鉄骨造建築の8つの基本

I. の特徴鉄骨構造

1. 鋼構造物の自重が軽い

2. 鋼構造工事の信頼性の向上

3. 鋼の優れた耐振動（衝撃）性と耐衝撃性。

4. 鋼構造物製造の高度な工業化。

5. 鉄骨構造は正確かつ迅速に組み立てることができます。

6. 密閉構造が容易です。

7. 鋼構造は腐食しやすいです。

8. 鉄骨構造は耐火性に劣ります。

II.一般的に使用される鋼構造用鋼種と性能 中国：

1. 炭素構造用鋼：Q195、Q215、Q235、Q255、Q275など。

2. 低合金高張力構造用鋼。

3. 高品質の炭素構造用鋼と合金構造用鋼。

4. 特殊鋼。

Ⅲ．鋼構造物の材料選定の原則

 鋼構造物の材料選択の原則は、構造の重要性、荷重特性、構造形状、応力状態、接続方法、鋼材の厚さ、および鋼材の厚さに応じて、耐荷重構造の支持能力を確保し、特定の条件下での脆性損傷を防止することです。作業環境等を総合的に考慮して決定します。

IV.主な鋼構造物の技術内容

 (1) 高層鋼構造技術。建物の高さと設計要件に応じて、フレーム、フレームサポート、シリンダー、巨大フレーム構造がそれぞれ採用され、そのコンポーネントは鋼鉄、強力な鉄筋コンクリート、または鋼管コンクリートで作ることができます。鋼材は軽くて延性があり、超高層建築物に適した溶接鋼材や圧延鋼材を使用することができます。強力な鉄筋コンクリート部​​材は剛性が高く、耐火性に優れているため、中高層の建物や底部構造に適しています。鋼管コンクリートは施工が容易で柱構造のみに使用されます。

（２）宇宙鋼構造技術。宇宙鋼構造は、自重が軽く、剛性が高く、美しいモデリングと速い施工速度を備えています。ボールノード平板ネットフレーム、多層異形断面ネットフレーム、ロッド部材として鋼管を使用したネットシェルは、中国で最大量の宇宙鋼構造物です。空間剛性が高く、設計、施工、検査の際に鋼材の消費量が少ないという利点があり、完全なCADを提供できます。空間構造には、ネットフレーム構造の他に、大スパン吊りケーブル構造、ケーブル膜構造などもあります。

(3) 軽量鋼構造技術。明るい色のスチール製の壁と屋根を備えた新しい構造形式で構成されたエンクロージャ構造。 5 mm 以上の鋼板を溶接または圧延した大断面の薄肉 H 形鋼の壁梁と母屋、丸鋼をフレキシブルな支持システムに、そして高強度ボルトを軽量鋼構造システムに接続することにより、柱の間隔を調整することができます。長さは6mから9mまで、スパンは最大30m以上、高さは最大12m以上、軽量の4本吊りまで設置可能です。鋼材量20～30kg/㎡。現在では、標準化された設計手順と専門の生産企業があり、製品の品質、迅速な設置、軽量、投資の削減、建設は季節に制限されず、さまざまな軽工業の建物に適しています。

(4) 鉄骨とコンクリートの複合構造技術。鋼材や鉄骨の管理や、梁、柱、耐力構造物などから構成されるコンクリート部​​材を管理する鉄骨コンクリート複合構造物は、近年その適用範囲が拡大しています。鋼とコンクリートの両方を組み合わせた構造は、全体的な強度、優れた剛性、優れた耐震性能、外部コンクリート構造を使用する場合、より優れた耐火性と耐食性を備えています。構造コンポーネントを組み合わせると、通常、鋼材の量を 15 ～ 20% 削減できます。床カバーと鋼管コンクリート部​​品の組み合わせは、サポート型枠が少ない、またはサポート型枠がないという利点もあり、建設が便利で迅速であり、より大きな可能性を促進します。フレームビーム、柱、カバーの負荷が大きい多階建てまたは高層の建物、工業用建物、柱、カバーなどに適しています。

(5)高力ボルト締結・溶接技術。高力ボルトはボルト、ナット、ワッシャーの3つの部分からなる摩擦により応力を伝達します。簡単な建設、柔軟な解体、高い支持力、優れた耐疲労性能とセルフロック、高い安全性などの利点により、高強度ボルト接続はプロジェクトのリベット留めと部分溶接に取って代わり、主要なものになりました。鋼構造物の製造および設置における接続手段。工場で製作する鋼製部品については、厚板には自動マルチワイヤアークサブマージ溶接を、箱型柱隔壁には溶融スパウトエレクトロスラグ溶接などの技術を採用する。現場設置工事には半自動溶接技術とガスシールドフラックス入りワイヤおよび自己保護フラックス入りワイヤ技術を採用します。

(6) 鋼構造物の保護技術。鉄骨構造の保護には防火、防食、防錆が含まれており、一般的に防錆処理を行わずに耐火塗装処理後に採用されますが、腐食性ガスが存在する建物では依然として防食処理が必要です。国産の耐火塗料にはTNシリーズ、MC-10など数多くの種類がありますが、その中でもMC-10の耐火塗料にはアルキド磁性塗料、塩素ゴム塗料、フッ素ゴム塗料、クロロスルホン酸系塗料があります。建設にあたっては、鋼構造の種類、耐火レベルの要件、環境要件に応じて、適切な塗装と塗装の厚さを選択する必要があります。

Ⅴ． 鋼構造物の目標と対策

 鋼構造工学には幅広い側面と技術的な困難が含まれており、その推進と適用においては国家および業界の標準と規範に従う必要があります。地方建設行政部門は、鉄骨構造工学の専門段階の建設に注意を払い、品質検査チームの訓練を組織し、作業慣行と新技術の適用を適時にまとめるべきである。大学、設計部門、建設企業は、鉄骨構造技術者・技術者の育成を加速し、鉄骨構造CADの成熟した技術を促進する必要がある。大衆学術団体は、鋼構造技術の発展に協力し、国内外の学術交流と研修活動を広く実施し、近い将来に鋼構造の設計、製作、建設、設置技術の総合レベルを積極的に引き上げるべきである。改善に対して表彰されました。

VI.鋼構造物の接続

 (A) 溶接シーム接続

溶接接続はアークによって発生する熱によって行われ、溶接棒と溶接部が局部的に溶け、冷却凝縮して溶接部に入り、溶接部が一体化します。

利点: 部材の断面を弱めず、鋼材を節約し、構造が単純で、製造が容易、接続剛性、良好なシール性能、自動化の特定の条件下での使用が容易、高い生産効率。

短所: 溶接の高温により鋼の近くの溶接部に熱影響部が形成され、材料の一部が脆くなる可能性があります。高温と冷却の不均一な分布による鋼の溶接プロセス。そのため、溶接残留応力と残留変形の構造が支持力、剛性、性能の構造に一定の影響を与えます。溶接構造は局所的な大きな亀裂の剛性により発生し、全体に広がりやすく、特に低温では脆性破壊を起こしやすい。溶接継手は剛性があるため、特に低温時に局所的な亀裂が発生しやすく全体に広がります。脆性破壊;溶接部の塑性や靱性が悪く、溶接欠陥が発生し疲労強度が低下することがあります。

(B)ボルト接続

ボルト接続は、コネクタなどのボルト締結具を介して接続され、一体化されます。ボルト結合は通常のボルト結合と高力ボルト結合に分かれます。

利点：シンプルな建設プロセス、設置が簡単、現場での設置接続に特に適しており、解体も簡単で、構造物の設置と解体、および一時的な接続の必要性に適しています。

短所: プレートに穴を開け、穴を組み立てる必要があり、製造作業負荷が増加し、高精度が要求される製造が必要になります。また、ボルト穴によってコンポーネントの断面が弱くなり、接続された部品を重ね合わせたり、追加の補助接続プレート (またはアングル) を追加したりする必要があることが多く、そのため構造がより複雑になり、鋼材のコストが高くなります。

(C)リベット接続

リベット接続は、一端に半円形のプレハブヘッドが付いたリベットです。ネイルロッドが赤く燃え、コネクタのネイル穴にすばやく挿入され、リベットガンを使用してネイルのもう一方の端にもリベット固定されます。ヘッドを押し込んで接続し、固定します。

利点: リベットによる信頼性の高い力の伝達、可塑性、靭性が優れており、品質のチェックが容易で、重くて直接的な軸受力負荷構造に使用できることを確認できます。欠点: リベットのプロセスが複雑で、製造コストと労力がかかり、労働力が高くなります。 -集中的なので、基本的にリプラされています溶接と高力ボルトによる接合。

VII.溶接接続

 (A) 溶接方法

鉄骨構造の一般的な溶接方法は、手動アーク溶接、自動または半自動アーク溶接、ガスシールド溶接などの電気アーク溶接です。

手動アーク溶接は、鋼構造物で最も一般的に使用される溶接方法で、設備が簡単で、操作が柔軟で便利です。しかし、労働条件が悪く、自動溶接や半自動溶接に比べて生産性が低く、溶接品質のばらつきが大きく、溶接者の技術レベルにある程度依存します。

自動溶接シームの品質安定性、溶接内部欠陥が少なく、良好な可塑性、良好な衝撃靱性、長時間の直接溶接の溶接に適しています。手動操作による半自動溶接で、溶接曲線や任意形状の溶接に適しています。自動および半自動溶接は、金属本体とワイヤに適合するフラックスを使用して使用する必要があり、ワイヤは国家規格に準拠する必要があり、フラックスは溶接プロセスの要件に従って決定する必要があります。

ガスシールド溶接は、アークの保護媒体として不活性ガス (または CO2) ガスを使用し、溶融金属を空気から隔離して溶接プロセスを安定に保ちます。ガスシールド溶接はアークの発熱集中、溶接速度、溶融深さにより、手溶接よりも溶接強度が高くなります。可塑性と耐食性に優れており、厚鋼の溶接に適しています。

(B)溶接の形状

部材相互の接続位置に応じて溶接接続形式は突き合わせ接続、ラップ接続、T字接続、アングル接続の4つの形式に分けられます。これらの接続は、溶接シーム突合せ溶接と隅肉溶接の 2 つの基本形式で使用されます。特定の用途では、力に応じて接続し、製造、設置、溶接条件を組み合わせて選択する必要があります。

(C) 溶接構造

1、突合せ溶接

突合せ溶接は力を直接伝達し、滑らかで重大な応力集中現象がないため、静荷重および動荷重に耐える優れた性能をコンポーネントの接続に適用できます。ただし、突合せ溶接には高品質の要件が求められるため、溶接部間の溶接ギャップはより厳しい要件となり、一般に工場の製造接続で使用されます。

2、すみ肉溶接

すみ肉溶接の形状: すみ肉溶接の長さ方向と外力の方向に応じて、強制すみ肉溶接の側面の方向に平行な方向と、強制すみ肉溶接の前面の方向に垂直な方向に分けることができます。力の方向は、斜め隅肉溶接と円周溶接によって斜めに交差します。

隅肉溶接の断面形状はさらに通常、平坦法面、深溶融形に分けられます。図中、hf はすみ肉溶接の足のサイズと呼ばれます。通常タイプの断面溶接足側比は1:1で、直角二等辺三角形と同様に力伝達線の曲げがより激しくなるため、応力集中が深刻になります。動的荷重が直接かかる構造の場合、力の伝達をスムーズにするために、前隅の溶接を 1:1 の 2 つの溶接隅のエッジ サイズ比で使用する必要があります。

Ⅷ.ボルト接続

(A) 一般的なボルト締結の構造

1、共通ボルトの形状と仕様

2、一般的なボルト接続の配置

ボルトの配置は、力の要件を満たし、合理的な構造で、取り付けが簡単であるように、シンプル、均一、コンパクトである必要があります。配置方法はサイドバイサイドと千鳥配置の2種類があります。並列配置はより簡単に、千鳥配置はよりコンパクトになります。

(B) 通常のボルト締結の力特性

1、シャーボルト接続

2、テンションボルト接続

3、テンションとシャーボルトの接続

(C) 高力ボルトの力特性

高力ボルト締結は設計や力の要求に応じて摩擦式と加圧式に分けられます。せん断に耐える摩擦タイプの接続、せん断力の外側で、限界状態のプレート間の可能な最大抵抗に達します。それ以上の場合、プレート間の相対的な滑り、つまり接続が失敗し、損傷したと考えられます。せん断における圧力タイプの接続により、プレート間の摩擦と相対滑りが克服され、外力が増加し続け、その後ねじせん断または穴の壁の圧力が限界状態に達して最終的に破壊されます。