直缝焊管在钢结构中应用前景精选课件.ppt
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1、直缝焊管在钢结构中的应用前景 番禺珠江钢管有限公司 2019.05目 录n前言 n钢管的分类及特点n直缝焊管在钢结构中应用现状及前景n直缝焊管制造工艺n关于钢级n关于标准n结语及建议1 前言 n自然界中的许多例子显示了圆管形状在受压、受扭以及多方向受弯下的卓越的结构性能,人们受到启发,钢结构传统设计理念得到突破,将圆管结构与建筑外形相结合,形成极具魅力的钢管结构。n大空间、大跨度建筑如体育馆、展览馆、机场航站楼、地铁站、大型工业厂房等不断涌现,传统的钢筋混凝土结构、木结构、砌筑结构等很难实现这种大跨度空间结构形式。1 前言n2019年奥运会在北京召开,以鸟巢为首的大批钢结构经典之作精彩展现,极
2、大地带动国内钢结构行业的发展。n钢材产量的快速增长、国家政策导向以及钢结构设计、科研、施工队伍日益强大等诸多有利因素。n应用范围几乎涉及所有结构领域,包括房屋建筑、桥梁、堤坝、海洋平台和塔桅结构等。2 钢管的分类及特点2.1 钢管的分类n按轧制工艺分类:钢管可分为热轧钢管和冷轧钢管;n按截面形状分类:钢管可分为圆管和异型管;n按钢管是否有缝分类:钢管可分为无缝钢管和焊接钢管,其中常用焊接钢管按焊缝种类又可分为高频焊管、直缝埋弧焊管、螺旋埋弧焊管等3种。2 钢管的分类及特点2.2 钢管的特点 n无缝钢管:壁厚可以较厚,径厚比较小,这是其优点,但管径受到限制,大口径无缝钢管成本相对较高。n高频焊钢
3、管:高频焊管管形好,壁厚均匀,自动化程度很高,生产成本低廉,但壁厚相对较薄,管径相对较小,钢结构中特别适合制作管桁架结构。2 钢管的分类及特点2.2 钢管的特点n直缝埋弧焊管:采用双面埋弧焊焊接工艺,在静态条件下焊接,焊缝质量高,焊缝短,产生缺陷的几率很小,钢管通过全长扩径,管形好,尺寸精确,钢管壁厚范围和管径范围宽,自动化程度较高,相对于无缝钢管,生产成本较低,适合建筑、桥梁、堤坝、海洋平台等钢结构承载用立柱、超大跨度建筑结构以及要求抗风抗震的电杆塔桅结构。2 钢管的分类及特点2.2 钢管的特点n螺旋埋弧焊管:焊缝呈螺旋线分布,焊缝长,尤其是 处于动态条件下焊接,焊缝还来不及冷却就离开了成型
4、点,极易产生焊接热裂纹,裂纹的方向和焊缝平行,和钢管轴线成一定夹角,一般在30-70之间,这个角度刚好与剪切破坏角度相一致,因此其抗弯、抗拉、抗压和抗扭性能远不如直缝埋弧焊管,同时由于焊接位置限制,产生的马鞍形和鱼脊形焊缝,影响美观。另外施工过程中,螺旋焊母管节点处的相贯线焊缝割裂了螺旋缝,产生较大的焊接应力,因而大大削弱构件的安全性能,重要的钢结构场合不宜使用螺旋埋弧焊管。2 钢管的分类及特点2.3 钢管结构的特点n截面具有双轴对称、截面形心和剪心重合等特点,截面惯性矩对各轴相同,作为受弯和受压构件的优势突出。n截面闭合,抗扭刚度大、板件局部稳定好。尤其是圆管截面,抵抗扭转特别有效。n外观简
5、捷、平滑,杆件可直接焊接于同一点,可不用节点板,以节省钢材。n相比开口截面而言,截面具有表面平整、无死角以及外表面积小等特点,有利于节省防腐和防火涂料,也便于除尘。2 钢管的分类及特点2.3 钢管结构的特点n钢管截面的风阻力系数小,当暴露在流体(如风、水流)中时有着显著的优点。n钢管结构的内部空间可利用。钢管内填充混凝土(钢管混凝土结构)不仅能提高构件的承载力,而且还能延长构件的耐火极限(平均可达2h);管内注水,可利用内部水循环进行防火;传输液体,如输油管线,排雨水管等;管内还可以放预应力索,施加体内预应力。n1947年第一个现代化的钢管结构海洋平台在墨西哥海湾建成,拉开了应用钢管结构的序幕
6、;n德国Stuttgart机场候机大厅采用钢管构件铸钢节点的树形支承结构,具有造型独特、简捷明快的特点;n日本大阪Kansai机场航站楼屋面结构,采用了圆管截面的曲线三角桁架;3 直缝焊管在钢结构中应用现状及前景3.1 国外应用现状3 直缝焊管在钢结构中应用现状及前景3.1 国外应用现状n英国伦敦布什来恩宫,外露式的圆管截面桁架把立面荷载传递到立柱里,管截面内注入水用于防火,正好弥补了钢结构建筑耐火性差的弱点;n加拿大多伦多Skydome的开合屋盖、法国戴高乐机场的高速铁路火车站等都是著名的钢管结构建筑 3 直缝焊管在钢结构中应用现状及前景3.2 国内应用现状我国钢管结构的发展要晚于欧美、日本
7、等国,但在最近十年,钢管结构在我国也得到了飞速发展:n以鸟巢为代表的奥运场馆落成,为2019年奥运 会树立一座独特的历史性的标志性建筑,该工 程首次采用低合金高强钢Q460;n国家大剧院大厅立柱首次采用耐火耐候埋弧焊 钢管,可在600以上的温度下,不变形不软化,在室外不作任何防腐操施的情况下,可长 期不受腐蚀;3 直缝焊管在钢结构中应用现状及前景3.2 国内应用现状n除此以外,我国先后建成了一些大型的钢管结构建筑,如长春体育馆、上海体育馆、虹口体育馆、广州体育馆、首都机场新航站楼、成都双流机场新航站楼、广州新白云机场航站楼、沈阳桃仙机场、济南遥墙国际机场等钢管结构建筑。3 直缝焊管在钢结构中应
8、用现状及前景3.3 应用前景n钢管结构作为新型的结构形式,近几年来在世界各国得到了迅速发展。最近5年,欧洲的钢管用量增加了25%。来自北美钢铁研究所的统计数字证实,随着美国钢铁工业以底层商业建筑市场为开发目标,钢管结构的需求也呈上升之势,据美国LTV钢铁公司估计,在最近5年,美国结构管材的消耗量每年以5%10%的速度增长。3 直缝焊管在钢结构中应用现状及前景3.3 应用前景n近年来,随着我国钢铁产量的不断增长,钢结构以其自身的优势,在建筑中所占的比例越来越大,钢管结构也取得较大的突破。钢管结构中的管桁架结构以它独特的优势受到人们的青睐,目前主要应用在一些大型公共建筑中;n在工业厂房柱及屋架、轻
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