高层钢结构材料与构件的选用和分析

时间：2020-09-22

　　在高层钢结构施工中，由多种因素决定其较终质量，但在其它因素起到作用之前，首先控制的因素是施工材料和施工构件，以下是在材料和构件决定时的几个方面。

　　一、主钢材的品种和牌号

　　钢材的型号与种类在随着工程要求的不断提高，也在日益丰富着，不过现在施工中在钢结构中采用的钢材主要有二个种类，一是碳素结构钢(或称普通碳素钢)，二是低合金结构钢。低合金钢因含有锰、钒等合金元素而具有较高的强度。

　　二、连接材料

　　钢结构的连接是通过一定的方式将各个杆件连成整体。杆件间要保证正确的相互位置，以保证传力和使用要求，连接部位应有足够的静力强度和疲劳强度。因此，连接是钢结构设计和施工中重要的环节，钢结构的连接应符合安全可靠、节省钢材、构造简单和施工方便的原则。

　　钢结构的连接方法分为铆接、焊接、普通螺栓和高强度螺栓连接，依据连接方法的不同，连接材料分为以下几种：

　　1、铆钉;

　　2、普通螺栓;

　　3、高强度螺栓;

　　4、焊接材料: 焊接材料主要有电焊条、焊丝及焊剂。

　　三、高层钢结构材料选用的基本要求

　　(一)、钢材选用的原则

　　钢材选用的原则是：既能使结构安全可靠和满足使用要求，又要较大可能节约钢材和降低造价。不同使用条件，应当有不同的质量要求。

　　选定钢材时应考虑下列结构特点：

　　1、结构的类型及重要性

　　由于使用条件、结构所处部位等方面的不同，结构可以分为重要、一般和次要三类。例如民用大跨度屋架、重级工作制吊车梁等就是重要的;普通厂房的屋架和柱等属于一般的;梯子、栏杆、平台等则是次要的，应根据不同情况，有区别地选用钢材的牌号。

　　2、荷载的性质

　　按所承受荷载的性质，结构可分为承受静力荷载和承受动力荷载两种。在承受动力荷载的结构或构件中，又有经常满载和不经常满载的区别。因此，荷载性质不同，就应选用不同的牌号。

　　3、连接方法

　　连接方法不同，对钢材质量要求也不同。例如焊接的钢材，由于在焊接过程中不可避免地会产生焊接应力、焊接变形和焊接缺陷，在受力性质改变和温度变化的情况下，*引起缺口敏感，导致构件产生裂纹，甚至发生脆性断裂，所以焊接钢结构对钢材的化学成分、力学性能和可焊性都有较高的要求。

　　(二)、高层钢结构材料选用的基本要求

　　1、高层钢结构所用钢材的钢种、钢号、强度设计值、选用原则及所要求保证的机械性能、化学成分限值等以及连接所用的焊接材料、螺栓紧固件等材料的要求，除将钢材的冷弯性能作为基本保证条件外，其它基本上与一般钢结构相同，对厚板钢材的强度设计值应按《高层建筑钢结构设计与施工规程》的规定执行。

　　2、承重结构处于外露和低温环境时，其钢材还应考虑耐大气腐蚀和避免低温冷脆的要求。

　　3、采用焊接连接的梁-柱节点范围内，当节点约束较强，板厚大于50mm，并承受沿板厚方向的拉力作用时，应附加要求板厚方向的伸长率保证(大于20%～25%)，以防止层状撕裂。

　　4、同一高层结构中，根据构件所处的部位，受力情况的不同可分别选用不同的钢号及强度级别的钢材。

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