鋼結(jié)構(gòu)廠房有哪些優(yōu)缺點(diǎn)(鋼結(jié)構(gòu)體育館效果圖)
鋼結(jié)構(gòu)廠房的優(yōu)點(diǎn)有以下幾個方面:1、用途廣泛,可適用于工廠、倉庫、辦公樓、體育館、飛機(jī)庫等等。
- 鋼結(jié)構(gòu)廠房有哪些優(yōu)缺點(diǎn)
- 鳥巢體育場是框架結(jié)構(gòu)嗎
- 一般的體育館是用的什么基礎(chǔ)
- 鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及其合理應(yīng)用范圍
- 為什么叫974體育場
鋼結(jié)構(gòu)廠房有哪些優(yōu)缺點(diǎn)
鋼結(jié)構(gòu)廠房的優(yōu)點(diǎn)有以下幾個方面:1、用途廣泛,可適用于工廠、倉庫、辦公樓、體育館、飛機(jī)庫等等。既適合單層大跨度建筑,也可用于建造多層或高層建筑。2、建筑簡易,施工期短,所有構(gòu)件均在工廠預(yù)制完成,現(xiàn)場只需簡單拼裝,從而大大縮短了施工周期,一座6000*方米的建筑物,只需40天即可基本安裝完成。3、經(jīng)久耐用,易于維修,通用電腦設(shè)計而成的鋼結(jié)構(gòu)建筑可以抗拒惡劣氣候,并且只需簡單保養(yǎng)。4、美觀實用,鋼結(jié)構(gòu)建筑線條簡潔流暢,具有現(xiàn)代感。彩色墻身板有多種顏色可供選擇,墻體也可采用其它材料,因而更具有靈活性。5、造價合理,鋼結(jié)構(gòu)建筑自重輕,減少基礎(chǔ)造價,建造速度快,可早日建成投產(chǎn),綜合經(jīng)濟(jì)效益大大優(yōu)于混凝土結(jié)構(gòu)建筑。鋼結(jié)構(gòu)廠房的缺點(diǎn):一、鋼結(jié)構(gòu)廠房基礎(chǔ)容易失穩(wěn)由于鋼結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)會整體失穩(wěn)或局部失穩(wěn),是關(guān)系到基礎(chǔ)與螺栓的全過程,同時兩者也有相互關(guān)聯(lián),大多鋼結(jié)構(gòu)廠房失穩(wěn)是由鋼材引發(fā)的,一旦受壓部位或受彎部位的長細(xì)比超過了標(biāo)準(zhǔn)值,便會失去穩(wěn)定。導(dǎo)致失穩(wěn)的客觀因素比效多,如荷載變化、鋼材的初始缺陷,支撐情況的不同等均會導(dǎo)致失穩(wěn)。地基基礎(chǔ)問題分為地基強(qiáng)度問題,地基變形問題和基礎(chǔ)破壞三種。1、地基的強(qiáng)度問題一般表現(xiàn)在,地基承載力不足,地基或斜坡失穩(wěn)定性。2、地基變形問題集中在軟土,濕陌性黃土、膨脹土和季節(jié)性凍土等地區(qū),這些地區(qū)由于荷載地基出現(xiàn)過大的變形和不均勻的沉降。3、地基的破壞的形式往住有三種呈現(xiàn)形式,局部剪切破壞,整體剪切破壞和沖切破壞。二、鋼結(jié)構(gòu)廠房鋼屋面破壞1、鋼屋面承重構(gòu)件絕大多數(shù)是由壁薄C型鋼與細(xì)長的桿件構(gòu)成的,其截面形狀復(fù)雜,節(jié)點(diǎn)應(yīng)力集中同時存在偏心重力。2、在鋼屋面設(shè)計時,計算荷載和計算簡圖較正確,幾乎接近計算極限狀態(tài),結(jié)構(gòu)件的承載力安全儲備最小,對濕度、超載與腐蝕等作用敏感度極高,偶然因素就容易致其失效,如果把制造、安裝和使用過程中出現(xiàn)各種負(fù)面影響加進(jìn)去,鋼結(jié)構(gòu)屋面是鋼結(jié)構(gòu)廠房破壞最為嚴(yán)重的部分。3、發(fā)生破壞主要有桿件彎曲、屋蓋倒塌、節(jié)點(diǎn)板彎曲或開裂、框架桿件斷裂、屋蓋撓曲超標(biāo)準(zhǔn)屋蓋支撐屈曲、內(nèi)水槽漏水等。三、鋼結(jié)構(gòu)廠房的鋼材腐蝕鋼結(jié)構(gòu)廠房暴露于外部,普通鋼材的抗腐蝕性能不強(qiáng),特別是濕度較大,有侵蝕性介質(zhì)的外部環(huán)境下,鋼結(jié)構(gòu)容易生銹腐蝕,對構(gòu)件的承載力大大削弱。大量的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明,鋼屋架因為腐蝕并缺乏維修而引起倒塌事故比總數(shù)中占很大比重。
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鋼結(jié)構(gòu)是指材料類型,樓主問的是結(jié)構(gòu)類型。鳥巢不是框架結(jié)構(gòu),應(yīng)該屬于空間結(jié)構(gòu),具體說是雜交和組合空間結(jié)構(gòu)。從結(jié)構(gòu)力學(xué)的角度來看,框架結(jié)構(gòu)是將一榀一榀的*面框架縱向聯(lián)系起來形成的結(jié)構(gòu)體系,而空間結(jié)構(gòu)則無法明確的拆分成一個個的*面結(jié)構(gòu)來進(jìn)行分析,必須用三維方法進(jìn)行分析計算。例如網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、懸索結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)等等。薄殼結(jié)構(gòu)是空間結(jié)構(gòu)的一種。近年來我國的空間結(jié)構(gòu),諸如網(wǎng)架、懸索、網(wǎng)殼、薄殼、折板、薄壁結(jié)構(gòu)以及各種形式的雜交空間結(jié)構(gòu)和組合空間結(jié)構(gòu)都獲得了迅速發(fā)展,并在體育館、車站、展覽廳、禮堂、影劇院、飛機(jī)庫、俱樂部、會議廳、食堂、工業(yè)廠房、倉庫等建筑中得到了廣泛的應(yīng)用。
一般的體育館是用的什么基礎(chǔ)
普通體育館用磚、瓦、混泥土、木材等建筑材料以鋼結(jié)構(gòu)梁柱為支撐,氣膜體育館以第六種建筑材料——膜材,為主要建筑材料以空氣為支撐,用特殊的建筑膜材做外殼,配備一套智能化的機(jī)電設(shè)備在氣膜建筑內(nèi)部提供空氣的正壓,把建筑主體支撐起來的一種建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。
鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及其合理應(yīng)用范圍
你想問什么啊,兄臺?我是搞鋼結(jié)構(gòu),鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用日益廣泛,就業(yè)前景看好,有錢圖啊?。。?!
鋼結(jié)構(gòu)事故分析與處理
——鋼結(jié)構(gòu)防火與節(jié)點(diǎn)設(shè)計淺談
文摘]隨著國民經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍日趨廣泛。由于其應(yīng)用
及結(jié)構(gòu)形式發(fā)展較快,也帶來一些新問題。本文簡析了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的節(jié)點(diǎn)設(shè)計和防火問
題。
[關(guān)鍵詞]鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)設(shè)計防火
1前言
人類社會發(fā)展至今,科學(xué)技術(shù)作為第一生產(chǎn)力已日益顯示出其重要性。鋼結(jié)構(gòu)作為
一種傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè),近年來在我國得到了廣泛的發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)通常用于高層、大
跨度、體型復(fù)雜、荷載或吊車起重量大、有較大振動、高溫車間、密封性要求高、要求
能活動或經(jīng)常裝拆的結(jié)構(gòu)。如:大廈、體育館、歌劇院、大橋、電視塔、倉棚、工廠、
住宅和臨時建筑等。這和鋼結(jié)構(gòu)自身的特點(diǎn)如材料強(qiáng)度高、自重輕、塑性及韌性好、抗
震性能好、工業(yè)裝配化程度高、造型美觀、綜合經(jīng)濟(jì)效益優(yōu)以及符合綠色建筑等眾多優(yōu)
點(diǎn)相一致。但是,隨著科技的進(jìn)步,人們對事物認(rèn)識的全面深入,鋼結(jié)構(gòu)的一般缺陷也
越來越顯著。縱觀鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程,我們也看到世界范圍內(nèi)的鋼結(jié)構(gòu)事故頻繁發(fā)生,
給人類造成了巨大的損失,但同時也得到了諸多的經(jīng)驗教訓(xùn)。
隨著人們對鋼結(jié)構(gòu)認(rèn)識的深入,發(fā)現(xiàn)其諸多缺陷在設(shè)計、施工和使用中都是可以補(bǔ)
救或避免的,因此,鋼結(jié)構(gòu)事故的發(fā)生越來越取決于人為因素,即事故的發(fā)生多是由于
在設(shè)計、施工、使用過程中很多人為的錯誤積累重復(fù)而綜合引起的。
為避免事故的發(fā)生,在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的整個過程中都應(yīng)該強(qiáng)調(diào)“概念設(shè)計”,它在結(jié)
構(gòu)選型與布置階段尤其重要。對一些難以做出精確理性分析或規(guī)范還未規(guī)定的問題,可
依據(jù)從整體結(jié)構(gòu)體系與分體系之間的力學(xué)關(guān)系、破壞機(jī)理、震害、試驗現(xiàn)象和工程經(jīng)驗
所獲得的設(shè)計思想,從全局的角度來確定控制結(jié)構(gòu)的布置及細(xì)部措施。運(yùn)用概念設(shè)計可
以在早期迅速、有效地進(jìn)行構(gòu)思、比較與選擇。所得結(jié)構(gòu)方案往往易于手算、概念清晰、
定性正確,并可避免結(jié)構(gòu)分析階段不必要的繁瑣運(yùn)算。同時,它也是判斷計算機(jī)內(nèi)力分
析輸出數(shù)據(jù)可靠與否的主要依據(jù)。
但是,目前在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計中存在著兩個重要但又是很難解決的問題,一是連接節(jié)
點(diǎn)的形式和處理問題,二是鋼結(jié)構(gòu)的防火問題,現(xiàn)已倍受人們的關(guān)注。鋼結(jié)構(gòu)事故往往
是由于結(jié)構(gòu)體系喪失穩(wěn)定性而產(chǎn)生的(構(gòu)件的或整體的),在正常設(shè)計或正常使用中這
可以通過加強(qiáng)支撐以提高結(jié)構(gòu)的剛度來解決。
2節(jié)點(diǎn)設(shè)計
連接節(jié)點(diǎn)的設(shè)計是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的重要內(nèi)容之一。在結(jié)構(gòu)分析前就應(yīng)該對節(jié)點(diǎn)的形
式有充分地思考與確定。常常出現(xiàn)的一種情況是——最終設(shè)計的節(jié)點(diǎn)與結(jié)構(gòu)分析模型中
使用的形式不完全一致,這種情況必須避免。按照傳力特性的不同,節(jié)點(diǎn)分剛接,鉸接
和半剛接。常用的設(shè)計參考書都有很多值得推薦的節(jié)點(diǎn)做法及計算公式。
連接節(jié)點(diǎn)有等強(qiáng)設(shè)計和實際受力設(shè)計這兩種常用的方法。連接的不同對結(jié)構(gòu)影響甚
大,有些連接根據(jù)經(jīng)驗或計算不好辨別是剛接還是鉸接。比如,有的剛接節(jié)點(diǎn)雖然承受
彎矩沒有問題,但會產(chǎn)生較大的轉(zhuǎn)動,不符合結(jié)構(gòu)分析中的假定,會導(dǎo)致實際工程變形
大于計算數(shù)據(jù)等不利結(jié)果。節(jié)點(diǎn)是剛接還是鉸接會影響計算模型的確定進(jìn)而影響計算的
內(nèi)力值。
具體設(shè)計中需要注意的主要問題包括:
(1)焊接
對焊接焊縫的尺寸及形式等,規(guī)范有強(qiáng)制規(guī)定,應(yīng)嚴(yán)格遵守。焊條的選用應(yīng)與被連
接金屬的材質(zhì)相適應(yīng)。E43對應(yīng)Q235,E50對應(yīng)Q345。Q235與Q345連接時,應(yīng)該選
擇低強(qiáng)度的E43,而不是E50。焊接設(shè)計中不得任意加大焊縫。焊縫的重心應(yīng)盡量與被
連接構(gòu)件的重心接近。其它詳細(xì)內(nèi)容可查詢規(guī)范中關(guān)于焊縫構(gòu)造方面的規(guī)定。
(2)栓接
鉚接這種形式在建筑工程中現(xiàn)已很少采用。普通螺栓抗剪性能差,可以在次要結(jié)構(gòu)
部位使用。高強(qiáng)螺栓使用日益廣泛,常用8.8s和10.9s兩個強(qiáng)度等級。根據(jù)受力特點(diǎn)分
承壓型和摩擦型,兩者計算方法不同。高強(qiáng)螺栓最小規(guī)格M12,常用M16~M30。超
大規(guī)格的螺栓性能不穩(wěn)定,設(shè)計中應(yīng)慎重使用。自攻螺絲用于板材與薄壁型鋼間的次要
連接。國外在低層墻板式住宅中,也常用于主結(jié)構(gòu)的連接。
(3)連接板
可簡單取其厚度為梁腹板厚度加4mm。然后驗算凈截面抗剪等。
(4)梁腹板
應(yīng)驗算栓孔處腹板的凈截面抗剪。承壓型高強(qiáng)螺栓連接還需驗算孔壁局部承壓。
(5)節(jié)點(diǎn)設(shè)計必須考慮安裝螺栓、現(xiàn)場焊接等的施工空間及構(gòu)件吊裝順序等,應(yīng)
盡可能使工人能方便的進(jìn)行現(xiàn)場定位與臨時固定。
此外,節(jié)點(diǎn)設(shè)計還應(yīng)考慮制造廠的工藝水*。比如鋼管連接節(jié)點(diǎn)的相貫線的切口需
要數(shù)控機(jī)床等設(shè)備才能完成。
節(jié)點(diǎn)往往是事故產(chǎn)生的源點(diǎn),節(jié)點(diǎn)的處理不當(dāng)特別是焊縫質(zhì)量問題,很容易產(chǎn)生應(yīng)
力集中,從而導(dǎo)致局部屈曲或者形成疲勞破壞源或者脆性破壞等。對于鋼結(jié)構(gòu)要定期進(jìn)
行安全質(zhì)量檢查鑒定。
3鋼結(jié)構(gòu)火災(zāi)消防
耐火極限是撲救建筑火災(zāi)的重要指標(biāo)。長久以來,在滅火作戰(zhàn)中并未對范雛澄院士
提出的“釋熱速率”引起足夠的重視并開展應(yīng)有的研究。不同的物質(zhì)會以怎樣的燃
燒,在固定的時間里能產(chǎn)生多少熱量,并對建筑造成什么危害等等諸如此類的問題,往往被遺忘和冷落。時代在發(fā)展,科技在進(jìn)步,我們對火災(zāi)的研究不能只停留在燃燒三要
素、滅火的四種基本方法上,而應(yīng)重視和加強(qiáng)火災(zāi)的基礎(chǔ)研究工作,特別是燃燒過程的
基本理論方面的研究,把重點(diǎn)放在燃燒動力學(xué)、火焰輻射和燃燒產(chǎn)物的熱化、物質(zhì)的可
燃性及火災(zāi)傳播等方面,更進(jìn)一步掌握火災(zāi)過程的本質(zhì)和科學(xué)規(guī)律,并把這些研究成果
迅速轉(zhuǎn)化為消防戰(zhàn)斗力。只有這樣,我們才能更好去應(yīng)對火災(zāi),消滅火災(zāi)。
起其它結(jié)構(gòu)相比,鋼結(jié)構(gòu)發(fā)生火災(zāi)是更危險的事故。因為鋼材的力學(xué)性能對溫度變
化很敏感。溫度升高時,鋼材的各項指標(biāo)如屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量等的總趨勢
是降低的。特別是在300℃以上時,鋼材產(chǎn)生徐變,當(dāng)溫度繼續(xù)上升到400℃以上時,
其性能指標(biāo)更是明顯降低而趨于零。
我們要認(rèn)識到:任何結(jié)構(gòu)都經(jīng)不起“火煉”,如果結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到火災(zāi)侵害,強(qiáng)度降
低或喪失了承載能力,房屋倒塌就在所難免。鋼材受火后會軟化,鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中失效
表現(xiàn)為瞬間倒塌。受火后房屋結(jié)構(gòu)倒塌基本都無預(yù)兆,類似于脆性破壞,很難判斷倒塌
時間。
常見的建筑火災(zāi)中,人員傷亡多是由于煙氣中毒窒息所致,財產(chǎn)損失也限于室內(nèi)物
品毀壞等。房屋結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中會受到不同程度的損傷,產(chǎn)生局部損壞或塌陷,但很少發(fā)
生整體房屋倒塌現(xiàn)象。這是因為,一般房屋滿足《建筑防火規(guī)范》要求,結(jié)構(gòu)構(gòu)件本身
具有一定的抗火能力,或采取了一定的防火保護(hù)措施,一旦發(fā)生火災(zāi),在其有效的耐火
時間內(nèi)火災(zāi)得到了控制和撲滅。但若未能及時滅火,結(jié)構(gòu)構(gòu)件受到火災(zāi)的進(jìn)一步侵害,
強(qiáng)度降低或喪失了承載能力,房屋倒塌就在所難免了。衡州大廈正是由于結(jié)構(gòu)受火災(zāi)時
間過長,底層結(jié)構(gòu)喪失承載力而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體破壞的。
《建筑防火規(guī)范》根據(jù)房屋和結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性的不同,提出了房屋不同的防火等級
和構(gòu)件不同的耐火極限,其目的主要是能保證有足夠的時間進(jìn)行有效的營救和滅火,以
保護(hù)主體結(jié)構(gòu)的完好性。根據(jù)理論研究,鋼材有時效硬化作用,長期使用過的鋼結(jié)構(gòu),
其材料內(nèi)部發(fā)生化學(xué)反應(yīng),強(qiáng)度會降低,塑性和韌性也會降低,同時脆性增強(qiáng)。同樣,
鋼結(jié)構(gòu)受火災(zāi)時,用水滅火是否會進(jìn)一步降低其強(qiáng)度,或者出現(xiàn)脆性破壞,造成結(jié)構(gòu)危
險,目前對這方面的研究尚未引起足夠的重視。
鋼材由于受火后會軟化,鋼結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中失效表現(xiàn)為瞬間倒塌(類似于失穩(wěn)破壞)。
按照常規(guī)設(shè)計的房屋,應(yīng)具有防火規(guī)范所要求的耐火極限,超過這一極限后,結(jié)構(gòu)就很
不安全,或發(fā)生局部塌陷,或發(fā)生整體倒塌。因此,現(xiàn)場營救和滅火應(yīng)根據(jù)房屋的不同
耐火極限制定不同的實施方案。對于火燒后已不安全的房屋,一般不應(yīng)進(jìn)入房屋內(nèi)部滅
火。
另外,應(yīng)該加強(qiáng)在設(shè)計、施工、使用中的維護(hù)與鑒定工作,避開人為的失誤,以切
實控制和避免鋼結(jié)構(gòu)事故的發(fā)生。對于鋼結(jié)構(gòu)的防火問題,目前主要采取的措施是建筑
防火布局、采用耐火性能強(qiáng)的結(jié)構(gòu)材料、結(jié)構(gòu)選型、采用防火涂料等。最普遍的是
采用各種不同耐火性能的防火涂料。
現(xiàn)有的防火涂料主要分為厚型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料和薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料。厚型鋼結(jié)構(gòu)
防火涂料的主要成分為無機(jī)物,穩(wěn)定性較好,耐氧化、耐輻射,可通過增加涂層厚度以
提高耐火極限,但是其裝飾效果較差,并且所占截面面積較大。而薄型鋼結(jié)構(gòu)防火涂料
一般為有機(jī)物,耐老化性及降解性能較差,長期使用被氧化后又可能達(dá)不到防火效果。因此,現(xiàn)實中很有必要尋求其它方法來防火,或者尋求其它能夠?qū)摬木o密包裹、共同
作用、一起受力、耐熱耐火且不透熱的防火涂料。如在鋼構(gòu)件外先涂一層熱反射材料,
再在其外涂耐高溫防火材料。對于露天鋼結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)問題,仍然需要開發(fā)新的防火
材料。
當(dāng)然,在鋼結(jié)構(gòu)的抗火設(shè)計計算方面,也需要進(jìn)行大量的研究。現(xiàn)有的關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)
抗火性能實驗資料的不足,火災(zāi)中升溫條件的不同,影響火災(zāi)具體升溫情況的諸多因素,
導(dǎo)致了現(xiàn)有的設(shè)計方法也有很多不確定性因素,很多計算公式大都是模擬、擬合近似的
結(jié)果。隨著社會的發(fā)展,這遠(yuǎn)不能滿足人們對鋼結(jié)構(gòu)建筑物及其它建筑的防火耐火要求。
4結(jié)束語
節(jié)點(diǎn)設(shè)計和防火設(shè)計在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中是非常重要的,一旦發(fā)生事故,帶來的后果是
極其嚴(yán)重的。因此,設(shè)計人員要不斷充實鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計思維,學(xué)習(xí)先進(jìn)的設(shè)計經(jīng)驗,突破
傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)約束,以不斷適應(yīng)新形勢的要求。
為什么叫974體育場
因為974體育場在設(shè)計建造時便并秉承了低碳可回收利用為目標(biāo)的理念。在西班牙設(shè)計師的設(shè)計下,整個體育場由模塊化鋼結(jié)構(gòu)與各種顏色的集裝箱組成,這種設(shè)計的最大亮點(diǎn)便是可自由拆裝,從而達(dá)到場地和建材的可回收利用的目的。
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