文档介绍：钢结构高层建筑施工
知识目标:
了解钢结构高层建筑工程结构用钢材、结构的连接技术、构件制作、结构安装及结构的防腐与防火等方面的内容。
掌握钢结构高层建筑钢材的选用、零件不同的加工方式、结构安装的顺序和施工要点、构件制作和结构安装的焊接及螺栓连接的施工工艺、钢结构防腐和防火的涂装工艺。
能力目标:
能根据施工现场情况制定高层建筑钢结构施工方案。
我国钢结构有着悠久的历史,远在古代就有铁链悬桥、铁塔等建筑物。几十年来,我国的大城市由于人口高度密集,生产和生活用房紧张,交通拥挤,地价昂贵,城市建筑逐渐向高空发展,高层和超高层建筑迅速出现。钢结构具有强度高,自重轻,有良好的塑性、韧性,抗震性能好,工业化程度高,安装容易,施工周期短,投资回收快,环境污染少,建筑造型美观等综合优势。随着我国钢铁结构的发展,国家建筑技术政策由以往限制使用钢结构转变为积极合理推广应用钢结构,从而推动了建筑钢结构的快速发展。旅馆、饭店、公寓、办公楼等多高层及超高层建筑采用钢结构也越来越多,北京、上海、深圳等地区已陆续建造了数十幢钢结构高层建筑。如北京的京城大厦()、深圳的地王大厦(384m)、上海的金茂大厦(421m)、上海环球金融中心()(图8-1)等著名的钢结构高层建筑。目前,钢结构高层建筑已成为我国高层建筑的主要结构类型,并且由于我国已生产钢结构高层建筑用厚钢板、热轧 H 型钢等多种钢材品种,也为钢结构高层建筑的发展提供了重要的物质保证。钢结构建筑被称为 21 世纪的绿色工程。
图8-1 上海环球金融中心
第一节钢结构材料
钢结构用钢主要由铁元素组成,约占化学成分的98%或更高,但是占百分比含量很小的其他元素如碳、其他合金元素以及杂质元素等对钢材材质的影响却很大。钢化学成分的微量变化,会直接影响钢材的机械性能、加工性能和使用性能。有时为获得更高的强度和韧性,必须加入少量其他元素,特别是碳和锰。对于焊接结构钢,除了抗拉强度外,塑性、韧性和可焊性都是主要指标,%以下,对碳、磷极限含量都严格控制,防止热脆和冷脆等。
一、钢结构用钢材的种类
钢材的品种繁多,性能各异,但在钢结构中采用的钢材按其化学元素组成,主要有以下几类:
(一)碳素结构钢
碳素结构钢是最普通的工程用钢,其中碳元素直接影响着钢材的可焊性。按其含碳量的多少,可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢,见表8-1。其中低碳钢是最主要并最多使用的钢材品种。
碳素结构钢又可以分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。
(GB/T 700—2006)
根据现行的国家标准《碳素结构钢》(GB/T 700—2006)的规定,碳素结构钢的牌号由代表屈服点的字母(Q)、屈服点数值(N/mm2)、质量等级代号(A、B、C、D)、脱氧方法代号(F、b、Z、TZ)等四个部分符号按顺序组成。Q 是“屈”字汉语拼音的首位字母;质量等级中 A 级最差,D 级最优;F、Z、TZ 则分别是“沸”、“镇”及“特镇”汉语拼音的首位字母,分别代表沸腾钢、镇静钢及特殊镇静钢(表示脱氧程度不同)。其中代号 Z、TZ 可以省略。如:Q235AF 表示屈服点为 235N/ mm2 的 A 级沸腾碳素结构钢。
碳素结构钢按屈服点的大小,分为 Q195、Q215、Q235、及 Q275 等四种牌号。
(GB/T 699—1999)
优质碳素结构钢是用以满足不同加工要求而赋予相应性能的碳素钢,是碳素钢经过热处理(如调质处理和正火处理)得到的优质钢。钢中除含有碳(C)元素和为脱氧而含有一定量硅(Si)(%)、锰(Mn)(%,%)合金元素外,不含其他合金元素(残余元素除外)。此类钢产量较大,用途较广,一般多轧(锻)制成圆、方、扁等型材、板材和无缝钢管。主要用于制造一般结构及机械结构零、部件以及建筑结构件和输送流体用管道。
此类钢必须同时保证化学成分和力学性能。其硫(S)、磷(P)%以下。若控制在 %以下者叫高级优质钢,其牌号后面应加“A”,例如20A;%以下、%以下时,称特级优质钢,其牌号后面应加“E”以示区别。对于由原料带入钢中的其他残余合金元素,如铬(Cr)、镍(Ni)、铜(Cu)等的含量一般控制在Cr≤%、Ni≤%、Cu≤%。有的牌号锰(Mn)%,称为锰钢。
优质碳素钢钢号的写法是用其平均含碳量的万分之几表示,如“45 号钢”是表示平均含碳量 %的优质碳素钢,用作高强螺栓的热圈等。优质碳素钢在建筑工程中应用较少,国家标准《优质碳素结构钢》(GB/T 699—1999)中可用于建筑钢结构的牌号