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鋼結構體係種類及檢測方法

發表時間:2018/12/5 14:53:09  瀏覽次數:736  
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鋼結構由於其耐腐蝕性、價格低廉、施工技術難度低等優勢,而逐漸成為建材市場的主導材料,越來越多的建設施工單位選擇使用鋼結構材料。隨著建築施工的結構逐漸複雜化,一些建築結構對於剛才的耐性和柔韌性以及承重性能的要求逐漸的提高。例如大跨度的橋梁,弧度數值大的建築結構等,這就要求技術人員進行不斷的數字運算和結構分析,以強化鋼材料的使用效能,進一步提高鋼結構材料的應用市場。 綜上所述,不同的鋼結構體係設計都存在一些問題,在強震作用下都體現出一定的弱點,而每一次結構設計的調整,都以建築成本的大幅加高為代價。越來越多的事實表明,在當前地震災害造成的人員傷亡顯著下降的背景下,所付出的經濟代價卻令人震驚。

常見的鋼結構體係種類及特點

目前國內外常用的鋼結構體係主要有:冷彎薄壁型鋼體係、框架體係、框架支撐體係、框架剪力牆體係、交錯桁架體係。傳統鋼結構體係各有優缺點及適用範圍,但是在抗震性能方麵,都存在不足之處。

鋼結構安全檢測|鋼結構體係種類及特點

1冷彎薄壁型鋼體係

構件用薄鋼板冷彎成C形、Z形構件,可單獨使用,也可組合使用,杆件間連接采用自攻螺釘。冷彎薄壁型鋼體係以冷彎薄壁型鋼作為基本承重杆件,是一種新型的輕鋼結構建築體係,其結構強度高、重量輕,其重量是普通混凝土結構的1/3左右,並能滿足大開間的需要,使用麵積比鋼筋混凝土住宅提高10%~15%左右。該體係通常設計成密肋柱並用木質板材蒙皮的板肋構造,這種構造整體性能好,不易被地震力所破壞。但這種體係節點剛性不易保證,抗側能力較差,一般隻用於1~2層住宅或別墅。

2框架體係

目前,這種體係在多層鋼結構住宅中應用*廣。縱橫向都設成鋼框架,門窗設置靈活,可提供較大的開間,便於用戶二次設計,滿足各種生活需求。該體係具有受力明確,平麵布置靈活,便於大開間的設置,可充分滿足建築布置要求的特點;同時製作安裝簡單,施工速度較快。鋼框架考慮樓蓋的組合作用,運用在低多層住宅中,一般都能滿足抗側要求。鋼框架體係主要由梁、柱構件剛接而成,依靠梁、柱來承受豎向荷載和水平荷載。但是由於目前框架柱以H型鋼為主,弱軸方向梁柱連接的剛性難以保證,因此設計施工時須慎重處理。此種結構體係側向剛度較小,抗震性能差,建築成本較高。

3框架支撐體係

在風載或地震作用較大區域,為提高體係的抗側剛度,增加軸交支撐或偏交支撐效果很好。這種體係為多重抗側體係,而且梁柱節點、柱腳節點可設計成鉸接、半剛接,施工構造簡單,基礎主要承受軸力,體形較小,因此成為人們青睞的對象。當結構產生層間變形時,支撐承受水平力,從而使體係獲得比純框架結構大得多的抗側力剛度,減少建築物的層間位移。該體係用鋼量相對較大,由於支撐杆件的存在往往影響牆體和門窗的布置。但此種結構因體係延性小、耗能能力也小。地震荷載作用下,支撐中的受壓杆件容易發生壓屈失穩,致使整個結構體係承載力降低並產生較大側移。該體係主要是利用結構主體耗能,*終將導致主要結構杆件塑性變形過大,難以修複

4框架剪力牆體係

包括鋼筋混凝土剪力牆和鋼板剪力牆兩種形式,一般用在低多層住宅中。此結構體係中,框架為主要承重骨架,剪力牆為結構的主要抗側力體係。國外剪力牆多采用組合剪力牆,即在薄壁鋼板剪力牆兩側增加混凝土板,混凝土板防止鋼板的平麵外屈曲,提高剪力牆的強度和耗能能力。此種體係中剪力牆屬於剛性結構,而鋼框架屬於柔性結構,在地震作用下,剪力牆承擔了絕大部分的水平力,有時高達90%,即使將鋼框架做得較強,也難以從根本上改變這種局麵,這種體係的二道防線的抗震能力很弱

5交錯桁架體係

交錯桁架結構體係的骨架由房屋外側的柱子和高度為層高、跨度等於房屋寬度的桁架組成。在相鄰柱上為上下層交錯布置,樓板一端支承在桁架上弦杆,另一端支承在相鄰桁架的下弦杆。垂直荷載則由樓板傳到桁架的上下弦,再傳到外圍的柱子。該體係利用柱子、平麵桁架和樓麵板組成空間抗側力體係,具有平麵布置靈活、樓板跨度小、結構自重輕、經濟實用、高效的特點。該體係橫向可看成是支撐框架,縱向則可看成是無支撐框架,結構計算時可從橫向和縱向分別單獨對待。該結構體係在強震作用下的抗震性能很差,由於腹杆較早出現非彈性變形導致杆件承載力及剛度突然減小。

鋼結構的幾種檢測方法

1.鋼結構檢測之射線檢測
射線檢測是指用X射線或γ射線穿透試件,以膠片作為記錄信息的器材的無損檢測方法,該方法是最基本的,應用最廣泛的一種非破壞性檢驗方法。射線檢測的原理是射線能穿透肉眼無法穿透的物質使膠片感光,當X射線或r射線照射膠片時,與普通光線一樣,能使膠片乳劑層中的鹵化銀產生潛影,由於不同密度的物質對射線的吸收係數不同,照射到膠片各處的射線強度也就會產生差異,便可根據暗室處理後的底片各處黑度差來判別缺陷。總的來說,RT的定性更準確,有可供長期保存的直觀圖像,總體成本相對較高,而且射線對人體有害,檢驗速度會較慢。
2.鋼結構檢測之無損檢測
無損檢測是指在不損害或不影響被檢測對象使用性能,不傷害被檢測對象內部組織的前提下,利用材料內部結構異常或缺陷存在引起的熱、聲、光、電、磁等反應的變化,以物理或化學方法為手段,借助現代化的技術和設備器材,對試件內部及表麵的結構、性質、狀態及缺陷的類型、性質、數量、形狀、位置、尺寸、分布及其變化進行檢查和測試的方法。無損檢測是工業發展必不可少的有效工具,在一定程度上反映了一個國家的工業發展水平,無損檢測的重要性已得到公認,在實際應用中比較常見的有射線檢驗(RT)、超聲檢測(UT)、磁粉檢測(MT)、液體滲透檢測(PT)和目視檢測(VT)。
3.鋼結構之磁粉檢測
磁粉檢測的原理是鐵磁性材料和工件被磁化後,由於不連續性的存在,使工件表麵和近表麵的磁力線發生局部畸變而產生漏磁場,吸附施加在工件表麵的磁粉,形成在合適光照下目視可見的磁痕,從而顯示出不連續性的位置、形狀和大小。磁粉檢測適用於檢測鐵磁性材料表麵和近表麵尺寸很小、間隙極窄(如可檢測出長0.1mm、寬為微米級的裂紋)目視難以看出的不連續性;也可對原材料、半成品、成品工件和在役的零部件檢測,還可對板材、型材、管材、棒材、焊接件、鑄鋼件及鍛鋼件進行檢測,可發現裂紋、夾雜、發紋、白點、折疊、冷隔和疏鬆等缺陷。但磁粉檢測不能檢測奧氏體不鏽鋼材料和用奧氏體不鏽鋼焊條焊接的焊縫,也不能檢測銅、鋁、鎂、鈦等非磁性材料。對於表麵淺的劃傷、埋藏較深的孔洞和與工件表麵夾角小於20°的分層和折疊難以發現。

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