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钢结构体系种类及检测方法

发表时间:2018/12/5 14:53:09  浏览次数:2052  
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钢结构由于其耐腐蚀性、价格低廉、施工技术难度低等优势,而逐渐成为建材市场的主导材料,越来越多的建设施工单位选择使用钢结构材料。随着建筑施工的结构逐渐复杂化,一些建筑结构对于刚才的耐性和柔韧性以及承重性能的要求逐渐的提高。例如大跨度的桥梁,弧度数值大的建筑结构等,这就要求技术人员进行不断的数字运算和结构分析,以强化钢材料的使用效能,进一步提高钢结构材料的应用市场。 综上所述,不同的钢结构体系设计都存在一些问题,在强震作用下都体现出一定的弱点,而每一次结构设计的调整,都以建筑成本的大幅加高为代价。越来越多的事实表明,在当前地震灾害造成的人员伤亡显着下降的背景下,所付出的经济代价却令人震惊。

常见的钢结构体系种类及特点

目前国内外常用的钢结构体系主要有:冷弯薄壁型钢体系、框架体系、框架支撑体系、框架剪力墙体系、交错桁架体系。传统钢结构体系各有优缺点及适用范围,但是在抗震性能方面,都存在不足之处。

钢结构安全检测|钢结构体系种类及特点

1冷弯薄壁型钢体系

构件用薄钢板冷弯成C形、Z形构件,可单独使用,也可组合使用,杆件间连接采用自攻螺钉。冷弯薄壁型钢体系以冷弯薄壁型钢作为基本承重杆件,是一种新型的轻钢结构建筑体系,其结构强度高、重量轻,其重量是普通混凝土结构的1/3左右,并能满足大开间的需要,使用面积比钢筋混凝土住宅提高10%~15%左右。该体系通常设计成密肋柱并用木质板材蒙皮的板肋构造,这种构造整体性能好,不易被地震力所破坏。但这种体系节点刚性不易保证,抗侧能力较差,一般只用于1~2层住宅或别墅。

2框架体系

目前,这种体系在多层钢结构住宅中应用*广。纵横向都设成钢框架,门窗设置灵活,可提供较大的开间,便于用户二次设计,满足各种生活需求。该体系具有受力明确,平面布置灵活,便于大开间的设置,可充分满足建筑布置要求的特点;同时制作安装简单,施工速度较快。钢框架考虑楼盖的组合作用,运用在低多层住宅中,一般都能满足抗侧要求。钢框架体系主要由梁、柱构件刚接而成,依靠梁、柱来承受竖向荷载和水平荷载。但是由于目前框架柱以H型钢为主,弱轴方向梁柱连接的刚性难以保证,因此设计施工时须慎重处理。此种结构体系侧向刚度较小,抗震性能差,建筑成本较高。

3框架支撑体系

在风载或地震作用较大区域,为提高体系的抗侧刚度,增加轴交支撑或偏交支撑效果很好。这种体系为多重抗侧体系,而且梁柱节点、柱脚节点可设计成铰接、半刚接,施工构造简单,基础主要承受轴力,体形较小,因此成为人们青睐的对象。当结构产生层间变形时,支撑承受水平力,从而使体系获得比纯框架结构大得多的抗侧力刚度,减少建筑物的层间位移。该体系用钢量相对较大,由于支撑杆件的存在往往影响墙体和门窗的布置。但此种结构因体系延性小、耗能能力也小。地震荷载作用下,支撑中的受压杆件容易发生压屈失稳,致使整个结构体系承载力降低并产生较大侧移。该体系主要是利用结构主体耗能,*终将导致主要结构杆件塑性变形过大,难以修复

4框架剪力墙体系

包括钢筋混凝土剪力墙和钢板剪力墙两种形式,一般用在低多层住宅中。此结构体系中,框架为主要承重骨架,剪力墙为结构的主要抗侧力体系。国外剪力墙多采用组合剪力墙,即在薄壁钢板剪力墙两侧增加混凝土板,混凝土板防止钢板的平面外屈曲,提高剪力墙的强度和耗能能力。此种体系中剪力墙属于刚性结构,而钢框架属于柔性结构,在地震作用下,剪力墙承担了绝大部分的水平力,有时高达90%,即使将钢框架做得较强,也难以从根本上改变这种局面,这种体系的二道防线的抗震能力很弱

5交错桁架体系

交错桁架结构体系的骨架由房屋外侧的柱子和高度为层高、跨度等于房屋宽度的桁架组成。在相邻柱上为上下层交错布置,楼板一端支承在桁架上弦杆,另一端支承在相邻桁架的下弦杆。垂直荷载则由楼板传到桁架的上下弦,再传到外围的柱子。该体系利用柱子、平面桁架和楼面板组成空间抗侧力体系,具有平面布置灵活、楼板跨度小、结构自重轻、经济实用、高效的特点。该体系横向可看成是支撑框架,纵向则可看成是无支撑框架,结构计算时可从横向和纵向分别单独对待。该结构体系在强震作用下的抗震性能很差,由于腹杆较早出现非弹性变形导致杆件承载力及刚度突然减小。

钢结构的几种检测方法

1.钢结构检测之射线检测
射线检测是指用X射线或γ射线穿透试件,以胶片作为记录信息的器材的无损检测方法,该方法是最基本的,应用最广泛的一种非破坏性检验方法。射线检测的原理是射线能穿透肉眼无法穿透的物质使胶片感光,当X射线或r射线照射胶片时,与普通光线一样,能使胶片乳剂层中的卤化银产生潜影,由于不同密度的物质对射线的吸收系数不同,照射到胶片各处的射线强度也就会产生差异,便可根据暗室处理后的底片各处黑度差来判别缺陷。总的来说,RT的定性更准确,有可供长期保存的直观图像,总体成本相对较高,而且射线对人体有害,检验速度会较慢。
2.钢结构检测之无损检测
无损检测是指在不损害或不影响被检测对象使用性能,不伤害被检测对象内部组织的前提下,利用材料内部结构异常或缺陷存在引起的热、声、光、电、磁等反应的变化,以物理或化学方法为手段,借助现代化的技术和设备器材,对试件内部及表面的结构、性质、状态及缺陷的类型、性质、数量、形状、位置、尺寸、分布及其变化进行检查和测试的方法。无损检测是工业发展必不可少的有效工具,在一定程度上反映了一个国家的工业发展水平,无损检测的重要性已得到公认,在实际应用中比较常见的有射线检验(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)、液体渗透检测(PT)和目视检测(VT)。
3.钢结构之磁粉检测
磁粉检测的原理是铁磁性材料和工件被磁化后,由于不连续性的存在,使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变而产生漏磁场,吸附施加在工件表面的磁粉,形成在合适光照下目视可见的磁痕,从而显示出不连续性的位置、形状和大小。磁粉检测适用于检测铁磁性材料表面和近表面尺寸很小、间隙极窄(如可检测出长0.1mm、宽为微米级的裂纹)目视难以看出的不连续性;也可对原材料、半成品、成品工件和在役的零部件检测,还可对板材、型材、管材、棒材、焊接件、铸钢件及锻钢件进行检测,可发现裂纹、夹杂、发纹、白点、折叠、冷隔和疏松等缺陷。但磁粉检测不能检测奥氏体不锈钢材料和用奥氏体不锈钢焊条焊接的焊缝,也不能检测铜、铝、镁、钛等非磁性材料。对于表面浅的划伤、埋藏较深的孔洞和与工件表面夹角小于20°的分层和折叠难以发现。

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