主体结构施工-3ppt课件.ppt

第四章主体结构施工第五节钢结构高层建筑施工③施工速度快、周期短：一般30层左右高层建筑的建筑面积为5~6万平方米，采用钢结构时的施工周期与采用钢筋混凝土结构相比，可以缩短工期半年甚至更多。
④大跨度、大空间：采用钢梁钢柱结构时，可以采用大柱距，梁的跨度达12~18m（甚至更大），使建筑物内部为大空间，使用灵活方便。⑤便于管线设置：现代建筑不断向信息化、电子化、网络化、智能化的方向发展，各种管道和线路也愈来愈多，且跟新周期缩短。在钢结构建筑中，这些管道和线路可方便地穿越钢梁和钢柱，施工方便，跟新也方便。按结构材料及组合分类，高层钢结构可分为全钢结构、钢-混凝土混合结构、型钢混凝土结构和钢管混凝土结构四大类。
全钢结构有刚接框架结构、框架-支撑结构、错列桁架结构、半筒体结构、筒体结构等几种。钢-混凝土混合结构，是指在同一结构物中既有钢构件，也有钢筋混凝土构件。它们在结构物中分别承受水平荷载和重力荷载，最大限度地发挥不同结构材料的效能。钢-混凝土混合结构有：钢筋混凝土框架-筒体-钢框架结构，混凝土筒中筒-钢楼盖结构和钢框架-混凝土核心筒结构。型钢混凝土结构，日本又称SRC结构，即在型钢外包裹混凝土形成结构构件。这种结构比钢筋混凝土结构延性增大，抗震性能提高，在有限截面中可配置大量钢材，承载力提高，截面减小，超前施工的钢框架作为施工作业支架，可扩大施工流水层次，简化支模作业，甚至可不用模板。与钢结构比较，它的耐火性能优异，外包混凝土参与承受荷载，刚度加强，抗屈曲能力提高，减震阻尼性能提高。钢管混凝土结构是介于钢结构和钢筋混凝土结构之间的又一种复合结构。钢管和混凝土这两种结构材料在受力过程中相互制约：内填充混凝土可增强钢管壁的抗屈曲稳定性；而钢管对内填充混凝土的紧箍约束作用，又使其处于三向受压状态，可提高其抗压强度即抗变形能力。这两种材料采取这种复合方式，使钢管混凝土柱的承载力比钢管和混凝土柱芯的各自承载力之总和提高约40%。一、钢结构材料和结构构件
1、钢的种类
高层建筑钢结构有普通碳素钢、普通低合金钢和热处理低合金钢三大类。大量使用的仍以普通碳素钢为主。我国目前在建筑结构中应用最普遍的是Q235和16Mn。屈服点分别为235N/mm2和345N/mm2，可用于抗震结构。
采用国外进口钢材时，一定要进行化学成分和机械性能的分析和试验。2、钢材品种
（1）热轧H形钢
欧美国家称宽翼缘工字钢，日本称H形钢。与普通工字钢不同，它沿两轴方向惯性矩比较接近，截面合理，翼缘板内外侧相互平行，连接施工方便。
（2）焊接工字截面
在高层钢结构中，用三块板焊接而成的工字形截面是采用广泛的截面形式。它在设计上有更大的灵活性，可按照设计条件选择最经济的截面尺寸，使结构性能改善。（3）热轧方钢管
这种型材用热挤压法生产，价格比较昂贵，但施工时二次加工容易，外形美观。
（4）离心圆钢管
离心圆钢管是离心浇铸法生产的钢管，其化学成分和机械性能与卷板自动焊接钢管相同，专用于钢管混凝土结构。（5）热轧T形钢
这种型材一般用热轧H形钢沿腹板中线割开而成，最适用于桁架上下弦，比双角钢弦杆节省节点板，回转半径增大，桁架自重减小。有时也用于支撑结构的斜撑杆件。
（6）热轧厚钢板
热轧厚钢板在高层钢结构中采用极广。按我国标准，厚钢板厚度为4~60mm，大于60mm的为特厚钢板。3、钢结构构件
（1）柱子
高层钢结构钢柱的主要截面形式，有箱形断面、H形断面和十字形断面，一般都是焊接断面，热轧型钢用的不多。
就结构体系而言，筒中筒结构、钢-混凝土混合结构和型钢混凝土结构多采用H形柱，其他多采用箱形柱；十字形柱则用于框架结构底部的型钢混凝土框架部分。（2）梁和桁架
高层钢结构的梁的用钢量约占总用钢量的65%，其中主梁约占35%~40%。因此梁的布置力求合理，连接简单，规格少，以利于简化施工和节省钢材。采用最多的梁是工字截面，受力小时也可采用槽钢，受力很大时则采用箱形截面，但其连接非常复杂。把桁架用于高层钢结构楼盖水平构件，可做到大跨度小净空，工程管线安装方便。平行弦桁架是用钢量最小的一种水平构件，但制造比较费工费事。
楼盖钢桁架一般由平行的上下弦杆和腹杆组成。弦杆和腹杆可采用角钢、槽钢、T形钢、H形钢、矩形和正方形截面钢管等钢材。4、连接节点
连接节点是钢结构中极其重要的结构部位，它把梁柱等构件连接成整体结构系统，使其获得空间刚度和稳定性，并通过它把一切荷载传递给基础。
连接节点，按其传力情况分为铰接、刚接和介于两者之间的半刚接。设计中主要采用前两者，半刚接采用极少。在实际工程中真正的铰接和刚接是不容易做到的，只能是接近于铰接或刚接。按连接的构件分主要有钢柱柱脚与基础的连接、柱-柱连接、柱-梁连接、柱梁-支撑连接、梁-梁连接、梁-混凝土筒连接等。5、加工制造
由于高层建筑钢结构的精