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钢材结构
随着我国经济建设的快速发展，钢结构在工业与民用建筑中的应用越来越广泛，特别是近年来，在国家的大力推动下，我国钢结构工程建设取得了前所未有的发展。
中国著名钢结构建筑
1、钢结构的特点
钢结构自重轻
钢结构工程可靠性较高
钢材具有良好的抗振动（冲击）和抗冲击性能
钢结构制造工业化水平高
钢结构可以准确、快速地组装
易于制成密封结构
钢结构容易腐蚀
钢结构耐火性能差
2.常用结构用钢的牌号及性能
碳素结构钢：Q195、Q215、Q235等。
低合金高强度结构钢
优质碳素结构钢、合金结构钢
特殊用途钢
3.钢结构材料选择原则
钢结构材料的选择原则是在一定条件下，保证承重结构的承载能力，防止发生脆性破坏，是根据结构的重要性、荷载特点、结构形式、受力状态、连接方式、钢材厚度、工作环境等因素综合考虑而确定的。
《钢结构设计规范》GB50017-2003中提出的四种钢材是“适用”型号，在条件允许的情况下是首选型号，只要所用钢材符合规范要求，使用其他型号并不禁止。
4.钢结构主要技术内容
高层钢结构技术
根据建筑高度和设计要求，分别采用框架、框架支撑、筒体和巨型框架结构，构件可采用型钢、刚性钢筋混凝土或钢管混凝土。钢构件重量轻、延性好，可采用焊接型钢或轧制型钢，适用于超高层建筑；刚性钢筋混凝土构件刚度大、耐火性能好，适用于中高层建筑或底层结构；钢管混凝土施工方便，仅用于柱结构。
空间钢结构技术
空间钢结构自重轻、刚度大、造型美观、施工快捷。以钢管为杆件的球面节点平板网架、多层变截面网架、网壳等是我国应用最为广泛的空间钢结构结构型式，具有空间刚度大、用钢量少等优点，设计、施工、检验程序CAD齐全。空间结构除网架结构外，还包括大跨度索悬结构、索膜结构等。
轻钢结构技术
墙体、屋面围护均采用轻质彩钢板的新型结构形式。轻钢结构体系采用5mm以上钢板焊接或卷制的大截面薄壁H型钢墙梁、屋面檩条，圆钢柔性支撑体系，高强度螺栓连接。柱距可从6m至9m，跨度可达30m以上，高度可达十几米，可安装轻型吊四柱。用钢量为20-30kg/m2。现已有规范化设计程序和专业化生产企业，产品质量好，安装速度快，自重轻，投资少，施工不受季节限制。适用于各类轻型工业厂房。
钢-混凝土组合结构技术
由型钢或钢管与混凝土构件组成的梁柱承重结构，属于钢-混凝土组合结构，近年来其应用范围不断扩大。组合结构兼有钢和混凝土的优点，整体强度高、刚度好，抗震性能好，当采用外层混凝土结构时，防火性能、耐腐蚀性能更好。组合结构构件一般可减少用钢量15-20%。组合楼板与钢管混凝土构件还具有少用或不用模板，施工方便快捷等优点，具有很大的推广潜力。适用于荷载较大的多层或高层建筑的框架梁、柱、楼板，工业建筑柱、楼板等。
高强度螺栓连接及焊接技术
高强度螺栓通过摩擦传递应力，由螺栓、螺母和垫圈三部分组成。高强度螺栓连接具有施工简单、拆卸灵活、承载能力高、抗疲劳自锁性能好、安全性高等优点，在工程上已取代铆接和局部焊接，成为钢结构生产安装中的主要连接方法。对于车间生产的钢构件，厚板宜采用自动多丝电弧埋焊，箱形柱隔墙宜采用熔化嘴电渣焊。现场安装施工时，宜采用半自动焊工艺、气体保护焊药芯焊丝和自保护药芯焊丝工艺。
钢结构防护技术
钢结构防护包括防火、防腐、防锈。一般防火涂料处理后不需要再做防锈处理，但在有腐蚀性气体的建筑中仍需做防腐处理。国内防火涂料种类较多，如TN系列、MC-10等，其中MC-10防火涂料有醇酸磁漆、氯化橡胶漆、氟橡胶漆、氯磺化漆等。施工时应根据钢结构类型、防火等级要求、环保要求选择合适的涂料及涂层厚度。
5.钢结构的目标和措施
钢结构工程涉及面广，技术难度大，在其推广应用中必须遵循国家和行业的标准和规范。地方建设行政主管部门要重视钢结构工程专业化阶段的建设，组织质量检验队伍的培训，及时总结工作实践和新技术应用。大专院校、设计部门、施工企业要加快培养钢结构工程技术人员，推广成熟的钢结构CAD。群众性学术团体要配合钢结构技术的发展，广泛开展国内外学术交流和培训活动，积极提高近期钢结构设计、生产和施工安装技术的整体水平。
6.钢结构连接方法
钢结构的连接方式有三种：焊接连接、螺栓连接和铆钉连接。
焊接连接
焊接连接是利用电弧产生的热量，使焊条和焊件部分熔化，经冷却后凝固成焊缝，从而将焊件连接成一体的。
出色的
它不削弱构件截面，节省钢材，结构简单，易于制造，连接刚度大，密封性能好，在一定条件下易于采用自动化操作，生产效率高。
缺少
焊接高温在焊缝附近形成的热影响区，可能造成某些部位的材料变脆；钢材在焊接过程中受到分布不均匀的高温和冷却，在结构中引起焊接残余应力和残余变形，对结构的承载能力、刚度和性能产生一定的影响；由于焊接结构刚度很大，一旦出现局部裂纹，很容易扩展至整个结构，特别是在低温下，容易发生脆性断裂；焊缝连接塑性和韧性较差，焊接时可能出现缺陷，疲劳强度降低。
螺栓固定
螺栓连接是通过螺栓等紧固件将连接件连接成一体。螺栓连接分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。
出色的
施工工艺简单，安装方便，特别适合于施工现场的安装连接，拆卸方便，适用于需要安装和拆卸的结构及临时连接。
缺少
装配时需在板上钻孔、找正，增加了制造工作量，且对制造精度要求较高。螺栓孔还会削弱构件的截面，且连接件往往需相互搭接或增加辅助连接板（或角钢），因此结构较为复杂，耗钢量较大。
铆钉连接
铆钉连接是使用一端带有半圆形预制钉头的铆钉，将钉杆加热至红色，迅速插入连接件钉孔内，再用拉铆枪将另一端铆入钉头，使连接紧密。
出色的
铆接传力可靠，塑性和韧性良好，且易于检查和保证质量，可用于重型结构及直接承受动载荷的结构。
缺少
铆接工序复杂，制造成本高，劳动强度大，因此已基本被焊接和高强度螺栓连接所取代。
7.焊接连接
焊接方法
钢结构常用的焊接方法是电弧焊，包括手工电弧焊、自动或半自动电弧焊、气体保护焊等。
手工电弧焊是钢结构最常用的焊接方法，设备简单，操作灵活方便，但劳动条件差，生产效率比自动或半自动焊低，焊缝质量变异性大，在一定程度上取决于焊工的技术水平。
自动焊焊缝质量稳定，内部缺陷少，塑性好，冲击韧性好，适用于焊接较长的直接焊缝。半自动焊为手工操作，适用于焊接曲线形或任意形状的焊缝。自动、半自动焊应采用与主体金属相适应的焊丝和焊剂，焊丝应符合国家标准，焊剂应根据焊接工艺要求确定。
气保焊采用惰性气体（或CO2）作为电弧保护介质，使熔化金属与空气隔绝，保持焊接过程稳定。气保焊电弧加热集中，焊接速度快，熔深深，因此焊缝强度比手工焊高。还具有良好的塑性和耐腐蚀性，适用于焊接厚钢板。
焊缝形式
焊接连接形式按被连接构件的相对位置可分为对接、搭接、T型接头和角接四种。这些连接所采用的焊缝基本类型有两种：对接焊缝和角焊缝。在具体应用中，应根据连接的受力情况，结合制造、安装和焊接条件进行选择。
焊接结构
对接焊缝
对接焊缝传力直接、平稳，无明显的应力集中，因而受力性能好，适用于承受静载荷和动载荷的连接构件。但由于对接焊缝的质量要求较高，对焊件间的焊接间隙要求严格，所以一般用于工厂化连接。
角焊缝
角焊缝形式：角焊缝按其长度方向和外力作用方向可分为：平行于力方向的侧面角焊缝、垂直于力方向的正面角焊缝、斜于力方向的斜角焊缝、环向焊缝。
角焊缝截面形式可分为普通、平坡和深熔型。普通截面的角焊缝腿边比为1：1，形似等腰直角三角形，其力传递线弯曲较剧烈，因此应力集中严重。对于直接承受动荷载的结构，为使力传递平稳，正面角焊缝应采用两焊缝角边比为1：1.5的平坡型（长边沿内力方向），侧面角焊缝应采用深熔型，比为1：1。
8.螺栓连接
普通螺栓连接结构
常见螺栓形式及规格
钢结构中常用的形式为大六角头型，用字母M加公称直径（mm）表示，工程中常用的有M18、M20、M22、M24等。国际标准中螺栓统一用螺栓的性能等级来表示，如“4.6级”、“8.8级”等。小数点前的数字代表螺栓材料的最小抗拉强度，如“4”代表400N/mm2，“8”代表800N/mm2。小数点后的数字（0.6、0.8）代表螺栓材料的屈服强度比钢结构防锈处理，即屈服点与最小抗拉强度之比。
根据螺栓加工精度，普通螺栓分为A、B、C三个等级。
A、B级螺栓（精制螺栓）采用8.8级钢材，经机床加工而成，表面光洁，尺寸准确，配设I级孔（即螺栓孔是在装配构件上钻孔或扩孔而成，孔壁光滑钢结构防锈处理，孔形准确）。因其加工精度高，与孔壁接触紧密，连接变形小，受力性能好，可用于承受较大剪力和拉力的连接。但其制造安装劳动强度大，成本较高，因此在钢结构中很少采用。
C级螺栓（毛螺栓）采用4.6级或4.8级钢材制成，加工粗糙，尺寸不准确，仅要求Ⅱ级孔（即螺栓孔在单个零件上一次冲孔或不用夹具钻孔，孔径一般比螺栓杆径大1~2mm）。在传递剪力时，连接变形较大，但传递拉力的性能仍较好。操作时不需专用设备，成本较低。常用于承受静荷载或间接承受动荷载的结构中承受拉力的螺栓连接和二次剪切连接。
常见螺栓连接的排列
螺栓的排列应简单、均匀、紧凑，满足受力要求，结构合理，安装方便。螺栓的排列有平行和交错两种形式。平行较简单，交错较紧凑。
普通螺栓连接的受力特点
剪力螺栓连接
拉力螺栓连接
拉剪螺栓连接
高强度螺栓的受力特性
高强度螺栓连接根据设计和受力要求可分为摩擦型和压力型。摩擦型连接在受到剪切作用时，外加剪切力达到板间可能出现的最大摩擦阻力，即为极限状态；超过极限时，板间就会产生相对滑移，认为连接失效而断裂。压力型连接在受到剪切作用时，允许克服摩擦力，板间就会产生相对滑移，此时外力仍可继续增加，此后发生的螺钉剪切或孔壁压力最终失效，即为极限状态。
