土木工程材料-教學(xué)課件-張思梅第4章-建筑鋼材-43-建筑鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與選用_第1頁
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或者直接輸入下面地址:在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng):http://www.shangfuwang14.3建筑鋼材的標(biāo)準(zhǔn)與選用

4.3.1建筑鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1.碳素結(jié)構(gòu)鋼(1)牌號及表示方法國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,牌號由代表屈服點的符號(Q)、屈服點值(195、215、235、255、275MPa)、質(zhì)量等級(A,B,C,D)和脫氧程度(F,b,Z,TZ)構(gòu)成。其中A,B為普通質(zhì)量鋼;C,D為磷、硫雜質(zhì)控制較嚴(yán)格的優(yōu)質(zhì)鋼。4.3建筑鋼材的標(biāo)準(zhǔn)與選用4.3.1建筑鋼材的技術(shù)2脫氧程度以F代表沸騰鋼,b代表半鎮(zhèn)靜鋼,T和TZ分別代表鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼。例如:Q235-A.F,表示屈服點為235MPa的質(zhì)量為A級的沸騰鋼。脫氧程度以F代表沸騰鋼,b代表半鎮(zhèn)靜鋼,T和TZ分別代表3

(2)選用建筑工程中主要應(yīng)用的碳素鋼是Q235號鋼。它之所以普遍應(yīng)用,主要是它的機械強度、韌性和塑性及加工等綜合性能好,而且冶煉方便,成本較低。

Q215號鋼機械強度低、塑性大,受力后變形大,經(jīng)加工及時效處理后可代替Q235使用。(2)選用4在選用鋼的牌號時,還必須熟悉鋼的質(zhì)量。一般的說,平爐鋼和氧氣轉(zhuǎn)爐鋼較好;質(zhì)量等級為D,C的鋼優(yōu)于B,A級綱;特殊鎮(zhèn)靜鋼和鎮(zhèn)靜鋼優(yōu)于平鎮(zhèn)靜鋼,更優(yōu)于沸騰鋼。在選用鋼的牌號時,還必須熟悉鋼的質(zhì)量。一般的說,平爐鋼和5

2、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼

(1)牌號

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》(GB1591—2008)規(guī)定,低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼共有五個牌號,即Q295、Q345、Q390、Q420和Q460。所加入元素主要有錳、硅、釩、鈦、鈮、鉻、鎳及稀土元素。其牌號的表示是由屈服強度字母Q、屈服強度數(shù)值、質(zhì)量等級(A、B、C、D、E)3個部分組成。2、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼6

(2)性能低合金結(jié)構(gòu)鋼比碳素結(jié)構(gòu)鋼強度高、塑性和韌性好,尤其是抗沖擊、耐低溫、耐腐蝕能力強,并且質(zhì)量穩(wěn)定,可節(jié)省鋼材。在鋼結(jié)構(gòu)中,常采用低合金結(jié)構(gòu)鋼軋制的型鋼、鋼板和鋼管來建造橋梁、高層及大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑。在預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土中,二、三級鋼筋即是由普通質(zhì)量低合金鋼軋制的。

(2)性能7(3)應(yīng)用主要用于軋制各種型鋼、鋼板、鋼管及鋼筋,廣泛用于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,特別適用于各種重型結(jié)構(gòu)、高層結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)及橋梁工程等。

(3)應(yīng)用84.3.2常用建筑鋼材及選用1、熱軋鋼筋(1)熱軋光圓鋼筋

1)技術(shù)牌號:熱軋光圓鋼筋的牌號由HPB和牌號的屈服強度最小值構(gòu)成。H、P、B分別為熱軋(Hotrolled)、光圓(plain)、鋼筋(Bars)三個詞的英文首位字母。熱軋光圓鋼筋分為HPB235、HPB300等2個牌號。4.3.2常用建筑鋼材及選用9

2)選用二三級鋼筋屬于普通質(zhì)量低合金鋼軋制的,適合用做非預(yù)應(yīng)力鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋;而四級鋼筋是由優(yōu)質(zhì)合金鋼軋制的,質(zhì)量好、強度高,適宜做預(yù)應(yīng)力鋼筋;而一級鋼筋宜做非預(yù)應(yīng)力鋼筋。隨鋼筋級別提高,鋼筋的機械強度提高,塑性及冷彎性能均降低。當(dāng)所選鋼筋強度偏低,塑性偏大時,可以通過冷拉加時效處理的方法調(diào)整其性質(zhì),并達(dá)到節(jié)約鋼材的目的。2)選用10(2)熱軋帶肋鋼筋熱軋帶肋鋼筋的牌號由HRB和牌號的屈服強度最小值構(gòu)成。H、R、B分別為熱軋(Hot-rolled)、帶肋(Ribbed)、鋼筋(Bars)三個詞的英文首位字母。熱軋帶肋鋼筋分為HRB335、HRB400、HRB500等3個牌號。帶肋鋼筋:橫截面通常為圓形,且表面帶肋的混凝土用鋼材。(2)熱軋帶肋鋼筋熱軋帶肋鋼筋的牌號由HRB和牌號的屈服11月牙肋鋼筋:橫肋的縱截面呈月牙形,且與縱肋不相交的鋼筋(與老螺紋鋼相比,有諸多優(yōu)越性:強度高、敏感性小、耐疲勞性好、方便生產(chǎn))??v肋:平行于鋼筋軸線的均勻連續(xù)肋。橫肋:與鋼筋軸線不平行的其他肋。月牙肋鋼筋:橫肋的縱截面呈月牙形,且與縱肋不相交的鋼筋(與老12

2.冷軋帶肋鋼筋熱軋圓盤條經(jīng)冷軋后,在其表面有沿長度方向均勻分布的三面或兩面橫肋,即成為冷軋帶肋鋼筋。冷軋帶肋鋼筋按抗拉強度分為5個牌號,分別為CRB550、CRB650、CRB800、CRB970和CRB1170,C、R、B分別為冷軋(Cool-rolled)、帶肋(Ribbed)、鋼筋(Bars)三個詞的英文首位字母,數(shù)值為抗拉強度的最小值。2.冷軋帶肋鋼筋13

與拉拔低碳鋼絲相比,冷軋帶肋鋼筋具有強度高、塑性好、與混凝土粘結(jié)牢固、節(jié)約鋼材、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點。CRB550宜用作普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),其他牌號宜用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中。與拉拔低碳鋼絲相比,冷軋帶肋鋼筋具有強度高、塑性好、與14

3.冷拉鋼筋是用熱軋鋼筋加工而成。鋼筋在常溫下經(jīng)過冷拉可達(dá)到除銹、調(diào)直、提高強度和節(jié)約鋼材的目的。鋼筋在經(jīng)冷加工產(chǎn)生一定塑性變形后,其屈服強度、硬度提高,而塑性和韌性降低,這種現(xiàn)象稱為冷加工硬化3.冷拉鋼筋15

4.冷扎扭鋼筋由普通低碳鋼熱軋盤圓鋼筋經(jīng)冷軋扭工藝制成的。其表面形狀為連續(xù)的螺旋形,故它與混凝土的黏結(jié)性能很強,同時具有較高的強度和足夠的塑性。如用它代替HPB235級鋼筋可節(jié)約鋼材30%左右,可降低工程成本。冷軋扭鋼筋一般用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樓板和現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板等。4.冷扎扭鋼筋16

5.預(yù)應(yīng)力混凝土熱處理鋼筋是指用熱軋中碳低合金鋼鋼筋經(jīng)淬火、回火調(diào)質(zhì)處理的鋼筋。按其螺紋外形分為縱肋和無縱肋兩種。熱處理鋼筋在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中使用,具有與混凝土粘結(jié)性能好、應(yīng)力松弛率低、施工方便等優(yōu)點。5.預(yù)應(yīng)力混凝土熱處理鋼筋17

6.預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲與鋼絞線(1)預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲是采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼或其他性能相應(yīng)的鋼種,經(jīng)冷加工及時效處理或熱處理而制得的高強度鋼絲。按加工狀態(tài)可分為冷拉鋼絲(代號為WCD)及消除應(yīng)力鋼絲兩種,消除應(yīng)力鋼絲按松弛性能又分為低松弛級鋼絲(代號為WLR)和普通松弛級鋼絲(代號為WNR)。6.預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲與鋼絞線18(2)預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞絲若將兩根、三根或七根圓形斷面的鋼絲捻成一束,形成預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線(GB/T5224—2003)。鋼絞線的最大負(fù)荷隨鋼絲的根數(shù)不同而不同,七根捻制結(jié)構(gòu)的鋼絞線,整根鋼絞線的最大負(fù)荷可達(dá)300kN,屈服負(fù)荷可達(dá)255kN,伸長率為≤3.5%。1000小時應(yīng)力松弛率≤2.5%~8%。(2)預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞絲19

鋼絞線與其他配筋材料相比,具有強度高、柔性好、松弛率低、抗腐蝕性強、無接頭、質(zhì)量穩(wěn)定、成盤供應(yīng)不需接頭等優(yōu)點。適用于作大型建筑、公路或鐵路橋梁、大跨度吊車梁等大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力鋼筋,廣泛地應(yīng)用于大跨度、重荷載的結(jié)構(gòu)工程中。鋼絞線與其他配筋材料相比,具有強度高、柔性好、松弛率低20

8.鋼結(jié)構(gòu)用鋼材鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般應(yīng)直接選用各種型鋼。型鋼之間可直接連接或附加連接鋼板進行連接。連接方式可鉚接、螺栓連接或焊接。所以鋼結(jié)構(gòu)所用鋼材主要是型鋼和鋼板。型鋼有熱軋及冷成型兩種,鋼板也有熱軋和冷軋兩種。8.鋼結(jié)構(gòu)用鋼材21

(3)鋼板和壓型鋼板用光面軋輥軋制而成的扁平鋼材稱為鋼板。按軋制溫度的不同,鋼板又可分熱軋和冷軋兩類。土木工程用鋼板的鋼種主要是碳素結(jié)構(gòu)鋼,大跨度橋梁等也采用低合金鋼。(3)鋼板和壓型鋼板22

土木工程中鋼筋混凝土用鋼材和鋼結(jié)構(gòu)用鋼材,在選用時一般遵循下面原則:(1)荷載性質(zhì)對于經(jīng)常承受動力或振動荷載的結(jié)構(gòu),容易產(chǎn)生應(yīng)力集中,從而引起疲勞破壞,需要選用材質(zhì)高的鋼材。(2)使用溫度對于經(jīng)常處于低溫狀態(tài)的結(jié)構(gòu),鋼材容易發(fā)生冷脆斷裂,特別是焊接結(jié)構(gòu)更甚,因而要求鋼材具有良好的塑性和低溫沖擊韌性。土木工程中鋼筋混凝土用鋼材和鋼結(jié)構(gòu)用鋼材,在選用時一般遵23(3)連接方式對于焊接結(jié)構(gòu),當(dāng)溫度變化和受力性質(zhì)改變時,焊縫附近的母體金屬容易出現(xiàn)冷、熱裂紋,促使結(jié)構(gòu)早期破壞。所以焊接結(jié)構(gòu)對鋼材化學(xué)成分和機械性能要求應(yīng)較嚴(yán)。(3)連接方式對于焊接結(jié)構(gòu),當(dāng)溫度變化和受力性質(zhì)改變時,24(4)鋼材厚度鋼材的力學(xué)性能一般隨厚度增大而降低,鋼材經(jīng)多次軋制后、鋼的內(nèi)部結(jié)晶組織更為緊密,強度更高,質(zhì)量更好。故一般結(jié)構(gòu)用的鋼材厚度不宜超過40mm。(5)結(jié)構(gòu)重要性選擇鋼材要考慮結(jié)構(gòu)使用的重要性,如大跨度結(jié)構(gòu)、重要的建筑物結(jié)構(gòu),須相應(yīng)選用質(zhì)量更好的鋼材。(4)鋼材厚度鋼材的力學(xué)性能一般隨厚度增大而降低,鋼材經(jīng)25(1)熱軋型鋼常用的熱軋型鋼有角鋼(等邊和不等邊)、I字鋼、槽鋼、T形鋼、H形鋼、Z形鋼等。(2)冷彎薄壁型鋼冷彎薄壁型鋼通常用2~6mm薄鋼板冷彎或模壓而成,有角鋼、槽鋼等開口薄壁型鋼及方形、矩形等空心薄壁型鋼,可用于輕型鋼結(jié)構(gòu)。(1)熱軋型鋼常用的熱軋型鋼有角鋼(等邊和不等邊)、I字26在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng):教材其余課件及動畫素材請查閱在線教務(wù)輔導(dǎo)網(wǎng)QQ:349134187

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4.3.1建筑鋼材的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1.碳素結(jié)構(gòu)鋼(1)牌號及表示方法國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定,牌號由代表屈服點的符號(Q)、屈服點值(195、215、235、255、275MPa)、質(zhì)量等級(A,B,C,D)和脫氧程度(F,b,Z,TZ)構(gòu)成。其中A,B為普通質(zhì)量鋼;C,D為磷、硫雜質(zhì)控制較嚴(yán)格的優(yōu)質(zhì)鋼。4.3建筑鋼材的標(biāo)準(zhǔn)與選用4.3.1建筑鋼材的技術(shù)28脫氧程度以F代表沸騰鋼,b代表半鎮(zhèn)靜鋼,T和TZ分別代表鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼。例如:Q235-A.F,表示屈服點為235MPa的質(zhì)量為A級的沸騰鋼。脫氧程度以F代表沸騰鋼,b代表半鎮(zhèn)靜鋼,T和TZ分別代表29

(2)選用建筑工程中主要應(yīng)用的碳素鋼是Q235號鋼。它之所以普遍應(yīng)用,主要是它的機械強度、韌性和塑性及加工等綜合性能好,而且冶煉方便,成本較低。

Q215號鋼機械強度低、塑性大,受力后變形大,經(jīng)加工及時效處理后可代替Q235使用。(2)選用30在選用鋼的牌號時,還必須熟悉鋼的質(zhì)量。一般的說,平爐鋼和氧氣轉(zhuǎn)爐鋼較好;質(zhì)量等級為D,C的鋼優(yōu)于B,A級綱;特殊鎮(zhèn)靜鋼和鎮(zhèn)靜鋼優(yōu)于平鎮(zhèn)靜鋼,更優(yōu)于沸騰鋼。在選用鋼的牌號時,還必須熟悉鋼的質(zhì)量。一般的說,平爐鋼和31

2、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼

(1)牌號

根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼》(GB1591—2008)規(guī)定,低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼共有五個牌號,即Q295、Q345、Q390、Q420和Q460。所加入元素主要有錳、硅、釩、鈦、鈮、鉻、鎳及稀土元素。其牌號的表示是由屈服強度字母Q、屈服強度數(shù)值、質(zhì)量等級(A、B、C、D、E)3個部分組成。2、低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼32

(2)性能低合金結(jié)構(gòu)鋼比碳素結(jié)構(gòu)鋼強度高、塑性和韌性好,尤其是抗沖擊、耐低溫、耐腐蝕能力強,并且質(zhì)量穩(wěn)定,可節(jié)省鋼材。在鋼結(jié)構(gòu)中,常采用低合金結(jié)構(gòu)鋼軋制的型鋼、鋼板和鋼管來建造橋梁、高層及大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑。在預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土中,二、三級鋼筋即是由普通質(zhì)量低合金鋼軋制的。

(2)性能33(3)應(yīng)用主要用于軋制各種型鋼、鋼板、鋼管及鋼筋,廣泛用于鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,特別適用于各種重型結(jié)構(gòu)、高層結(jié)構(gòu)、大跨度結(jié)構(gòu)及橋梁工程等。

(3)應(yīng)用344.3.2常用建筑鋼材及選用1、熱軋鋼筋(1)熱軋光圓鋼筋

1)技術(shù)牌號:熱軋光圓鋼筋的牌號由HPB和牌號的屈服強度最小值構(gòu)成。H、P、B分別為熱軋(Hotrolled)、光圓(plain)、鋼筋(Bars)三個詞的英文首位字母。熱軋光圓鋼筋分為HPB235、HPB300等2個牌號。4.3.2常用建筑鋼材及選用35

2)選用二三級鋼筋屬于普通質(zhì)量低合金鋼軋制的,適合用做非預(yù)應(yīng)力鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋;而四級鋼筋是由優(yōu)質(zhì)合金鋼軋制的,質(zhì)量好、強度高,適宜做預(yù)應(yīng)力鋼筋;而一級鋼筋宜做非預(yù)應(yīng)力鋼筋。隨鋼筋級別提高,鋼筋的機械強度提高,塑性及冷彎性能均降低。當(dāng)所選鋼筋強度偏低,塑性偏大時,可以通過冷拉加時效處理的方法調(diào)整其性質(zhì),并達(dá)到節(jié)約鋼材的目的。2)選用36(2)熱軋帶肋鋼筋熱軋帶肋鋼筋的牌號由HRB和牌號的屈服強度最小值構(gòu)成。H、R、B分別為熱軋(Hot-rolled)、帶肋(Ribbed)、鋼筋(Bars)三個詞的英文首位字母。熱軋帶肋鋼筋分為HRB335、HRB400、HRB500等3個牌號。帶肋鋼筋:橫截面通常為圓形,且表面帶肋的混凝土用鋼材。(2)熱軋帶肋鋼筋熱軋帶肋鋼筋的牌號由HRB和牌號的屈服37月牙肋鋼筋:橫肋的縱截面呈月牙形,且與縱肋不相交的鋼筋(與老螺紋鋼相比,有諸多優(yōu)越性:強度高、敏感性小、耐疲勞性好、方便生產(chǎn))。縱肋:平行于鋼筋軸線的均勻連續(xù)肋。橫肋:與鋼筋軸線不平行的其他肋。月牙肋鋼筋:橫肋的縱截面呈月牙形,且與縱肋不相交的鋼筋(與老38

2.冷軋帶肋鋼筋熱軋圓盤條經(jīng)冷軋后,在其表面有沿長度方向均勻分布的三面或兩面橫肋,即成為冷軋帶肋鋼筋。冷軋帶肋鋼筋按抗拉強度分為5個牌號,分別為CRB550、CRB650、CRB800、CRB970和CRB1170,C、R、B分別為冷軋(Cool-rolled)、帶肋(Ribbed)、鋼筋(Bars)三個詞的英文首位字母,數(shù)值為抗拉強度的最小值。2.冷軋帶肋鋼筋39

與拉拔低碳鋼絲相比,冷軋帶肋鋼筋具有強度高、塑性好、與混凝土粘結(jié)牢固、節(jié)約鋼材、質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點。CRB550宜用作普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),其他牌號宜用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中。與拉拔低碳鋼絲相比,冷軋帶肋鋼筋具有強度高、塑性好、與40

3.冷拉鋼筋是用熱軋鋼筋加工而成。鋼筋在常溫下經(jīng)過冷拉可達(dá)到除銹、調(diào)直、提高強度和節(jié)約鋼材的目的。鋼筋在經(jīng)冷加工產(chǎn)生一定塑性變形后,其屈服強度、硬度提高,而塑性和韌性降低,這種現(xiàn)象稱為冷加工硬化3.冷拉鋼筋41

4.冷扎扭鋼筋由普通低碳鋼熱軋盤圓鋼筋經(jīng)冷軋扭工藝制成的。其表面形狀為連續(xù)的螺旋形,故它與混凝土的黏結(jié)性能很強,同時具有較高的強度和足夠的塑性。如用它代替HPB235級鋼筋可節(jié)約鋼材30%左右,可降低工程成本。冷軋扭鋼筋一般用于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土樓板和現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板等。4.冷扎扭鋼筋42

5.預(yù)應(yīng)力混凝土熱處理鋼筋是指用熱軋中碳低合金鋼鋼筋經(jīng)淬火、回火調(diào)質(zhì)處理的鋼筋。按其螺紋外形分為縱肋和無縱肋兩種。熱處理鋼筋在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中使用,具有與混凝土粘結(jié)性能好、應(yīng)力松弛率低、施工方便等優(yōu)點。5.預(yù)應(yīng)力混凝土熱處理鋼筋43

6.預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲與鋼絞線(1)預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲是采用優(yōu)質(zhì)碳素鋼或其他性能相應(yīng)的鋼種,經(jīng)冷加工及時效處理或熱處理而制得的高強度鋼絲。按加工狀態(tài)可分為冷拉鋼絲(代號為WCD)及消除應(yīng)力鋼絲兩種,消除應(yīng)力鋼絲按松弛性能又分為低松弛級鋼絲(代號為WLR)和普通松弛級鋼絲(代號為WNR)。6.預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絲與鋼絞線44(2)預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞絲若將兩根、三根或七根圓形斷面的鋼絲捻成一束,形成預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞線(GB/T5224—2003)。鋼絞線的最大負(fù)荷隨鋼絲的根數(shù)不同而不同,七根捻制結(jié)構(gòu)的鋼絞線,整根鋼絞線的最大負(fù)荷可達(dá)300kN,屈服負(fù)荷可達(dá)255kN,伸長率為≤3.5%。1000小時應(yīng)力松弛率≤2.5%~8%。(2)預(yù)應(yīng)力混凝土用鋼絞絲45

鋼絞線與其他配筋材料相比,具有強度高、柔性好、松弛率低、抗腐蝕性強、無接頭、質(zhì)量穩(wěn)定、成盤供應(yīng)不需接頭等優(yōu)點。適用于作大型建筑、公路或鐵路橋梁、大跨度吊車梁等大跨度預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件的預(yù)應(yīng)力鋼筋,廣泛地應(yīng)用于大跨度、重荷載的結(jié)構(gòu)工程中。鋼絞線與其他配筋材料相比,具有強度高、柔性好、松弛率低46

8.鋼結(jié)構(gòu)用鋼材鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件一般應(yīng)直接選用各種型鋼。型鋼之間可直接連接或附加連接鋼板進行連接。連接方式可鉚接、螺栓連接或焊接。所以鋼結(jié)構(gòu)

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