钢结构入门及设计基础知识.pdf

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1、目录绪言第一章轻型门式刚架加工制造的基本知识第一节H型钢的制作及其设备1第二节围护系统的制作及其设备10第三节钢结构防腐处理15第四节钢结构防火处理24第二章轻型门式刚架设计的基本理论第一节结构布置和材料选用34第二节结构设计的一般原则37第三节计算模型和计算理论40第四节稳定设计的基本知识45第四节优化设计的基本知识55第三章主结构及其支撑体系第一节主刚架的设计和构造62第二节山墙刚架的设计和构造77第三节伸缩缝处刚架的构造81第四节托梁及屋面单梁设计82第五节结构支撑体系86第六节主刚架工程设计实例94第四章次结构及其连接构造第一节冷弯薄壁型钢的一般特点125第二节有效宽度

2、法的基本概念126第三节屋面檩条的构造和计算130第四节墙面檩条的构造和计算141第五节若干问题讨论142第六节檩条计算设计实例150第七节檩条规格选用附表153第五章辅助结构系统第一节雨篷和挑檐172第二节吊车梁和牛腿173第三节楼梯和栏杆189第四节检修平台和女儿墙192第六章围护材料及其连接构造第一节金属屋面的主要类型216第二节压型钢板的构造和规格220第三节复合保温板的构造和规格224第四节金属屋面板的连接226第五节金属屋面板的设计235第六节加气混凝土屋面ALC板247第七节墙面板250第八节保温隔热256第九节门窗257第十节采光和通风258第七章连接件和密封材

3、料第一节螺栓259第二节锚栓262第三节自攻螺丝269第四节密封带条和密封膏270第八章基础设计第一节基础设计的特点273第二节基础设计的特殊处理措施275第三节典型柱基础细部详图281第四节柱底板和锚栓283第五节基础设计实例287第九章应用实例291参考文献307第一章轻型钢结构加工制造的基本知识轻型钢结构工程是一个系统工程，它包括设计、加工制造和施工安装三个过程；包含的具体内容有：主结构系统、次结构系统和围护系统三大方面。了解轻型钢结构各个组成部分的加工制造过程对于工程师而言是十分必要的。主结构系统包括主刚架和支撑体系。支撑体系包括水平支撑、柱间支撑和刚性系杆等部分。由于

4、支撑体系采用的构件大多为圆钢、角钢和钢管等，构件简单、制作方便，且支撑体系节点多为标准节点，因此这部分产品大多为各公司的标准产品。本章仅从轻型钢结构的主刚架和围护系统两方面介绍轻型钢结构的加工制造；同时介绍钢结构的防腐处理和防火处理的相关知识。第一节H型钢的制作及其设备轻型钢结构的主刚架包括门式刚架和山墙抗风柱等部分。主刚架作为建筑结构的骨架，支承整个建筑结构系统，承受和传递着各类荷载。根据跨度、高度及荷载的不同，门式刚架的梁、柱一般采用变截面或等截面的实腹式焊接H型截面或轧制H型截面。变截面构件通常改变腹板的高度做成楔形形状，必要时也可改变腹板的厚度。结构构件在运输单元内一般

5、不改变翼缘截面，邻接的运输单元可采用不同厚度和宽度的翼缘截面。因受加工设备限制，H型钢截面高度一般不能超过2m。下面将按焊接H型钢生产工艺流程的顺序介绍焊接H型钢的制作机器设备。一、板材下料切割板材下料切割的方法有：机械切割法、气割法、等离子切割法等。在钢结构制造厂中，一般情况下，钢板厚度在12～16mm以下的直线型切割，采用剪切下料。常用的剪切机械有剪板机。气割多用于带曲线的零件和厚钢板的切割。气割能切割各种厚度的钢材，设备灵活、费用经济、切割精度较高，是目前使用最广泛的切割方法。气割按切割设备可分为：手工气割、半自动气割、仿型气割、多头气割、数控气割和光电跟踪气割。焊接H型

6、钢生产线的下料设备一般配备数控多头切割机或直条多头切割机，此类切割设备是高效率的板条切割设备，纵向割矩可根据要求配置，可一次同时加工多块板条。（见图1-2）1各类型钢以及钢管等的下料通常采用锯割。常用的锯割机械有：弓形锯、带锯、圆盘锯、摩擦锯和砂轮锯等。等离子切割主要用于熔点较高的不锈钢材料及有色金属的切割。二、板材矫正整平H型钢在组立焊接之前，先要对原材料（钢板）进行矫正、整平。常用的机械设备有板条矫平机（见图1-3）。三、H型组立、焊接矫平的钢板（翼缘板、腹板）进入H型钢自动组立机，在组立生产线上，将未焊接的翼缘板和腹板先工作组立器具定位好，进行头部定位焊。此类设备一般都采

7、用PLC可编程序控制器，对型钢的夹紧、对中、定位点焊及翻转实行全过程自动控制，速度快、效率高。（见图1-4）组立好的H型钢进入焊接机，H型钢生产配备的焊机一般为埋弧自动焊机，从类型上可分为门式焊接机（见图1-5）及悬臂式焊接机两种类型。焊机一般都配备有焊缝自动跟踪系统、焊剂自动输送回收系统及快速返程功能。四、H型矫正轻型钢结构构件的翼缘、腹板通常采用较薄的钢板，焊接容易产生比较大的焊接变形，且翼缘板与腹板的垂直度也有偏差，这时需要通过矫正机对焊接后的H型钢进行矫正。（见图1-6）。五、钻孔、