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1/14钢结构实习报告一、实习目的1.了解各种钢结构建筑的组成和形式；2.了解钢结构各种构件的节点连接；3.了解各种钢结构空间网壳结构；4.掌握钢结构楼盖的布置和采光带的布设和排水处理；5.深入认识自己所学专业，为将要进入工作岗位作好准备；二、实习时间2011年2月21号——2月25号三、实习地点户县新校区实验楼、本部体育馆、锅炉房、铁均钢结构有限公司门式钢架厂房。四、实习内容1.依次参观了户县校区在建实验室，铁均钢结构厂房，校本部体育馆、锅炉房。2.在实习期间还听取了郝际平教授、郭华教授等所做的建筑结构防火报告，钢结构设计讲座，建筑设计讲座。以下为本次实习的主要内容：（一）西安建筑科技大学体育馆校本部体育馆属大跨拱形钢结构，横向是拱形H型钢做框架，纵向是变截面H型钢做的梁。纵向设有檩条，屋面板是双层板檩条2/14柱脚铰接示意图和墙梁都隐藏在双层压型钢板中间。整个结构共设三个柱间支撑横向和竖向支撑在同一柱间，其中竖向支撑中有一部分为剪刀型支撑一部分为人字型支撑，设置成人字型支撑目的是减小柱在平面外的计算长度，使结构更加稳定。柱脚为理想铰接，山墙处设有五根抗风柱来承担侧向的风荷载，柱脚铰接柱顶支撑系统提供水平力。山墙抗风柱主要作用是把施加在结构纵向上的风、起重机及地震等荷载传给柱基础，最后传给地基。结构中梁柱连接为铰接连接且结构中多数构件为压弯构件。一栋建筑需要有适应的建筑外观要求以及满足屋顶层采光和通风的需要，起到改善和提高室内使用功能与质量，同时也丰富了室内空间光影变化效果和建筑的立面造型。屋顶采光天窗具有采光效率高，光线均匀、布置灵活、构造简单、施工方便等特点，已成为大型建筑设计的重要组成部分。其中在钢结构中应用最为广泛，本体育馆采用的就是屋面采光满足了室内的采光要求同时避免了利用灯光进行采光的弊端，巧妙地处理了室内采光和建筑设计的难题。（二）南校区实验室南校区的实验厂房是一个结构实验厂房，内设一台吊车，一台地震模拟设备，屋面结构布置及采光带布置示意图3/14是用来做抗震实验以及承受重荷载结构试验的厂房。由此导致厂房的结构受力复杂多变，对结构要求高，因此它所用的构件也与其它的有所不同，横向框架的柱脚连接采用的是刚接，主要是用于削减柱段的弯矩值（用于减小柱截面）并增大横向框架的刚度。首先柱子用的是格构式钢柱，由两个H型钢作为肢件再用角钢作为斜杆和横杆相连组成。其次柱间设有三道细杆作用是减小柱在平面外的计算长度，同一柱间设有竖向和横向支撑，纵向也设有支撑，保证了结构在纵横向都由足够的刚度和稳定性。其次，由于山墙比较高大，在横向地震作用下，墙体内的平面弯曲应力使墙体产主水平裂缝，墙体内的剪力使墙体产生交叉裂缝;在纵向地震作用下，墙体产生平面外倾倒。在山墙柱之间设置横向支撑可以防止或减轻上述震害的产生，并且要加强山墙柱顶与屋盖结构的连接。为了防止山墙和横墙的剪切破坏和考虑大型设备的输入输出，因此对厂房的建筑外形的要求也有严格的要求（尤其是对山墙开洞），必须考虑两侧墙体的合理设计以及山墙的具体布置，根据厂房的高度要求设置横向支撑，这就必须考虑到运输工具的高度查询规范确定山墙墙体上的开洞尺寸（作为运输车辆出入实验室的大门），确定好尺寸以及位置之后要在这个宽度设计山墙的横向支撑确保山墙的稳定性。再次，作为任何一座建筑他都将有屋盖以及采光窗户，本厂房采用的屋面板是双层板，内夹层铺设保温棉，增加其保温性能，从实习过程中可以看出，并且是采用单脊屋面板，在屋面的中间适当升高与檐边形成一定的角度度屋面支撑示意图4/14以便于排水，由于该屋面的面积较大，需要考虑到大量降雨时的降雨量、流向以及冬季冰雪融化产生的流水量对产生的荷载对屋面板以及结构的影响，必须采用流水沿一定方向流到檐沟或天沟内再通过雨水口，雨水斗落水管排至地面的有组织性排水并设置合理的落水管，排水采用了采用了主结构外排水和附属的框架结构内排水两种方式相结合的，其优点是可以防止雨水自由溅落打湿强身，影响建筑美观。为了便于工人以及检修人员登上屋顶，必须在适当位置设置爬梯，在一定高度以上必须设置防护措施以防人员直接摔下情况、爬梯的底部与地面有1.5m—2m左右的高度以防小孩爬上爬梯产生危险或者碰头等危险情况的发生。（三）铁均门式钢结构厂房铁均钢结构厂房规模很大，是一个典型的门式钢架结构，只有一个屋脊，屋面坡度很小，厂房沿纵向断开分成两个结构单元，两部分结构的受力相关联，吊车梁也从结构单元断开处断开。柱上端设有牛腿用于架设吊车梁。单层门式刚架结构是指以轻型焊接H型钢（等截面或变截面），热轧H型钢（等截面）或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式刚架或格构式刚架作为主要承重骨架，用冷弯薄壁型钢做檩条、墙梁；以压型金属板做屋面、墙面；采用聚若乙烯泡沫塑料，硬质聚氯酯泡沫塑料、岩棉、矿棉、玻璃棉等作为保湿隔热材料并适当设置支撑的一种轻型房屋结构体系。厂房主要生产焊接H型刚，重轻结构的设计和制造。吊车的吨门式钢架屋面示意图5/14位较小用圆刚柔性支撑，柱子顶间为刚性细杆，目的是加强纵向刚度。钢结构厂房具有：造价低廉、使用方便等特点，在厂房中还参观了钢板的加工、切割、钻孔、焊接等工艺，工厂工作人员我们做了详细的介绍和解答。在目前的工程实践中，门式刚架的梁、柱构件多采用焊接变截面的H形截面，单跨刚架的梁一柱节点采用刚接，多跨者大多刚接和铰接并用，柱脚可与基础刚接或铰接。围护结构采用压型钢板的居多，玻璃棉则由于其具有自重轻、保温隔热性能好及安装方便等等特点，用作保温隔热材料最为普遍。1、单层门式刚架结构和混凝土结构相比具有以下特点（1）质量轻围护结构由于采用压型金属板，玻璃棉及冷弯薄壁型钢等材料组成，屋面、墙面的质量都很轻。由于单层门式刚架结构的质量轻，地具处理费相对较低，基础也可以做得比较小。同时在相同地震作用下门式刚架结构的反应小，一般情况下，地震作用参与的内力组合对刚架梁、柱杆件的设计不起控制作用。但是风荷载对门式刚架结构构件的受力影响较大。风荷载产生的吸力可能会使屋面金属板，檩条的受力反向，当风荷载较大或房屋较高时，风荷载可能是刚架设计的控制荷载。（2）工业化程度高，施工周期短门式刚架结构的主要构件和配件均为工厂制作，质量易于保证，工地安装方便，除基础施工外，基本没有湿作业，现场施工人员的需要量也很少。构件之间的连接多采用高强度螺栓连接，是安装迅速的一个重要方面，但必须注意设计为刚性连接的节点，应具有足够的转动刚度。6/14（3）综合经济效益高门式刚架结构由于材料价格的原因其造价虽然比钢筋混凝土结构等其他结构形式略高，但由于采用了计算机辅助设计，设计周期短；构件采用先进自动化设备制造，原材料的种类较少，易于筹措，便于运输，所以门式刚架结构工程周期短，资金回报快，投资效益高。（4）柱网布置比较灵活传统的结构形式由于受屋面板，墙板尺寸的限制，柱距多为6m，当采用12m柱距时，需设置托架及墙架柱。而门式刚架结构的围护体系采用金属压型板，所以柱网布置不受横数的限制，柱距大小主要根据使用要求和用钢量最省刚原则来确定。2、门式刚架的结构形式门式刚架又称山形门式刚架。其结构形式按路跨度可分为单跨，双跨和多跨，按屋面坡背数可以分为单背单坡、单背双坡、受背多坡，我们本次参观的钢构厂属于多背多坡。对于多跨刚架，在相同跨度条件下，多背多坡与单背的坡的刚架用钢量大致相当，常做成一个屋背的大双坡屋面。不等高刚架这一问题更为严重，在实际工程中应尽量避免这种刚架形式。门式刚架的柱脚多按铰接支承设计，通常为平板支座，设一对或两对地脚螺栓。当用于工业厂房并且有桥式吊车时，宜将柱脚设计成刚接。（四）建筑结构防火报告期间听取了郝际平教授等的几场专业报告，涉及到钢结构的发展前景，钢结构防火，抗震及毕业设计指导等方面。7/14郝际平教授报告使得我们充分认识了钢结构的发展情况，让我们对今后的钢结构发展充满信心。钢结构和其它建筑材料相比，自身具有许多特色和优势。1、强度高，韧性好。这里的所谓的强度高是和建筑材料例如混凝土等而言的，如果离开了这个前提，钢结构强度高就无从谈起。至于韧性好，可用以下几个图说明。图2中，虽然构件的强度很高，需要很大的作用才能使之破坏，但构件破坏时的变形很小，属于脆性破坏，不是理想的建筑材料。图3中，尽管构件破坏时变形很大，但强度较低，不能满足承载力的要求，也不是较理想的材料建筑材料。图1中，吸收同等能量的条件下，显然其强度和变形承载能力较好分配，既能满足强度要求，又能具备一定的延性，是较理想的建筑材料。钢结构构件的破坏正与图书吻合，和其它建筑材料相比，在韧性方面具有明显的优势。2、自重较轻。这里的自重轻是和混凝土相比而言的，指在承受同样的荷载的条件下，钢结构构件远比混凝土构件自重小得多。以同样跨度承受同样的荷载，钢屋架的重量最多不过钢筋混凝土屋架的1／4—1／3，冷弯薄壁型钢屋架甚至接近于1／10，为吊装施工提供了方便条件，并且对抵抗地震作用有利。另一方面，质轻的屋盖结构对可变荷载的变化比较敏感，荷载超额的不利影响较大。各种材料构件破坏吸收能量图图1图2图38/143、材质均匀。在我们学过的几大基础力学（理论力学，材料力学，结构力学，弹性力学）中，都做过这样的假定：材料均质、连续、各向同性。钢结构能较好的满足这几个假定，所以可以运用力学里的相关结论及方法，但混凝土结构则不能达到这个要求。4、制作简便，精度高，施工周期短。钢结构所用的材料单纯而且是成材，加工比较简便，并能使用机械操作。因此大量的钢结构一般在专业化的金属结构厂做成构件，精确度较高。5、密闭性好。因此，钢结构也做作为许多固体、液体的容器和运输管道。6、耐腐蚀性差。这，是钢结构建筑一个致命的杀手，好在，随着近年各防腐材料和防腐技术的发展，这个问题正在较好的解决。7、耐热但不耐火。这又是钢结构的一个弱点。如右图所示，当温度达到500度以上时，钢材的抗拉强度、弹性模量、屈服强度、比例极限均迅速大幅下降。近年，随着科学技术的发展，各种防火材料层出不穷，钢结构防火也越来越受到人们的关注，并日益成为二十一世纪人类科学研究的一个新课题。8、绿色，环保，节能，低碳，符合国家可持续发展战略。据相关调查显示，同样功能、大小的建筑，冶炼轧制钢材比水泥等混凝土材料所消耗的能源多出很多，在水泥等混凝土材料的制备过程中排放大量烟尘和二氧化碳，造成了很多环境问题。另一方面，混凝土建筑服役期满后，不已销毁和利用，形成大量建筑垃圾。而钢材在这方面又显示出无与伦比的优势，可以回收再利用。普通低碳钢高温力学性能图9/14钢结构的防火方面尤为重要，其耐火性较差，在火灾的高温环境下容易整体失去稳定性，“9.11”事件是一个活生生的例子。钢结构的防火处理方法多种多样，过去曾采用现浇成型的实体混凝土外包层、用耐火砖等设置阻火屏障、用石膏板包覆或采用空心管材内部充水冷却等方法。现在更多的则是采用喷涂防火涂料的方法保护钢结构。由于这种措施的防火隔热性能好，施工不受结构几何形体限制，一般不需要增加辅助设施，且涂层质量轻，还有一定的美观装饰作用等，因此得到了广泛的应用。五、实习心得通过这次钢结构的实习，使我不仅巩固了课堂中所学的理论知识，而且也扩大了个人的视野，正所谓“读万卷书，行万里路”。用实践巩固理论，再用理论拓宽实践。此次实习使我对钢结构在实际施工中的具体流程有了一定的认识，同时认识了钢结构建筑在现实生活中和现代化建设中的优势。同时更加深入认识了自己所学专业，为将要进入工作岗位奠定了良好的基础和准备。使我有信心做好一名土木工程人员，为土木事业做出一定的贡献。我坚信通过这一次的实习，所获得的实践经验对我终身受益，在我毕业后的实际工作中将不断的得到验证，我会不断的理解和体会实习中所学到的知识，在未来的工作中我将把我所学到的理论知识和实践经验不断的应用到实际工作来，充分展示自我的个人价值和人生价值。为实现自我的理想和光明的前程努力。要：在车间参加钢结构的放样、切割、钻孔、剖口、焊接、矫正等工作。并参与了钢结构的现场安装施工，学习钢结构工程的施工技术和施工组织管理方法，学习和应用有关工程施工规范及质量检验