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钢结构范文1
关键词：混凝土结构的加固 砌体结构的加固 钢结构加固
混凝土结构的加固分为直接加固与间接加固两类，设计时可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法和配套的技术。
混凝土结构加固篇
一、直接加固的一般方法有：
1、加大截面加固法
在钢筋混凝土受弯构件受压区加混凝土现浇层，可增加截面有效高度，扩大截面面积，从而提高构件正截面抗弯，斜截面抗剪能力和截面刚度，起到加固补强的作用。
在适筋范围内，混凝土弯变构件正截面承载力随钢筋面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下，增大主筋面积可有效地提高原构件正截面抗弯承载力。在截面的受拉区加现浇混凝土围套增加构件截面，通过新加部分和原构件共同工作，可有效地提高构件承载力，改善正常使用性能。
加大截面加固法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验；适用于梁、板、柱、墙和一般构造物的混凝土的加固；但现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。
2、置换混凝土加固法
该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑物的净空，但同样存在施工的湿作业时间长的缺点；适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。
3、有粘结外包型钢加固法
外包钢加固是把型钢或钢板包在被加固构件的外边，外包钢加固钢筋混凝土梁一般应采用湿式外包法，即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固构佣粘结成一整体，加固后的构件，由于受拉和受压钢截面面积大幅度提高，因此正截面承载力和截面刚度大幅度提高。
该法也称湿式外包钢加固法，受力可靠、施工简便、现场工作量较小，但用钢量较大，且不宜在无防护的情况下用于600C以上高温场所；适用于使用上不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高其承载能力的混凝土结构加固。
4、粘钢加固法
钢筋混凝土受弯构件外部粘钢加固是在构件承载力不足区段（正截面受拉区、正截面受压区或斜截面）表面粘贴钢板，这样可提高被加固构件的承载力，且施工方便。
该法施工快速、现场无湿作业或仅有抹灰等少量湿作业，对生产和生活影响小，且加固后对原结构外观和原有净空无显著影响，但加固效果在很大程度上取决于胶粘工艺与操作水平；适用于承受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。
5、粘贴纤维增强塑料加固法
外贴纤维加固是用胶结材料把纤维增强复合材料贴于被加固构件的受拉区域，使它与被加固截面共同工作，达到提高构件承载能力的目的。除具有粘贴钢板相似的优点外，还具有耐腐浊、耐潮湿、几乎不增加结构自重、耐用、维护费用较低等优点，但需要专门的防火处理，适用于各种受力性质的混凝土结构构件和一般构筑物。
6、绕丝法
该法的优缺点与加大截面法相近；适用于混凝土结构构件斜截面承载力不足的加固，或需对受压构件施加横向约束力的场合。
7、锚栓锚固法
该法适用于混凝土强度等级为C20~C60的混凝土承重结构的改造、加固；不适用于已严重风化的上述结构及轻质结构。
二、间接加固的一般方法有：
1、预应力加固法
（一）预应力水平拉杆固法
预应力水平拉杆加固的混凝土受弯构件，由于预应力和新增外部荷载的共同作用，拉杆内产生轴向拉力，该力通过杆端锚固偏心地传递到构件上（当拉杆与梁板底面紧密贴合时，拉杆会与构件共同找曲，此时尚有一部分压力直接传递给构件底面），在构件中产生偏心受压作用，该作用克服了部分外荷载产生的弯矩，减少了外荷载效应，从而提高了构件的抗弯能力。同时，由于拉杆传给构件的压力作用，构件裂缝发展得以缓解、控制、斜截面抗剪承载力也随之提高。
由于水平提杆的作用，原构件的截面应力特征由受弯变成了偏心受压，因此，加固后构件的承载力主要取决于压弯状态下原构件的承载力。
（二）预应力下撑拉杆加固法
钢筋混凝土构件采用预应力下撑式拉杆加固定后，形成一个由被加固构件和下撑式拉杆组成的复合超静定结构体系，在外荷载和预应力共同作用下，拉杆中产生轴向力并通过与构件的结合点（下撑点和杆端锚固点）传递给被加固构件，抵消了部分外荷载，改变了原构件截面内力特征，从而提高了构件的承载能力。
该法能降低被加固构件的应力水平，不仅使加固效果好，而且还能较大幅度地提高结构整体承载力，但加固后对原结构外观有一定影响；适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固，但在无防护的情况下，不能用于温度在600C以上环境中，也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构。
2、增加支承加固法
增设支点加固法是通过减少受弯构件的计算跨度，达到减少作用在被加固构件上的载载效应，提高结构承载水平的目的。该法简单可靠，但易损害建筑物的原貌和使用功能，并可能减小使用空间；适用于具体条件许可的混凝土结构加固。
3、其它加固法
辅助结构加固法是采用另制的辅助构件，如型钢、钢桁架或钢筋混凝土梁，部分或全部分担被加固梁的荷载。
在支座附近加腋后，支座附近截面的有效高度提高了，因此，截面的抗弯和抗剪能力都得到提高。
三、与混凝土结构加固改造配套使用的技术一般有：
1、托换技术
系托梁（或桁架）拆柱（或墙）、托梁接柱和托梁换柱等技术的概称；属于一种综合性技术，由相关结构加固、上部结构顶升与复位以及废弃构件拆除等技术组成；适用于已有建筑物的加固改造；与传统做法相比，具有施工时间短、费用低、对生活和生产影响小等优点，但对技术要求较高，需由熟练工人来完成，才能确保安全。
2、植筋技术
系一项对混凝土结构较简捷、有效的连接与锚固技术；可植入普通钢筋，也可植入螺栓式锚筋；已广泛应用于已有建筑物的加固改造工程，如：施工中漏埋钢筋或钢筋偏离设计位置的补救，构件加大截面加固的补筋，上部结构扩跨、顶升对梁、柱的接长，房屋加层接柱和高层建筑增设剪力墙的植筋等。
3、裂缝修补技术
根据混凝土裂缝的起因、性状和大小，采用不同封护方法进行修补，使结构因开裂而降低的使用功能和耐久性得以恢复的一种专门技术；适用于已有建筑物中各类裂缝的处理，但对受力性裂缝，除修补外，尚应采用相应的加固措施。内部修补法。
内部修补法是用压力泵把胶结材料压力混凝土裂缝中，结硬后起到补缝作用，并通过其胶结性使原结构恢复整体性，该方法适用于裂缝宽度较大，对结构的整体性和安全性及耐久性等有影响，或有防水防渗等要求的裂缝的修补。
4、碳化混凝土修复技术
系指通过恢复混凝土的碱性（钝化作用）或增加其阻抗而使碳化造成的钢筋腐蚀得到遏制的技术。
5、混凝土表面处理技术
系指采用化学方法、机械方法、喷砂方法、真空吸尘方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油迹、残渣以及其它附着物的专门技术。
6、混凝土表层密封技术
系指采用柔性密封剂充填、聚合物灌浆、涂膜等方法对混凝土进行防水、防潮和防裂处理的技术。
7、其它技术
如结构、构件移位技术、调整结构自振频率技术等。 转贴于 砌体结构篇
四、砌体结构加固方法：
砌体结构的加固分为直接加固与间接加固两类，设计时，可根据实际条件和使用要求选择适宜的方法。
（一）适用于砌体结构的直接加固方法一般为：
1、钢筋混凝土外加层加固法
该法属于复合截面加固法的一种。其优点是施工工艺简单、适应性强，砌体加固后承载力有较大提高，并具有成熟的设计和施工经验；适用于柱、带壁墙的加固；其缺点是现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。
2、钢筋水泥砂浆外加层加固法
该法属于复合截面加固法的一种。其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近，但提高承载力不如前者；适用于砌体墙的加固，有时也用于钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。
3、增设扶壁柱加固法
该法属于加大截面加固法的一种。其优点亦与钢筋混凝土外加层加固法相近，但承载力提高有限，且较难满足抗震要求，一般仅在非地震区应用。
（二）适用于砌体结构的间接加固方法一般为：
1、无粘结外包型钢加固法
该法属于传统加固方法，其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少，受力较为可靠；适用于不允许增大原构件截面尺寸，却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固；其缺点为加固费用较高，并需采用类似钢结构的防护措施。
2、预应力撑杆加固法
该法能较大幅度地提高砌体柱的承载能力，且加固效果可靠；适用于加固处理高应力、高应变状态的砌体结构的加固；其缺点是不能用于温度在600C以上的环境中。
（三）砌体结构构造性加固与修补
1、增设圈梁加固
当圈梁设置不符合现行设计规范要求，或纵横墙交接处咬搓有明显缺陷，或房屋的整体性较差时，应增设圈梁进行加固
2、增设梁垫加固
当大梁下砖砌体被局部压碎或大梁下墙体出现局部竖直裂缝时，应增设梁垫进行加固。
3、砌体局部拆砌
当房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影响承重及安全时，可将破裂墙体局部拆除，并按提高砂浆强度一级用整砖填砌。
4、砌体裂缝修补
在进行裂缝修补前，应根据砌体构件的受力状态和裂缝的特征等因素，确定造成砌体裂缝的原因，以便有针对性地进行裂缝修补或采用相应的加固措施。
钢结构篇
五、钢结构加固方法：
钢结构加固的主要方法有：减轻荷载、改变结构计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。当有成熟经验时，亦可采用其它加固方法。
1、改变结构计算图形
改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件，增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对结构进行加固的方法；
改变结构计算图形的一般加固方法：
（1）对结构可采用下列增加结构或构件的刚度的方法进行加固：
A、增加支撑形成空间结构并按空间结构验算；
B、加设支撑增加结构刚度，或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性；
C、增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性；
D、在排架结构中重点加强某一列柱的刚度，使之承受大部分水平力，以减轻其它柱列负荷；
E、在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度。
（2）对受弯杆件可采用下列改变其截面内力的方法进行加固：
A、改变荷载的分布，例如将一个集中荷载转化为多个集中荷载；
B、改变端部支承情况，例如变铰接为刚结；
C、增加中间支座或将简支结构端部连接成为连续结构；
D、调整连续结构的支座位置；
E、将结构变为撑杆式结构；
F、施加预应力。
（3） 对桁架可采取下列改变其杆件内力的方法进行加固：
A、增设撑杆变桁架为撑杆式结构；
B、加设预应力拉杆。
2、加大构件截面的加固
采用加大截面加固钢构件时，所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤的状况。
3、连接的加固与加固件的连接
钢结构连接方法，即焊缝、铆钉、普通螺栓和高强度螺栓连接方法的选择，应根据结构需要加固的原因、目的、受力状况、构造及施工条件，并考虑结构原有的连接方法确定。
钢结构加固一般宜采用焊缝连接、摩擦型高强度螺栓连接，有依据时亦可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓的混合连接。当采用焊缝连接时，应采用经评定认可的焊接工艺及连接材料。
4、裂纹的修复与加固
结构因荷载反复作用及材料选择、构造、制造、施工安装不当等产生具有扩展性或脆断倾向性裂纹损伤时，应设法修复。在修复前，必须分析产生裂纹的原因及其影响的严重性，有针对性地采取改善结构实际工作或进行加固的措施，对不宜采用修复加固的构件，应予拆除更换。
参考书籍：
《结构可靠性鉴定与加固技术》 曹双寅邱洪兴 王恒华编
《混凝土结构耐久性》 金伟良编
钢结构范文2
钢结构是主要由钢制材料组成的结构。
主要用于桥梁、建筑、灯塔、船类等领域。钢结构由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接，特别适用于大型厂房、场馆、超高层等领域。
（来源：文章屋网 ）
钢结构范文3
关键词：钢结构住宅；结构形式；楼板设计；内外墙设计
钢结构住宅主要是采用工厂化的H型钢梁及钢柱作为承重骨架，并通将新型隔热、保温及高强的墙体材料作为围护结构，从而形成的优化节能环保型住宅，其更符合绿色生态建筑的结构形式特征，具有着较好的综合经济效益。
1 钢结构住宅的特点
（1）抗震性。钢结构住宅良好的抗震性主要表现在其钢材的塑性、韧性以及延性上，其具有着较长的自振动且自重较轻，在结构的变形作用下不会产生突然间的断裂。其次，钢结构住宅设计结构体系之间的连接都为柔性连接，在地震发生情况下墙体的变形可以抵消一部分的地震荷载。
（2）抗裂性。由于钢材本身属于一种延性材料，其在温度变化情况下并不会产生相应裂缝。同时在当前的新型钢材发展应用过程中，采用的ALC、CS板等材料都有着较轻的自重和较好的保温隔热优势，能够有效较少沉降造成的裂缝。
（3）耐久性。在钢结构住宅设计中，耐腐蚀镀锌钢板的运用使得了钢结构设计的耐久性和防腐性得到了较大程度的提升，并且通过合理的钢结构构造，有效的避免了木结构中出现的泛潮及虫害等问题的出现。
2 钢结构住宅设计的结构形式
（1）框架。该种体系在当前的多层钢结构住宅设计中有着较为广泛的应用，其主要是将纵横向都设成钢框架，并且门窗设置相对较为灵活，能够提供较为开阔的空间，为用户的二次设计提供了便利。钢框架主要考虑的是楼盖的组合作用，通常情况在4-6层底层住宅中有着较多的应用。
（2）框架支撑体系。通常情况下在风载或者是地震多发区，为了有效的提升住宅结构体系的抗侧刚度，会采用框架支撑体系来提升结构的轴交支撑或者是偏交支撑效果。该种体系实质上为多重抗侧体系，且体形较小。
（3）框架剪力墙体系。在低层和多层住宅中，可以采用钢筋混凝土剪力墙或者是钢板剪力墙体系。当前阶段更为理想的是一种空腹结构板的抗侧结构，其与钢框架有着更为可靠的连接性并且能够形成新型建立墙。除此之外，国外开发的交错桁架体系也是较为新颖的结构形式。
（4）冷弯薄壁型钢体系。该种结构体系的构件主要采用薄钢板冷弯成C形或者是Z形构件，其即可以单独使用也可以进行组合运用，杆件之间主要依靠自攻螺钉进行连接，具有良好的节点刚性特征，但是其抗侧能力相对较差，在低层住宅或者是别墅中有着较多的应用。
3 楼板设计
对于钢结构住宅设计来说，楼板设计在便于施工等一般性建筑结构设计要求的基础上，还应具备相应的强度和刚度，特别是抗裂性能，以此来满足建筑物的抗渗和抗漏需要。其次还应具备较好的隔音及防火性要求。当前钢结构住宅设计所采用的楼板形式主要有预应力钢筋混凝土叠合楼板、现浇钢筋混凝土楼板以及压型钢板组合楼板等几种。
对于现浇钢筋混凝土来说，其楼板的整体性能较好，但是施工周期相对较长且模板花费较大。在此过程中可以采用钢梁或者是钢桁架作为模板支撑架，以此来提升现浇钢筋混凝土楼板的施工速度。
4 内外墙设计
在进行钢结构住宅围护墙体设计的过程中，为了有效的减轻结构自重，通常情况下不宜采用黏土砖或者是自重较大的材料，在当前工程中所采用的主要是自承重式的空心砌块、轻钢龙骨石膏板、玻璃纤维增强水泥板、加气混凝土块以及玻璃幕墙等轻质材料。
作为钢结构住宅的基本围护结构，外墙设计应基本满足建筑结构的防水、防火、抗冻及承载要求。在进行外墙材料选择的过程中，还应有效的突出钢结构的优势，采用与结构连接节点简单有效的方式，确保墙体风荷载或者是地震荷载能够有效的向框架传递。
5 防腐及防火设计
当前阶段所采用的钢结构住宅设计防火措施主要有外包混凝土、外涂防火涂料以及外包防火板等几种，其中外包混凝土是应用较多且防腐、防火性能较好的措施，但是该种方法会在一定程度上增加建筑物的自重并延长施工工期；外包防火板能够根据梁柱形状的不同进行包裹处理，其耐久性要优于防火涂料，但是价格相对较高；防火涂料可能根据不同的耐火极限要求进行不同厚度的涂刷，但是其耐久性与建筑物本身相比相对较低且后期维护费用较大。
6 钢结构住宅设计方案优化比较
6.1 工程概况
该工程建筑总体方案为地下一层、地上两层，总建筑面积为317.12O。地面室高度为2.7m，地上部分一层层高为3.6m，二层为3m，总建筑高度为9.4m。该钢结构建筑物的室内外高差为0.45m。该地区的抗震设防烈度为6，冻土深度为3m，采用条形基础进行地下室设计，混凝土为C30。
6.2 设计方案经济性比较
方案一：选用H型钢柱――H型钢梁框架体系。梁柱连接部分采用刚性连接和半刚性连接，楼板采用现浇混凝土。柱截面HW200×8×12，主梁截面HN300×150×6.5×9、HN250×125×6×9、HN350×175×6×9。
方案二：该方案采用无比钢结构体系。桁架柱截面200×200、桁架弦杆40×40×1.2、桁架腹杆40×1.2，桁架梁高300×400×500、桁架弦杆40×40×1.2、桁架腹杆40×1.2。
两种结构体系造价比较：方案一，柱6.15 t，梁7.29t，总计13.44t，每平方米用钢量42.38kg，主材每平方造价254.28元；方案二，柱5.68t，梁4.78t，总计10.46t，每平方米用钢量33.0kg，主材每平方造价330元。
7 结语
从以上分析来看，方案一的综合效益整体上优于方案二，在进行钢结构住宅建筑设计的过程中，除了以加强对以上部分的控制外还应因地制宜的选用同结构体系相配套的墙体维护材料从而进行更好的钢结构住宅造价控制。
参考文献：
[1]周学军，钢结构与钢筋混凝土结构住宅的经济性分析[J].山东建筑工程学院学报，2001，4（19）：77-80.
钢结构范文4
【关键词】钢结构；防火；原理；方法
钢结构本身具有许多其他建材无法比拟的性能优势，既拥有超强的强度，又具有良好的可塑性，因此在建筑行业中得到了十分广泛应用。钢结构本身虽然不能够燃烧，但是，钢结构本身温度的升高却会使其强度下降而造成建筑损坏。因此，钢结构的防火问题是关系到建筑的安全和使用的重大问题。
1 防火原理
钢材的强度会随着温度的升高而下降，当其温度达到600℃时，它的强度几乎为零，因此，这时候的钢材可以说是失去了承载能力，而在全负荷下，钢结构失去稳定的临界温度是500℃左右。然而，在发生火灾时，火灾现场的温度可以再几分钟使劲内迅速升至800℃，远远超过了钢结构的承受能力，在这样的情况下，钢结构很快就会因高温而变形，最终导致整体建筑结构的倒塌。一般来说，没有任何保护措施的钢结构，其耐火极限约在15分钟左右，而防火保护，目的就是讲钢结构的防火极限提升到设计规定范围内，以保证钢结构的安全性能。由于钢材的导热系数大，因此在火灾发生时，产生的热量传递至钢结构，使钢结构表面受热的同时，构件内部也会受到热量传递形成于钢结构表面相差无几的高温，在这种情况下，结构的承载能力降低甚至完全丧失，从而导致建筑结构坍塌。综上所述，钢结构防火的原理只有一个，那就是在钢结构表面利用耐高温或者防火涂层阻隔火焰，使热量的传递速度降低，从而延长钢结构的耐火极限时间。
2 防火保护措施
目前钢结构防火措施有许多种，归纳起来分为两大类：截流法和疏导法。
截流法是通过采取一定的措施，阻隔热量向钢结构传播，从而延长钢结构达到临界温度的时间。通常情况下是在钢材表面设置一层保护材料，火灾发生时，高温先传给这层保护材料，然后再通过保护保护材料传至钢结构，这样既有效降低了高温强度，又延长了钢材的受热时间。
疏导法则允许热量直接传至钢材，然后再采用一定方法将热量进行疏导，或者消耗掉，以此来延长钢结构达到临界温度的时间。目前采用疏导法的有水领取额保护法。该方法是在空心钢结构中充满水，形成水网，在发生火灾时，高温可通过钢结构传至里面的水，通过水的蒸发来实现散热，从而将结构温度控制在100℃左右。从理论上讲，这种方法对于控制温度、保护钢结构是最有效的。然而在实际的操作中该方法存在着许多问题。例如，充水的钢结构自重增加，需要重新计算钢结构所能承受的强度；水会使钢结构生锈，因此必须在水中添加防锈添加剂；北方像新疆冬天寒冷，还需要进行防冻措施等。因此，这种方法实际上使用很少。
目前得到广泛应用的截流法主要有三种：
2.1 表面包覆防火板
防火板包覆是应用比较早的钢结构防火保护方法之一，早期使用的防火板材主要是珍珠岩板、硅石混凝土板、石膏板和石棉水泥板，板材通过水泥砂浆灌缝使其与钢结构固定，或用树脂粘合、也可用螺丝或钉子固定。这些传统防火板材虽然能一定程度上延长钢结构达到临界温度的时间，但是由于材料性能的局限性和缺陷等原因，该方法还是存在许多不足。
2.2 表面包覆混凝土
一般来说，厚度为120的普通粘土砖，耐火极限可以达到3小时左右；在钢结构表面用普通混凝土覆盖，混凝土既可参与工作，也可以只起到保护作用。厚度为100的混凝土，耐火极限为3小时左右。此外，还可以用加气混凝土或者陶粒混凝土防护，可以现浇也可以预制成砌块，都具有十分理想的防火效果。然而，以上这两种方法由于在很大程度上加大了钢结构的自重，容易造成钢结构承受能力的下降，在钢结构自身的维护方面也造成了许多问题，因此，这两种方法都不适合用在钢结构防火上。与之相比，采用防火涂料更为简便、合理。不需要复杂的施工程序，也无需受到钢结构几何造型的限制，施工简便造价低。
2.3 采用膨胀性防火涂料或隔热涂料
在钢结构表面涂上一层防火涂料，在发生火灾时，防火涂料能阻隔热量的传递，从而降低钢材表面的温度，延长钢结构达到临界温度的时间，从而起到保护钢材的作用。
2.3.1 厚型钢结构防火涂料
薄行钢结构防火涂料是指涂层厚度为8~50的防火涂料，耐火极限一般为0.5h~3h。发生火灾时，涂层布产生膨胀，而是依靠本身的低导热性、不燃性阻隔热量，使钢结构升温速度延缓，以保护构件性能强度不被损坏。目前国内厚型钢结构防火涂层的使用十分普遍，在结构完整为损坏的情况下，防火效果一般不会随着时间的推移而流失。
2.3.2 薄型钢结构防火涂料
薄型钢结构防火涂料指的是厚度在2～7之间的防火涂层，其组成一般是选用合适的水性聚合物为基料，再配以阻燃剂复合体系、耐火纤维、防火添加剂等组合而成。该涂料对水性聚合物的性能有很高要求，一般要求其对于钢材具有良好的附着性、耐水性和耐久性。耐火极限一般在2小时左右，与厚型钢结构涂料相比具有较好的装饰性能，但是由于性能弱于超薄型防火涂料，因此，在超薄型防火涂料出现之后，它的市场份额逐渐被取代。
2.3.3 超薄型钢结构防火涂料
该类防火涂料弧度小于3，一般为溶剂型，具有黏结性强、流动性好、耐水性强、装饰性好等优越性，在火灾发生时，高温会促使其发生膨胀，从而形成坚硬致密的保护层。该保护层耐火冲击性强，能够有效延缓钢材的升温，从而保护钢结构性能不受损坏。超薄型钢结构防火涂料一般采用喷涂或刷涂，施工难度低和成本低。该防火涂料的耐火极限一般在2小时左右，目前国外已经出现了耐火极限在2小时以上的超薄型钢结构防火涂料。由于其较于厚型钢结构防火涂料和薄型钢结构防火涂料所具有的明显优势，目前超薄型钢结构防火涂料已经成为建筑行业普遍使用的材料和消防部门大力推广的安全材料，是当今乃至未来社会中都很有发展前途的一类产品，通过设计、生产、监理、检验机构、消防监督等部门共同努力，共同促进防火涂料领域的健康、快速发展。
2.3.4 矿物棉防火隔热涂料
我国目前在矿物棉防火涂料领域还处在空白阶段，该类防火涂料由于可起到增强涂层强度的作用，可应用于常受到震动的建筑物或者地震多发地区，在有效增强安全系数的同时，还具有吸音、防火等功能。矿物棉类钢结构防火隔热涂料的主要构成物质是矿物棉，一般采用水泥进行粘合，采用干法喷涂进行施工。与湿法喷涂施工相比，该方法具有管道输送阻力小、输送高度高、施工后管道干净无需进行复杂清洗、涂层密度小重量轻、从而能减少钢结构的负重等众多优点。因而，这是一项很好的防火材料。
3 结语
钢结构技术在不断提高和改善，其应用范围也越来越广，如此一来，钢结构的防火性能问题就成了关乎人民生命财产安全的重大问题，采取各种措施提高钢结构的防火性能有利于提高钢结构的稳定性和建筑物的安全性。因此，加强对钢结构防火保护的研究，从而开发出更好的防火保护方法或技术，对于建筑行业来说是一项长远的事业。
参考文献：
[1]翁梅.钢结构的防火原理及防火保护.[J].河南建材.2010（05）：6
钢结构范文5
关键词：钢结构结构设计住宅
0、钢结构住宅发展的前景
长期以来，我国因缺少钢材而对建筑钢结构的应用加以限制，使建筑钢结构的使用限制在很小的范围内，建筑钢结构用钢量占全国钢材总产量的比重极低。1996年，我国钢产量首次突破亿吨，1998年我国钢产量已达到11434万吨，而且每年增产300万吨，形成了钢材供过于求的新形势，为发展我国的建筑钢结构建设事业创造了极好的时机。
随着钢产量的不断提高，经济的不断发展，对绿色环保型建筑的不断要求，钢材应用于住宅建筑主体结构是历史所趋。我国正在加速发展钢结构住宅产业化进程，发展以标准化、系列化、通用化，以专业化、社会化生产和商品化供应为基本方向的住宅产业现代化体制。国家建设部和中国工程建设标准化协会正在组织研制和开发多层轻钢结构的住宅建筑体系的结构选型，新型围护结构与隔断体系以及钢结构构件及配件，结构体系设计与施工技术，编制相应的设计与施工技术规范和规程。可以预见，不远的将来钢结构住宅的发展和应用会有新的飞跃。
目前经国内广泛研究、实验分析，钢结构住宅通用体系用于民用住宅，具有独特的优势，与其它住宅通用体系相比，其主要特点是：
1、自重轻，可减轻建筑物的重量约30%，有利于建设高层，特别是在地质承载力低的地方和地震烈度较高的地方，其综合经济效益优于一般住宅建筑体系。
2、布置灵活，开间大，使房型丰富，约可提高建筑面积3%~5%。具有充分的灵活性、可改性和安全性，有利于满足现代人的居住需要，适应现代住宅的市场需求。
3、可以工厂化生产，更易实现工业化、定型化、批量化生产，提高劳动生产率。
4、施工周期大大缩短。据研究，钢结构建筑施工周期比混凝土建筑施工周期可缩短一半，减少湿作业量，且其节能指标可达50%，属环保型绿色建筑体系。
本文以笔者设计的镇江市某多层钢结构住宅试点工程为例，介绍了钢结构设计中值得注意的几个问题及其相应对策。
1、钢结构住宅结构体系布置
目前国内钢结构建筑体系主要有纯框架体系、框架-支撑体系、框架-核心筒体系等结构形式[1]，各种形式的优缺点分析参见文献[1]。
钢结构住宅构件的截面形式分为：热轧H型钢截面，焊接H型钢截面、钢骨混凝土截面、焊接箱形截面、冷弯焊接方管或圆管截面等，各种形式的优缺点见表1。
表1不同柱截面形式的性能比较
Tab1differencepolesection’scapabilitycompared
项目
H型钢
钢骨混凝土
钢管
钢管混凝土
承载性能
较好
好
一般
好
用钢量
较多
省
较多
省
施工速度[2]
最快
较慢
快
较快
防火处理
需处理
不用处理
难度大
一般
造价[2]
较高
较省
较高
较省
在设计过程中选用何种体系，应该综合考虑多方面的因素，例如突出钢结构优势的大柱网因素和适应现代人生活需要的大开间、易改变的布置因素。为了使结构经济合理，多层钢结构住宅对结构布置有些要求。当然，这些要求不是绝对的，而是在可能条件下这样做会更经济，更合理，主要是：
(1)采用矩形平面或由矩形平面单元组成的建筑平面。
(2)框架柱在房屋横向宜成列布置。
(3)将支撑或桁架腹杆设在无孔口的分户墙中。
(4)采用间隔桁架体系时，房屋纵向走廊宜在横向桁架的中部。
我们设计的某轻钢住宅的平面结构布置图，从图上可以看出结构布置采用了大柱网、大开间的结构布置形式，采用高频焊接H型钢体系。
2、钢结构住宅设计中若干值得注意的问题讨论
在选择了合适的结构体系、柱网布置以后，在设计过程中还要有以下几个值得注意的问题。
2.1节点设计
钢结构体系当中，节点的设计和构件的设计具有同等的重要性，因此必须给予充分的重视。钢结构的节点设计包括梁－柱节点、梁－梁节点、柱－柱节点、柱脚节点、柱帽节点等。设计时应确保节点的安全可靠，并尽量采用简捷、稳定、可靠的施工工艺，减少或避免现场的焊缝连接。钢节点的形式按传力特性大体可以分为三类：铰节点、半刚性节点、刚性节点。刚性、铰接节点的受力性能、施工工艺研究得比较成熟，因此在工程中取得了广泛的应用。
采用的几种梁－柱节点连接形式。由结构布置分析，考虑工程实际情况，在设计时，多层房屋钢结构柱多采用焊接工字形或箱形截面，由于焊接工字形截面腹板比较薄，故在此弱轴方向与粱的连接多采用铰接，而强轴方向则采用刚接形式[3]。从图中我们不难发现，铰节点形式简单，施工方便，但它使得梁跨中弯矩加大，增加用钢量，不经济；刚性节点构造复杂，但其有效的降低了跨中弯矩，节约了用钢，有较好的经济效应；而半刚性节点应用比较少，主要是其受力特性比较复杂，往往通过试验来取得较为准确的设计数据。三种形式，哪一种更加经济可靠，还有待于在实际工程中比较、检验。
2.2墙体材料的选取
一般来说，为了突出钢结构自重轻、布置灵活、可改性好的特点，钢结构住宅不宜采用传统的黏土砖或其它自重较大的材料。通常采用轻质材料，比如：空心混凝土砌块、加气混凝土、压型钢板加轻质保温材料组成的复合墙体、OSB板、CS板[4]等。目前使用的比较多的是蒸压轻质加气混凝土板（AutoclavedLightweightConcrete）简称ALC板(块)。这种材料质地较轻，具有较好的防水，防渗透能力，保温性能好，隔声效果与一般混凝土空心砌块相当，自身的强度高，施工方便、快捷。无论做外墙还是内隔墙效果都比较理想。
在进行墙体的设计时，要求对连接件的强度、质料和尺寸有准确的规定。对连接方式充分考虑墙体和主体结构的特性，尽可能采用简捷、快速的连接方法，以便于施工，提高作业效率。
2.3卫生间、厨房设计
卫生间和厨房的设计是钢结构设计过程中比较重要的环节。因为钢结构材料的防腐能力相对较弱，而卫生间和厨房是住宅中用水最多的地方，所以这两处的防水处理十分重要。在其它建筑体系中，防水有两种方法：结构防水和材料防水。在钢结构中，结构防水的效果比较好。正如前文指出，框架-核心筒结构体系把卫生间和厨房放在核心筒内，具有良好的防水性能。对于其它结构体系要根据工程实际情况而定，比如对于框架-支撑体系采用压型钢板混凝土组合楼板时，通常在墙角处将混凝土上翻100~150mm。由于目前钢结构住宅的工程实例不是很多，故这方面还有待进一步研究、开发。
2.4楼梯
对其它类型钢结构建筑的楼梯大都采用钢楼梯，而住宅体系中则基本不用，原因是钢楼梯的传音效果较好。故钢结构住宅中常常采用混凝土楼梯或者压型钢板混凝土组合楼梯。在设计时要注意楼梯梁的放置位置和处理，因为通常情况下，这里会出现梁-梁连接，这种连接会使得被连接梁承受集中荷载，这样该梁比较容易发生局部失稳。
该钢楼梯采用6mm钢折板做踏板，上面浇注混凝土，踏板两端用L50×6角钢与楼梯梁（槽钢）通过M12螺栓连接。这种做法利用40mm混凝土克服了一般钢梯传音效果好的弱点，同时槽钢上翼缘可以焊接合金楼梯扶手，施工简便，值得推广。
2.5楼盖体系
多层房屋钢结构的楼板必须有足够的承载力、刚度和整体性，当前较常采用的是在钢梁上铺设压型钢板，再浇注100mm左右的钢筋混凝土板，即形成压型钢板组合楼板。楼盖梁一般采用简支等高连接，有时也可做成不等高连接，如采用压型钢板组合楼板时，为了便于铺设压型钢板，主次梁顶面需相差压型钢板厚度，同时还可以增大建筑净层高。在设计过程中，要考虑钢梁和楼板的组合作用，这样会显著提高粱的承载力和整体稳定性，并有效降低梁高，节约用钢，降低工程造价[5]。
压型钢板组合混凝土楼板，除了按计算(并满足构造要求)在钢梁上焊接栓钉外，为了保证混凝土和压型钢板共同工作，它们之间应有连接措施，根据规范规定[6][7]，其连接措施可以依靠压型钢板的纵向波槽或依靠压型钢板的上的压痕、开的小洞或冲成的不闭合孔眼，也可以依靠压型钢板上焊接的横向钢筋。
3、结束语
本文介绍了钢结构住宅结构设计过程中应该注意的几点问题和相应的解决方法。钢结构住宅结构体系在我国正处于一个起步阶段，国家政策的导向，国民生活的提高对住宅提出的要求等为钢结构住宅结构体系的发展和应用提供了非常广阔的前景，全国各种钢结构住宅设计、开发、施工公司有如雨后春笋。
本文研究仅是一个起步，我国钢结构住宅体系在以下几方面还值得进一步研究开发。
1、对各种抗腐蚀性优的钢种的研究开发；
2、半刚性连接节点受力性能分析、研究；
3、隔墙板材的布置、排版的系统化、标准化研究，统一标准的制定以及相关设计软件的开发；
4、楼面结构整体受力性能的研究；
5、结构抗震的计算与分析；
钢结构范文6
关键词：钢结构防火涂料； 防火涂料种类； 防火机理
一、钢结构防火涂料简介
钢结构作为高层建筑结构的一种形式，以其强度高、自重轻有良好的延伸性、抗震性和施工周期短等特点，在建筑业中得到了广泛应用。但是钢材作为建筑材料在防火方面又存在一些难以避免的缺陷，它的机械性能，如屈服点、抗拉及弹性模量等均会因温度的升高而急剧下降。通常在450～650℃温度中就会失去承载能力、发生很大的形变，导致钢柱、钢梁弯曲而造成危害。钢结构防火涂料就是一种近年来比较先进的防火技术措施，它除具有普通涂料的装饰和保护作用外，还具有防腐、防锈、耐酸碱、盐雾等性能，更重要的是由于涂料本身具有不燃性或难燃性，能阻止火灾发生时火焰的蔓延和延缓火势的扩展，较好地保护了基材，避免钢结构失去支撑能力而导致危害。由于其优越的性能，越来越广泛的被使用于各种场所。
二、钢结构防火涂料类型
钢结构防火涂料发展到现在，基本上已形成多品种、系列化的现状。钢结构防火涂料可用不同的方法来对其分类，从所用的分散体系来分类则可分为水溶型和溶剂型；从防火形式来分类则可分为膨胀型和非膨胀型；在应用范围上又分室外型和室内型；从厚度来分类，有厚涂型、薄涂型和超薄型。目前常用的品种中厚涂型和薄涂型基本上是水溶型，超薄型有水溶型和溶剂型两类。薄涂型和超薄型基本上是膨胀型，而厚涂型是非膨胀型的。根据GB14907-2002防火涂料技术性能不同厚度对应的耐火极限要求如下：
三、 常见钢结构防火涂料的性能
从钢结构防火涂料的厚度来分类比较有代表性，目前这种分类方法用得较多，因此重点以厚涂型、薄涂型和超薄型分类方法介绍钢结构防火涂料的性能。
1. 厚涂型钢结构防火涂料
厚涂型钢结构防火涂料又叫钢结构防火隔热喷涂涂料，所谓厚涂型钢结构防火涂料是指涂层使用厚度在7～45mm的涂料。这类钢结构防火涂料的耐火极限为0.5～3.0h。这类钢结构防火涂料是用合适的粘接剂，再配以无机轻质材料、增强材料等组成，施工中多采用喷涂的方法。厚涂型钢结构防火涂料在火灾中涂层基本不膨胀，依靠材料的不燃性、低导热性和涂层中材料的吸热性来延缓钢材的温升，保护钢构件。
2.薄型钢结构防火涂料
涂层使用厚度为3～7mm钢结构防火涂料称为薄涂型钢结构防火涂料。这类钢结构防火涂料一般是用合适的水性聚合物作基料，再配以阻燃剂复合体系、防火添加剂、耐火纤维等组成。对这类防火涂料，要求选用的水性聚合物必须对钢基材有良好的附着力、耐久性和耐水性。该类涂料受火时能膨胀发泡，以膨胀发泡所形成的耐火隔热层来延缓钢材的温升，保护钢构件。
3. 超薄型钢结构防火涂料
所谓的超薄型钢结构防火涂料是指涂层使用厚度不超过3mm的钢结构防火涂料。这种钢结构防火涂料受火时能膨胀发泡形成致密的防火隔热层，该防火隔热层延缓了钢材的温升，提高了钢构件的耐火极限。施工可采用喷涂、刷涂或滚涂，一般使用在耐火极限要求在2h以内的建筑钢结构上。因为这种涂料其涂层很薄，所以外观装饰性较好，在满足防火要求的同时，又能满足人们对装饰性的要求，特别是对于的钢结构。此外这种涂料施工方便，是目前备受青睐的钢结构防火涂料。这类涂料国内品种有公安部四川消防研究所研究出的溶剂型和水溶型超薄膨胀型钢结构防火涂料。
4.矿物棉类建筑防火隔热涂料
矿物棉类建筑防火隔热涂料是继厚涂型建筑防火涂料中珍珠岩系列，氯氧镁水泥系列防火涂料之后的又一重要防火涂料系列，它与珍珠岩类防火涂料相比，其主要特点是作为隔热填料的矿物纤维对涂层强度可起到增强作用，可应用于地震多发的地区或常受震动的建筑物，并能起到防火、隔热、吸音之作用。矿物棉类建筑防火隔热涂料主要有矿物纤维防火隔热涂料和隔热填料，其主要成分是矿物棉，粘结材料一般是水泥，在现场采用干法喷涂施工，即纤维经分散后与粘结材料一起用高压空气输送至喷口处，然后与分布于喷口周围的高雾化水混合喷射至待涂表面。因为能够获得密度较小的涂层，从而能减轻整个建筑物的重量，降低建筑物的负荷。国外已广泛使用快干型矿物棉类防火涂料，在施工条件差的建筑工地使用时，具有施工方便、成本低、干燥时间短等优点。
四、防火涂料的防火机理
钢结构防火保护的原理是采用绝热或吸热的材料阻隔火焰直接灼烧钢结构，从而降低热量向钢材传递的速度，推迟钢结构温升和强度减弱的时间。在GB14907-2002《钢结构防火涂料》规范中，钢结构防火涂料定义为涂于建筑物及构筑物的钢结构表面，形成耐火隔热保护层以提高钢结构耐火极限的涂料。
厚型钢结构防火涂料隔热原理：涂覆在钢构件上的厚型钢结构防火涂料的防火隔热原理是防火涂料受火时涂层基本上不发生体积变化，但涂层热导率很低，延滞了热量传向被保基材的速度，防火涂料的涂层本身是不燃的，对钢构件能起到屏障和防止热辐射的作用，从而避免了火焰和高温直接进攻钢构件。涂料中的有些组分遇火相互反应而生成不燃气体的过程是吸热反应，这也消耗了大量的热，有利于降低体系温度，故防火效果显著，对钢材能起到高效的防火隔热保护。另外该类钢结构防火涂料受火时涂层不发生体积变化形成釉状保护层，它能起隔绝氧气的作用，使氧气不能被保护的易燃基材接触，从而避免或降低燃烧反应。但这类涂料所生成釉状保护层导热率往往较大，隔热效果差，为了取得一定的防火隔热效果，厚涂型防火涂料一般涂层较厚才能达到一定的防火隔热性能要求。
超薄型或薄型钢结构防火涂料的防火隔热原理：涂覆在钢结构上的超薄型或薄型钢结构防火涂料的防火隔热原理是防火涂料层在受火时膨胀发泡，形成泡沫，泡沫层不仅隔绝了氧气，而且因为其质地疏松具有良好的隔热性能，可延滞热量传向被保护基材的速度。根据物理化学原理分析，涂层膨胀发泡产生的泡沫层的过程因为体积扩大而呈现吸热反应，也消耗了燃烧时的热量，有利于降低体系的温度，这几个方面的作用，使防火涂料产生显著的防火隔热效果。
综上所述钢结构涂料工作原理概括起来主要有：（1）涂层对钢结构起屏蔽作用，使钢结构不至于直接暴露在火焰的高温中，延迟着火和减小燃烧速度。（2） 防火涂料本身除了具有难燃性或不燃性外，它还具有较低的导热系数，可以延迟火焰温度向被保护钢结构基体的传递。（3） 涂层吸热后部分物质分解出的水蒸气或其他不燃气体能起到消耗热量、降低温度、燃烧速度和稀释氧气的作用。（4） 防火涂料受热分解出不燃的惰性气体，冲淡被保护物体受热分解出的可燃性气体，使之不易燃烧或燃烧速度减慢。（5） 含氮的防火涂料受热分解出NO，NH3等基团，与有机游离基化合，中断连锁反应，降低温度。（6） 膨胀型防火涂料受热膨胀发泡，形成碳质泡沫隔热层封闭被保护的物体，延迟热量与基材的传递，阻止物体着火燃烧或因温度升高而造成的强度下降。
五、钢结构防火涂料的选择方法及其应用
应根据建筑部位和耐火极限要求的不同，选择相应合适的防火涂料。室内隐藏钢结构、高层全钢结构及多层厂房钢结构，当规定其耐火极限在1.5h以上时，宜选用厚涂型钢结构防火涂料；室内的钢结构，轻型屋盖钢结构及有装饰要求的钢结构，当规定的耐火极限在1.5h及以下时，宜选用薄涂型钢结构防火涂料；耐火极限超过2.0h时，应选用厚型钢结构防火涂料。选用厚型防火涂料时，外表面需要做装饰面隔护。装饰要求较高处可选用超薄型防火涂料，但应严格控制超薄型钢结构防火涂料的选用。室外不宜使用膨胀型防火涂料，应选择适合室外用的钢结构防火涂料。用于保护钢结构的防火涂料应不含石棉，不用苯类溶剂。在施工干燥后应没有刺激性气味，不腐蚀钢材，在预定的使用期内须保持其性能。下面介绍四种选择方法供参考。
（1）类型筛选法：根据建筑结构防火要求，对防火涂料类型进行筛选，找出符合建筑物防火要求的最佳类型 。
（2）功能比较法：根据建筑结构的功能要求和防火涂料的适用范围，找出符合建筑物防火要求的最佳类型。
（3）价格类比法：根据防火涂料生产厂家的价格比较，找出符合建筑物防火要求的最佳类型。
（4）综合优选法：综合上述三种情况，最后挑选出符合建筑物防火要求的最佳类型。
六、总结
钢结构防火涂料是如今乃至未来社会很有发展前途的一类产品，但实际生产、施工中存在着诸多问题，只有检验机构、生产、设计、施工、监理和消防监督部门联手共同努力，才能使我国的钢结构防火涂料领域健康、有序的发展。
参考文献：
[1]CECS 24：90， 钢结构防火涂料应用技术规范 [S].
[2]赵宗治.我国防火涂料现状与发展.消防技术与产品信息.
[3]王良伟，赵宗洁，扬怀轩.钢结构防火涂料.G B 14907--2002 [S].
