《钢结构制作与安装教案》教案单元45.docx

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《钢结构制作与安装教案》教案单元45

《钢结构制作与安装》教案

单元4钢结构构造

单元4钢结构构造

1柱及主要节点的构造

1、缀条柱：

剪力较大或宽度较大的格构柱

缀板柱：

构造简单，常用于轴心受压柱。

2、横向加劲肋、横隔的设置

横向加劲肋的设置

当设横向加劲肋

横隔的设置

为了增加其抗扭刚度和传布集中力作用，在受有较大水平力处，以及运输单元的端部，应设置横隔，横隔间距一般不大于柱截面较大宽度的9倍或8m。

横隔可用钢板或交叉角钢。

3、梁与柱的连接（柱头）

梁与柱的铰接连接：

将梁设置于柱顶、将梁连接于柱侧。

梁与柱的刚接连接。

4）柱脚的形式和构造

2梁与梁的连接构造

（1）梁的拼接

梁的拼接有工厂拼接、工地拼接。

1）工厂拼接：

由于梁的长度、高度大于钢材的尺寸，常需要先将腹板和翼缘用几段钢材拼接起来，然后再焊接成梁，这些工作在工厂进行，故称为工厂拼接。

拼接位置：

腹板和翼缘的拼接位置最好错开，同时要与加劲肋和次梁连接位置错开，错开距离不小于10tw，以便各种焊缝布置分散，减小焊接应力及变形。

当采用三级焊缝时，应将拼接布置在梁弯矩较小的位置，或采用斜焊缝。

当采用一、二级焊缝时，拼接可以设在梁的任何位置。

2）工地拼接：

跨度大的梁，由于受运输和吊装条件限制，需将梁分成几段运至工地或吊至高空就位后再拼接起来，这种拼接在工地进行，因此称为工地拼接。

拼接位置：

工地拼接位置一般布置在梁弯矩较小的地方，且常常将腹板和翼缘在同一截面断开，以便于运输和吊装。

拼接处一般采用对接焊缝，上、下翼缘做成向上的V形坡口，便于施焊。

为了减小焊接应力，应将工厂施焊的翼缘焊缝端部留出500mm左右不焊，留待工地拼接时按图中的施焊顺序最后焊接。

（a）翼缘和腹板在同一截面断开（b）翼缘和腹板在拼接位置错开

工地拼接梁有时也可采用摩擦型高强螺栓作梁的拼接

3）梁的拼接位置一般宜放在弯距较小处。

（2）主次梁的连接

1）简支梁与主梁连接

连接形式：

叠接和侧面连接。

叠接时，次梁直接搁置在主梁上，用螺栓和焊缝固定，这种连接刚性较差。

2）连续次梁与主梁连接

连续次梁与主梁连接，主要是在次梁上翼缘设置连接盖板，在次梁下面的肋板上也设有承托板，以便传递弯矩。

为使施焊方便，盖板的宽度应比次梁上翼缘稍窄，承托板的宽度应比下翼缘稍宽。

侧面连接是将次梁端部上翼缘切去，端部下翼缘则切去一边，然后将次梁端部与主梁加劲肋用螺栓相连。

3）梁的支座

梁的荷载通过支座传给下部支承结构，如墩支座、钢筋混凝土柱或钢柱等。

常用的墩支座或钢筋混凝土支座有平板支座、弧形支座和滚轴支座三种形式。

（a）平板支座（b）弧形支座（c）滚轴支座

单元5钢结构识图

课题3钢屋盖施工图识读

课题3钢屋盖施工图识读

1钢屋盖的结构组成与布置

结构组成

钢屋盖结构主要由屋面、屋架、天窗架、檩条、支撑等构件组成。

根据屋面结构布置情况的不同，可分为无檩体系屋盖和有檩体系屋盖。

无檩体系屋盖：

屋面板常采用钢筋混凝土大型屋面板。

屋架间距为大型屋面板的跨度，一般为6m或6m的倍数，当柱距较大时，可在柱间设置托架或中间屋架。

屋面一般采用卷材防水。

应用：

适用于较小屋面坡度，常用坡度为1:

8～1:

12。

特点：

无檩体系屋盖屋面构件的种类和数量少，构造简单，安装方便，施工速度快，且屋盖刚度大、整体性能好；但屋面自重大，常需增大屋架杆件和下部结构的截面，对抗震不利。

有檩体系屋盖：

屋面材料常用压型钢板、压型铝合金板、石棉瓦、瓦楞铁皮等轻型材料。

屋架的经济间距为4～6m。

应用：

一般适用于较陡的屋面坡度，以便排水，常用坡度为1:

2～1:

3。

特点：

重量轻、用料省、运输安装方便，但构件数量多、构造复杂、吊装次数多、屋盖整体刚度差。

用量比实腹式梁有所减少，而刚度有所增加。

桁架的杆件和节点较多，构造较复杂，制造较为费工。

如：

屋架、托架、吊车桁架。

支撑布置

布置支撑的目的：

保证整个屋盖的空间几何不变性，从而阻止屋架上、下弦侧移，大大减小其自由长度，提高屋架弦杆的承载力。

同时，可保证屋盖结构安装时的稳定和方便。

支撑系统的组成：

主要由上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、垂直支撑及系杆组成。

2钢屋架的形式

屋架起拱：

对跨度l≥15m的三角形屋架和跨度l≥24m的梯形、平行弦屋架，当下弦无向上曲折时，宜采用起拱来抵消屋架受荷后产生的部分挠度。

起拱高度一般为其跨度的1/500左右。

3钢屋架节点构造

4钢屋架施工图

屋架施工图是表示钢屋架的形式、大小、型钢的规格、杆件的组合和连接情况的图形，其主要内容包括屋架简图、屋架详图（包括屋架的立面图，上、下弦平面图，必要的截面图及节点详图、杆件详图、连接板详图、预埋件详图）、钢材用量表和必要的文字说明等。

屋架简图也叫屋架杆件的几何尺寸图，通常放在图纸的左上角，有时也放在右上角。

通常用较小的比例，一般用1∶100～1∶200绘出，并用细实线表示。

其作用是用以表达屋架的结构形式（本例为三角形芬克式屋架）及杆件的几何中心长度（在该图的左半跨已注明）、屋架跨度及屋脊的高度（本例屋架跨度l=13.06m，屋脊高度h=2.6m）。

另外，在简图的右半跨还应注明每个杆件所受的最大轴力（本例未注明）。

屋架详图

它是屋架施工图的核心，用以表达杆件的截面形式、相对位置、长度，节点处的连接情况（节点板的形状、尺寸、位置、数量，与杆件的连接焊缝尺寸，拼接角钢的形状、大小），其他构造连接（螺栓孔的位置及大小）等，它是进行施工放线的依据。

　　屋架详图包括如下几个部分：

（1）屋架正立面图

　　它又是屋架详图的核心部分。

为避免图幅过大，通常用两种比例画出。

先用1∶20～1∶30的比例绘出屋架的几何尺寸，即绘出杆件的轴线（用点划线表示）。

再用大一倍的比例（1∶10～1∶15）根据所选杆件的截面，在每一杆件的轴线位置处绘出杆件的截面宽度，尽量使角钢的形心轴与杆件的轴线重合，当不能重合时，允许杆件的几何轴线到肢背距离取5mm的倍数，在节点连接处尺寸的比例同杆件的截面比例（1∶10～1∶15）。

（2）上下弦平面图及侧立面图

　　对构造复杂的上、下弦杆，还应补充画出上、下弦平面图，要把屋架与支撑连接的螺栓孔位置标注清楚。

一般对于连支撑和不连支撑的屋架可用同一施工图表示，只须在图中注明哪些编号的屋架有此螺栓孔或无螺栓孔即可。

若有中央竖杆及垂直支撑，还应画侧立面图。

（3）截面图及节点详图、杆件详图、连接板详图、预埋件详图、剖面图及其他详图。

钢材用量表和必要的文字说明　

钢材用量表不但用于备料，计算用钢指标，为吊装选择起重机械提供依据，而且可以简化屋架详图的图面内容，因为一般板件的厚度、角钢的规格可以直接由材料表给出。

　　施工图的文字说明应包括所选用钢材的种类、焊条型号、焊接的方法及对焊缝质量的要求、屋架的防腐做法以及图中没有表达或表达不清楚的其他内容。

单元5钢结构识图

课题4单层门式刚架施工图识读

单元5钢结构识图

课题4单层门式刚架施工图识读

1特点及适用范围

1.刚架特点

·采用轻型屋面，不仅可减小梁柱截面尺寸，基础也相应减小；

·在多跨建筑中可做成一个屋脊的大双坡屋面，为长坡面排水创造了条件。

设中间柱可减小横梁的跨度，从而降低造价。

中间柱采用钢管制作的上下铰接摇摆柱，占空间小；

·刚架的侧向刚度籍檩条的隅撑保证，省去纵向刚性构件，并减小翼缘宽度；

·刚架可采用变截面，截面与弯矩成正比；变截面时，根据需要可改变腹板的高度和厚度及翼缘宽度，做到材尽其用；

·刚架腹板可按有效宽度设计，即允许部分腹板失稳，并可利用屈曲后强度。

·支撑可做的较轻便，将其直接或用水平节点板连接在腹板上，可采用张紧的圆钢；

·结构构件可全部在工厂制作，工业化程度高。

2.适用范围

跨度为9～36m，柱距为6m，柱高为4.5～9m，设有吊车起重量较小的单层工业房屋或公共建筑（超市、娱乐体育设施、车站候车室、码头建筑）。

2组成

主结构——刚架,吊车梁;

次结构——檩条，墙架柱（及抗风柱），墙梁;

支撑结构——屋盖支撑,柱间支撑，系杆;

围护结构——屋面（屋面板，采光板等），

墙面（墙板，门，窗）.

3结构形式和布置

1.结构形式

按构件体系分：

实腹式与格构式；实腹式刚架截面一般为工字形，格构式刚架截面为矩形或三角形。

按截面形式分：

等截面和变截面；变截面可适应弯矩变化，节约材料，但构造连接及加工制造比等截面复杂，故当刚架跨度较大或房屋较高时才设计成变截面。

变截面刚架采用弹性分析方法确定各种内力；等截面采用塑性分析方法；

按结构选材分：

普通型钢、薄壁型钢和钢管；

按跨数分：

单跨、双跨、多跨刚架以及带挑檐和带毗屋的。

2.结构平面布置

纵向温度区段不大于300m，横向温度区段不大于150m；

局部出掉中柱时，可布置托架；

山墙处可设置由斜梁、抗风柱和墙架组成的山墙墙架，或直接采用门式刚架。

横梁跨度一般采用6m。

当厂房柱距为12m时，宜设置中间墙架柱以支撑横梁；当柱距大于12m时或房屋较高时可设抗风桁架支撑中间墙架柱。

横梁间距取决于墙面材料的尺寸和强度。

为减少横梁竖向计算跨度和增强其稳定性，宜在横梁间设置拉条。

4节点构造

轻型门式刚架结构中节点包括梁与柱连接节点、梁与梁拼接节点和柱脚节点。

刚架梁、柱连接节点及梁拼接节点

门式刚架斜梁与柱的连接形式有端板竖放、端板斜放和端板平放三种。

斜梁拼接时宜使端板与构件外边缘垂直。

柱脚节点

刚接当有桥式吊车或刚架侧向刚度过弱时

铰接一般情况

隅撑

当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时，必须在受压翼缘两侧布置隅撑（山墙处刚架仅布置在一侧）作、为斜梁的侧向支承，隅撑的另一端连接在檩条上。

单元5钢结构识图

课题5钢框架施工图识读

课题5钢框架房屋钢结构施工图的识读

识读某开发区钢框架宾馆结构施工图

一、概述

钢框架结构是国内外目前应用和发展速度最快的新型结构形式，广泛应用于工业、居住和公共建筑，具有施工速度快、建筑造型美观、钢材用量少、造价低廉等优势，而钢框架房屋钢结构作为钢结构的一种结构形式，在我国更是大量涌现。

因此本章主要介绍钢框架房屋钢结构施工图的识读。

二、钢框架房屋钢结构施工图的识读的内容

1、建筑施工图又简称建施图。

主要用来表示建筑物的规划位置、外部造型、内部各房间的布置、内外装修、构造及施工要求等。

它的内容主要包括施工图首页、总平面图、各层平面图、立面图、剖面图及详图。

2、结构施工图又简称结施图。

主要用来表示建筑物承重结构的结构类型、结构布置、构件种类、数量、大小及做法。

它的内容主要包括结构设计说明、结构平面布置图（框架柱、屋面檩条、墙面檩条布置图）及构件（刚架、檩条等）节点详图。

三、钢框架房屋钢结构施工图的识读方法

1、建筑施工图

在读图前先介绍几个名词：

1）钢框架的跨度，应取横向框架柱轴线间的距离。

2）柱的轴线可取通过柱下端（较小端）中心的竖向轴线。

工业建筑边柱的定位轴线宜取柱外皮。

斜梁的轴线可取通过变截面梁段最小端中心与斜梁上表面平行的轴线。

读图方法是：

先看设计说明，了解房屋建筑的基本概况、设计依据及结构选型、建筑装修做法等；再读平面图，了解房屋建筑的平面形状、房间布置、内外交通联系，以及墙、柱、门、窗等构配件的位置、尺寸、材料和做法等内容；然后读立面图，了解房屋建筑的外部造型、门窗标高及形式、雨篷标高、材料及做法等内容；最后读剖面图，了解房屋内部的结构形式、沿高度方向分层情况和各层构造做法、门窗洞口标高、层高及建筑总高等内容。

当然这些步骤不是孤立的，而是要经常互相联系进行阅读。

见建施图1～4。

2、结构施工图

读图方法是：

先看设计说明，其中注意焊缝符号和螺栓符号的表示方法，及涂装方法和除锈等级；再读柱基础平面图、基础详图及锚栓平面布置图，注意柱网布置；然后读檩条、墙梁布置图和屋面结构布置图（包括支撑体系布置），注意变形缝的设置；最后读构件及连接节点（梁柱连接节点、屋面梁拼接节点、柱脚连接节点）构造详图。

见结施图1～6。

附结施图。

单元5钢结构识图

课题6网架体系施工图识读

课题6网架体系施工图识读

网架和网壳总称为空间网格结构。

这种空间网格结构是由多根杆件按照某种有规律的几何图形通过节点连接起来的空间结构，它可以充分发挥三维空间的优越性，传力路径更见简捷特别适用于大跨度建筑。

由双层或多层平板形网格组成的结构称为网架结构（简称网架），由单层或双层曲面形网格结构称为网壳。

１.网架结构的组成

结构的组成基本上是由上弦杆、下弦杆、腹杆（腹杆有竖杆和斜腹杆）组成。

下面介绍工程上常用的几种类型的网架。

（1）第一类是由平面桁架系组成的网架结构，它是由平面桁架发展和演变过来的，组成这类网架结构的基本单元是网片。

由平面桁架系的数量和设置方为不同，这类网架又分为四种：

即两向正交正放网架、两向正交斜放网架、两向斜交斜放网架、三向交叉网架。

两向正交正放网架：

这是由两组平面桁架系组成的网架，桁架系在平面上的投影轴线互成90°交角，且与边界平行或垂直，所形成网格可以是矩形的，也可以是正方形的。

两向正交斜放网架它可由梁向正交正放网架在水平面上旋转45°而得，其交角也是90°，但每片桁架不与建筑物轴线平行，而是成45°的交角，故成为两向正交斜放网架。

三向交叉网架：

是由三个方向的平面桁架相互交叉而成，相互交角60°，上下弦杆在平面中组成正三角形如图5-33所示。

三向网架比两向网架的刚度大，适合在大跨度结构中采用，其平面适用于三角形，梯形及正六边形，在圆形平面中也可采用。

（2）第二类是由四角锥体组成的网架,由四根上弦组成正方形锥底,锥顶位于正方形的形心下方,由正方形四角节点向锥顶连接四根腹杆即形成一个四角锥体,将各个四角锥体按一定规律连接起来,便成为四角锥体网架。

四角锥体组成的网架可分为正放四角锥网架、斜放四角锥网架、棋盘四角锥网架、星形四角锥网架、正放抽空四角锥网架等。

正放四角锥网架:

四角锥底边分别与建筑物的轴线相平行,各个四角锥体的底边相互连接形成网架的上弦杆，连接各个四角锥体的锥顶形成下弦杆并与建筑物的轴线平行如图所示。

这种网架的上下弦杆长度相等，并相互错开半个节间。

斜放四角锥网架:

这种网架是将各四角锥体的锥底角与角相连，上弦（即锥底边）与建筑物轴线成45°交角，连接锥顶而形成的下弦仍与建筑物轴线平行如图所示。

这种网架受压的上弦杆长度小于受拉的下弦杆，因而受力比较合理，每个节点交汇的杆件数量少，因此用钢量较少。

缺点是屋面板种类较多，屋面排水坡的形成比较困难。

棋盘四角锥网架：

将整个斜放四角锥网架水平转动45°角，使网架上弦与建筑物轴线平行，下弦与建筑物轴线成45°交角，即得棋盘四角锥网架如图所示。

这种网架可以克服斜放四角锥网架屋面板种类多，屋面排水坡形成困难的缺点。

星形四角锥网架：

网架单元为一星形四角锥，十字交叉的四根上弦为锥体的底边，由十字交叉点连接一根竖杆，在由交叉的四根上弦杆的另一端向竖杆下端连接，形成四根腹杆，构成星形四角锥网架单元，将各单元的锥顶相连成为下弦杆如图所示。

这种网架的受力性能和刚度都比较好。

（3）第三类是由三角锥体组成的网架结构,它的基本单元是由3根弦杆、3根斜杆所构成的正三角锥体,即四面体。

三角锥体可以顺置，也可以倒置。

三角锥网架的刚度较好，适用于大跨度工程，在平面为梯型、六边形和圆形工程中采用尤为适宜。

工程中常用的形式有：

三角锥网架、蜂窝型三角锥网架。

将三角锥体的角与角连接，使上下弦杆组成的平面图均为正三角型，即称三角锥网架如图所示

蜂窝型三角锥网架：

这种网架也也由三角锥体单元组成，但其连接方式为上弦杆与腹杆位于同一垂直平面内，上下弦节点均汇集六根杆件，是常见网架中节点汇集杆件最少的一种如图所示。

由于其受压上弦杆的长度比受压下弦杆杆的长度短，受力比较合理，用钢量较少。

但其上弦组成的图形为六边形，给屋面板设计带来一定的困难。

3.网架的节点

网架的节点应使构造力求简单、受力合理、传力明确、制作容易、便于安装和节省材料，尽量使杆件重心线在节点处交汇于一点，以避免出现偏心的影响。

节点的构造和连接应具有足够的刚度和强度，同时应尽量使节点构造与计算假定相符，以减少和避免由于节点构造的不合理而使网架杆件产生次应力和引起杆件内力的变号。

网架的连接节点按其构造形式可分为：

焊接钢板节点、焊接空心球节点、螺栓球节点、钢管圆筒节点或钢管鼓节点等。

常用的有焊接空心球节点、螺栓球节点、支座节点。