高層鋼結構材料與構件的選用和分析
2019-09-02 09:06 高層鋼結構 華邦鋼結構
在高層鋼結構施工中，由多種因素決定其終質量，但在其它因素起到作用之前，首先控制的因素是施工材料與構件，以下是在材料與構件決定時的幾個方面。
一、主鋼材的品種和牌號
鋼材的型號與種類在隨著工程要求的不斷提高，也在日益豐富著，不過現在施工中在鋼結構中采用的鋼材主要有二個種類，一是碳素結構鋼(或稱普通碳素鋼)，二是低合金結構鋼。低合金鋼因含有錳、釩等合金元素而具有較高的強度。
二、連接材料
鋼結構的連接是通過一定的方式將各個桿件連成整體。桿件間要保證正確的相互位置，以保證傳力和使用要求，連接部位應有足夠的靜力強度和疲勞強度。因此，連接是鋼結構設計和施工中重要的環節，鋼結構的連接應符合安全可靠、節省鋼材、構造簡單和施工方便的原則。
鋼結構的連接方法分為鉚接、焊接、普通螺栓和高強度螺栓連接，依據連接方法的不同，連接材料分為以下幾種：
1、鉚釘;
2、普通螺栓;
3、高強度螺栓;
4、焊接材料: 焊接材料主要有電焊條、焊絲及焊劑。
三、高層鋼結構材料選用的基本要求
(一)、鋼材選用的原則
鋼材選用的原則是：既能使結構安全可靠和滿足使用要求，又要大可能節約鋼材和降低造價。不同使用條件，應當有不同的質量要求。
選定鋼材時應考慮下列結構特點：
1、結構的類型及重要性
由于使用條件、結構所處部位等方面的不同，結構可以分為重要、一般和次要三類。例如民用大跨度屋架、重級工作制吊車梁等就是重要的;普通廠房的屋架和柱等屬于一般的;梯子、欄桿、平臺等則是次要的，應根據不同情況，有區別地選用鋼材的牌號。
2、荷載的性質
按所承受荷載的性質，結構可分為承受靜力荷載和承受動力荷載兩種。在承受動力荷載的結構或構件中，又有經常滿載和不經常滿載的區別。因此，荷載性質不同，就應選用不同的牌號。
3、連接方法
連接方法不同，對鋼材質量要求也不同。例如焊接的鋼材，由于在焊接過程中不可避免地會產生焊接應力、焊接變形和焊接缺陷，在受力性質改變和溫度變化的情況下，容易引起缺口敏感，導致構件產生裂紋，甚至發生脆性斷裂，所以焊接鋼結構對鋼材的化學成分、力學性能和可焊性都有較高的要求。
(二)、高層鋼結構材料選用的基本要求
1、高層鋼結構所用鋼材的鋼種、鋼號、強度設計值、選用原則及所要求保證的機械性能、化學成分限值等以及連接所用的焊接材料、螺栓緊固件等材料的要求，除將鋼材的冷彎性能作為基本保證條件外，其它基本上與一般鋼結構相同，對厚板鋼材的強度設計值應按《高層建筑鋼結構設計與施工規程》的規定執行。
2、承重結構處于外露和低溫環境時，其鋼材還應考慮耐大氣腐蝕和避免低溫冷脆的要求。
3、采用焊接連接的梁-柱節點范圍內，當節點約束較強，板厚大于50mm，并承受沿板厚方向的拉力作用時，應附加要求板厚方向的伸長率保證(大于20%～25%)，以防止層狀撕裂。
4、同一高層結構中，根據構件所處的部位，受力情況的不同可分別選用不同的鋼號及強度級別的鋼材。
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