鋼結(jié)構(gòu)課程總結(jié)與學(xué)習(xí)心得
1.鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展前景
鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展：應(yīng)關(guān)注三大領(lǐng)域
中國鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)在近10余年期間發(fā)展迅速，已成為全球鋼結(jié)構(gòu)用量最大、制造施工能力最強(qiáng)、產(chǎn)業(yè)規(guī)模第一、企業(yè)規(guī)模第一的鋼結(jié)構(gòu)大國。
鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)：須重視“十二五”發(fā)展
各地重大鋼結(jié)構(gòu)工程的成功建設(shè)，說明我國的鋼結(jié)構(gòu)綜合技術(shù)水平已處于國際先進(jìn)水平。但我國的鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)在信息化、自動(dòng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、科研創(chuàng)新方面同發(fā)達(dá)國家相比還有不小的差距。2011年是國家“十二五”規(guī)劃起始之年，國家有關(guān)部委、行業(yè)協(xié)會(huì)及企業(yè)集團(tuán)、鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)都在進(jìn)行調(diào)研、分析市場(chǎng)及未來發(fā)展趨勢(shì)。國家發(fā)改委、工信部、科技部也正在研究有關(guān)戰(zhàn)略性新型產(chǎn)業(yè)確定和規(guī)劃目標(biāo)，對(duì)具有國際先進(jìn)水平、自主創(chuàng)新能力強(qiáng)、國際競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力強(qiáng)大并可以占領(lǐng)更多市場(chǎng)的產(chǎn)業(yè)，將列入規(guī)劃并給予支持、扶持政策。機(jī)遇也是挑戰(zhàn)，我國鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)能否上臺(tái)階、上規(guī)模，“十二五”期間的發(fā)展至關(guān)重要。
中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)經(jīng)過調(diào)查研究，在聽取有關(guān)專家意見和建議后，草擬了《關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)在國家“十二五”規(guī)劃的戰(zhàn)略思考及建議草案》，在征求有關(guān)人員的意見后，協(xié)會(huì)將組織有關(guān)專家具體落實(shí)、完善，以促進(jìn)“十二五”期間鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)取得更大發(fā)展。
2.抗震性
低層別墅的屋面大都為坡屋面，因此屋面結(jié)構(gòu)基本上采用的是由冷彎型鋼構(gòu)件做成的三角型屋架體系，輕鋼構(gòu)件在封完結(jié)構(gòu)性板材及石膏板之后，形成了非常堅(jiān)固的"板肋結(jié)構(gòu)體系"，這種結(jié)構(gòu)體系有著更強(qiáng)的抗震及抵抗水平荷載的能力，適用于抗震烈度為8度以上的地區(qū)。
3.抗風(fēng)性
型鋼結(jié)構(gòu)建筑重量輕、強(qiáng)度高、整體剛性好、變形能力強(qiáng)。建筑物自重僅是磚混結(jié)構(gòu)的五分之一，可抵抗每秒70米的颶風(fēng)，使生命財(cái)產(chǎn)能得到有效的保護(hù)。
4.耐久性
輕鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)全部采用冷彎薄壁鋼構(gòu)件體系組成，鋼骨采用超級(jí)防腐高強(qiáng)冷軋鍍鋅板制造，有效避免鋼板在施工和使用過程中的銹蝕的影響，增加了輕鋼構(gòu)件的使用壽命。結(jié)構(gòu)壽命可達(dá)100年。
5.保溫性
采用的保溫隔熱材料以玻纖棉為主，具有良好的保溫隔熱效果。用以外墻的保溫板，有效的避免墻體的“冷橋”現(xiàn)象，達(dá)到了更好的保溫效果。100mm左右厚的R15保溫棉熱阻值可相當(dāng)于1m厚的磚墻。
6.隔音性
隔音效果是評(píng)估住宅的一個(gè)重要指標(biāo)，輕鋼體系安裝的窗均采用中空玻璃，隔音效果好，隔音達(dá)40分貝以上；由輕鋼龍骨、保溫材料石膏板組成的墻體，其隔音效果可高達(dá)60分貝。
健康性：干作業(yè)施工，減少廢棄物對(duì)環(huán)境造成的污染，房屋鋼結(jié)構(gòu)材料可100%回收，其他配套材料也可大部分回收，符合當(dāng)前環(huán)保意識(shí)；所有材料為綠色建材，滿足生態(tài)環(huán)境要求，有利于健康。?
7.舒適性
輕鋼墻體采用高效節(jié)能體系，具有呼吸功能，可調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣干濕度；屋頂具有通風(fēng)功能，可以使屋內(nèi)部上空形成流動(dòng)的空氣間，保證屋頂內(nèi)部的通風(fēng)及散熱需求。
8.鋼結(jié)構(gòu)損壞的原因及加固技術(shù)措施
鋼結(jié)構(gòu)也是有損壞的時(shí)候，我們要即時(shí)發(fā)現(xiàn)即時(shí)解決問題，鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)介紹鋼結(jié)構(gòu)損壞的主要因素有：1)由荷載變化，超期服役，規(guī)范和規(guī)程改變導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載力不足；2)構(gòu)件由于各種意外產(chǎn)生變形、扭曲、傷殘、凹陷等，致使構(gòu)件截面削弱，桿件翹曲，連接開裂等；3)溫差作用下引起構(gòu)件或連接變形、開裂和翹曲；4)由于化學(xué)物質(zhì)的侵蝕而產(chǎn)生腐蝕以及電化學(xué)腐蝕致使鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面削弱；5)其它包括設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工中的失誤及服役期中的違規(guī)使用和操作等。
鋼結(jié)構(gòu)的加固技術(shù)措施主要有三種：1) 截面補(bǔ)強(qiáng)法：在局部或沿構(gòu)件全長(zhǎng)以鋼材補(bǔ)強(qiáng)，連成整體使之共同受力；2) 改變計(jì)算簡(jiǎn)圖：增設(shè)附加支承，調(diào)整荷載分布情況，降低內(nèi)力水平，對(duì)超靜定結(jié)構(gòu)支座進(jìn)行強(qiáng)迫位移，降低應(yīng)力峰值；3) 預(yù)應(yīng)力拉索法：利用高強(qiáng)拉索加固結(jié)構(gòu)薄弱環(huán)節(jié)或提高結(jié)構(gòu)整體承載力、剛度和穩(wěn)度。
9.優(yōu)勢(shì)
鋼結(jié)構(gòu)與其它建設(shè)相比，在使用中、設(shè)計(jì)、施工及綜合經(jīng)濟(jì)方面都具有優(yōu)勢(shì)，造價(jià)低，可隨時(shí)移動(dòng)。
一、鋼結(jié)構(gòu)住宅比傳統(tǒng)建筑能更好的滿足建筑上大開間靈活分隔的要求，并可通過減少柱的截面面積和使用輕質(zhì)墻板，提高面積使用率，戶內(nèi)有效使用面積提高約6%。
二、節(jié)能效果好，墻體采用輕型節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化的C型鋼、方鋼、夾芯板，保溫性能好，抗震度好。節(jié)能50%，
三、將鋼結(jié)構(gòu)體系用于住宅建筑可充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的延性好、塑性變形能力強(qiáng)，具有優(yōu)良的抗震抗風(fēng)性能，大大提高了住宅的安全可靠性。尤其在遭遇地震、臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的情況下，鋼結(jié)構(gòu)能夠避免建筑物的倒塌性破壞。
四、建筑總重輕，鋼結(jié)構(gòu)住宅體系自重輕，約為混凝土結(jié)構(gòu)的一半，可以大大減少基礎(chǔ)造價(jià)。
五、施工速度快，工期比傳統(tǒng)住宅體系至少縮短三分之一，一棟1000平米只需20天、五個(gè)工人方可完工。
六、環(huán)保效果好。鋼結(jié)構(gòu)住宅施工時(shí)大大減少了砂、石、灰的用量，所用的材料主要是綠色，100%回收或降解的材料，在建筑物拆除時(shí)，大部分材料可以再用或降解，不會(huì)造成垃圾。
七、以靈活、豐實(shí)。大開間設(shè)計(jì)，戶內(nèi)空間可多方案分割，可滿足用戶的不同需求。
八、符合住宅產(chǎn)業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的要求。鋼結(jié)構(gòu)適宜工廠大批量生產(chǎn)，工業(yè)化程度高，并且能將節(jié)能、防水、隔熱、門窗等先進(jìn)成品集合于一體，成套應(yīng)用，將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工一體化，提高建設(shè)產(chǎn)業(yè)的水平。
鋼結(jié)構(gòu)與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，其勻質(zhì)、高強(qiáng)、施工速度快、抗震性好和回收率高等優(yōu)越性，鋼比磚石和砼的強(qiáng)度和彈性模量要高出很多倍，因此在荷載相同的條件下，鋼構(gòu)件的質(zhì)量輕。從被破壞方面看，鋼結(jié)構(gòu)是在事先有較大變形預(yù)兆，屬于延性破壞結(jié)構(gòu)，能夠預(yù)先發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)，從而避免。
鋼結(jié)構(gòu)廠房具有總體輕、節(jié)省基礎(chǔ)、用料少、造價(jià)低、施工周期短，跨度大，安全可靠，造型美觀，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)。鋼結(jié)構(gòu)廠房廣泛應(yīng)用于大跨度工業(yè)廠房、倉庫、冷庫、高層建筑、辦公大樓，多層停車車場(chǎng)及民宅等建筑行業(yè)。
10.缺點(diǎn)
鋼結(jié)構(gòu)工程中質(zhì)量問題的缺點(diǎn)�。ㄒ唬⿵�(fù)雜性
鋼結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目施工質(zhì)量問題的復(fù)雜性，主要表現(xiàn)在引發(fā)質(zhì)量問題的因素繁多，產(chǎn)生質(zhì)量問題的原因也復(fù)雜，即使是同一性質(zhì)的質(zhì)量問題，原因有時(shí)也不一樣，從而質(zhì)量問題的分析、判斷和處理增加了復(fù)雜性。例如焊接裂縫，其既可發(fā)生在焊縫金屬中，也可發(fā)生在母材熱影響中，既可在焊縫表面，也可在焊縫內(nèi)部；裂縫走向既可平行于焊道，也可垂直于焊道，裂縫既可能是冷裂縫，也可能是熱裂縫；產(chǎn)生原因也有焊接材料選用不當(dāng)和焊接預(yù)熱或后熱不當(dāng)之分。
�。ǘ﹪�(yán)重性
鋼結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目施工質(zhì)量問題的嚴(yán)重性表現(xiàn)在：一般的，影響施工順利進(jìn)行，造成工期延誤，成本增加，嚴(yán)重的，建筑物倒塌，造成人身傷亡，財(cái)產(chǎn)受損，引起不良的社會(huì)影響。
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鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量問題還將隨著外界變化和時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷地發(fā)展變化，質(zhì)量缺陷逐漸體現(xiàn)。例如，鋼構(gòu)件的焊縫由于應(yīng)力的變化，使原來沒有裂縫的焊縫產(chǎn)生裂縫：由于焊后在焊縫中有氫的活動(dòng)的作用便可產(chǎn)生延遲裂縫。又如構(gòu)件長(zhǎng)期承受過載，則鋼構(gòu)件要產(chǎn)生下拱彎曲變形，產(chǎn)生隱患。
�。ㄋ模╊l發(fā)性
由于我國現(xiàn)代建筑都是以混凝土結(jié)構(gòu)為主，從事建筑施工的管理人員和技術(shù)人員對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的制作和施工技術(shù)相對(duì)比較生疏，以民工為主的具體施工人員更不懂鋼結(jié)構(gòu)工程的科學(xué)施工方法，導(dǎo)致施工過程中的事故時(shí)常發(fā)生。
11.鋼結(jié)構(gòu)耐腐蝕性差鋼材容易腐蝕
鋼結(jié)構(gòu)必須注意防護(hù)，特別是薄壁構(gòu)件，因此，處于較強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)內(nèi)的建筑物不宜采用鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)在涂油漆前應(yīng)徹底除銹，油漆質(zhì)量和涂層厚度均應(yīng)符合相關(guān)規(guī)范要求。在設(shè)計(jì)中應(yīng)避免使結(jié)構(gòu)受潮、漏雨，構(gòu)造上應(yīng)盡量避免存在于檢查、維修的死角。新建造的鋼結(jié)構(gòu)一般隔一定時(shí)間都要重新刷涂料，維護(hù)費(fèi)用較高。目前國內(nèi)外正在發(fā)展各種高性能的涂的問題有望得到解決。
12.鋼結(jié)構(gòu)不耐火料和不易銹蝕的耐候鋼，鋼結(jié)構(gòu)耐銹蝕性差
溫度超過250。C以內(nèi)時(shí)，材質(zhì)發(fā)生較大變化，不僅強(qiáng)度逐步降低，還會(huì)發(fā)生藍(lán)脆和徐變現(xiàn)象。溫度達(dá)600。C時(shí)，鋼材進(jìn)入塑性狀態(tài)不能繼續(xù)承載。
13.鋼結(jié)構(gòu)可能發(fā)生脆性斷裂
鋼結(jié)構(gòu)在低溫和某些條件下，可能發(fā)生脆性斷裂，還有厚板的層狀撕裂，都應(yīng)引起設(shè)計(jì)者的特別注意。
14.鋼材價(jià)格相對(duì)較貴
采用鋼結(jié)構(gòu)后結(jié)構(gòu)造價(jià)會(huì)略有增加，往往影響業(yè)主的選擇。其實(shí)上部結(jié)構(gòu)造價(jià)占工程總投資的比例很小。以高層建筑為例，前者約為10%，后者則不到2%。顯然，結(jié)構(gòu)造價(jià)單一因素不應(yīng)作為決定采用何種材料的依據(jù)。如果綜合考慮各種因素，尤其是工期優(yōu)勢(shì)，則鋼結(jié)構(gòu)將日益受到重視。
15.安裝要點(diǎn)
�。�1） 摩擦系數(shù)：，其中F為抗滑移試驗(yàn)所測(cè)得的使試件產(chǎn)生初始 滑移的力，nf為摩擦面數(shù)， 為與F對(duì)應(yīng)的高強(qiáng)螺栓擰緊預(yù)拉力實(shí)測(cè) 值之和。（2） 扭矩系數(shù)：，其中d為高強(qiáng)螺栓公稱直徑(mm)，M為施加扭矩值（N﹒M ），P為螺栓預(yù)緊力。10.9級(jí)高強(qiáng)度大六角螺栓連接必須保證扭矩系數(shù)K的平均值為0.110～0.150。其標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)小于等于0.010。
（3） 初擰扭矩：為了縮小螺栓緊固過程中鋼板變形的影響，可用二次擰緊來減小先后擰緊螺栓之間的相互影響。高強(qiáng)螺栓第一次擰為初擰，使其軸力宜達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)軸力的60%～80%。
�。�4） 終擰扭矩：高強(qiáng)螺栓最后緊固用的扭矩為終擰扭矩�？紤]各種預(yù)應(yīng)力的損失，終擰扭矩一般比按設(shè)計(jì)預(yù)拉力作理論計(jì)算的扭矩值大5%～10%。
