夾渣，熄弧處和焊縫終端為了防止裂紋應充分填滿坑口。
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摘要 本文從建築鋼結構在我國建築行業的應用出發，首先分析了建國以來，建築鋼生產研發和生產技術的發展和進步，然後對建築鋼在我國建築設計中的應用及行業發展目標進行了描述，最後對建築鋼結構在建築行業的前景進行了展望。關鍵詞 建築結構 鋼結構 建築設計 中圖分類號 tu392.5 文獻標識碼 a 文章編號 ...
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