鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
與其他材料的結(jié)構(gòu)相比,鋼結(jié)構(gòu)具有如下特點(diǎn):
(1) 鋼材強(qiáng)度高,結(jié)構(gòu)重量輕。 鋼與磚石和混凝土相比,雖然密度較大,但強(qiáng)度更高,故其密度與強(qiáng)度的比值較小,承受同樣荷載時(shí),鋼結(jié)構(gòu)要比其他結(jié)構(gòu)輕。例如,當(dāng)跨度和荷載均相同時(shí),鋼屋架的重量?jī)H為鋼筋混凝土屋架的1/3~1/4,冷彎薄壁型鋼屋架甚至接近1/10。為運(yùn)輸和吊裝提供了方便。由于鋼構(gòu)件常較柔細(xì),因此穩(wěn)定問(wèn)題比較突出,應(yīng)給予充分注意。
(2) 材質(zhì)均勻,且塑性韌性好。 與磚石和混凝土相比,鋼材屬單一材料,由于生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制嚴(yán)格,因此組織構(gòu)造比較均勻,且接近各向同性,鋼材的彈性模量很高,在正常使用情況下具有良好的延性,可簡(jiǎn)化為理想彈塑性體,最符合一般工程力學(xué)的基本假定,計(jì)算結(jié)果比較可靠。由于重量輕和韌性好,鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能也好于其他結(jié)構(gòu)。
(3) 良好的加工性能和焊接性能。 鋼材具有良好的冷熱加工性能和焊接性能,便于在專業(yè)化的金屬結(jié)構(gòu)廠大批量生產(chǎn)出精度較高的構(gòu)件,然后運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng),進(jìn)行工地拼接和吊裝,既可保證質(zhì)量,又可縮短施工周期。
(4) 密封性好。 采用焊接連接的鋼板結(jié)構(gòu),具有較好的水密性和氣密性,可用來(lái)制作壓力容器、管道,甚至載人太空結(jié)構(gòu)。
(5) 鋼材的可重復(fù)使用性。 鋼結(jié)構(gòu)加工制造過(guò)程中產(chǎn)生的余料和碎屑,以及廢棄和破壞了的鋼結(jié)構(gòu)或構(gòu)件,均可回爐重新冶煉成鋼材重復(fù)使用。因此鋼材被稱為綠色建筑材料或可持續(xù)發(fā)展的材料。
(6) 鋼材耐熱但不耐火。 鋼材長(zhǎng)期經(jīng)受100℃輻射熱時(shí),性能變化不大,具有一定的耐熱性能。但當(dāng)溫度超過(guò)200℃時(shí),會(huì)出現(xiàn)蘭脆現(xiàn)象,當(dāng)溫度達(dá)600℃時(shí),鋼材進(jìn)入熱塑性狀態(tài),將喪失承載能力。因此在有防火要求的建筑中采用鋼結(jié)構(gòu)時(shí),必須采用耐火材料加以保護(hù)。
(7) 耐腐蝕性差。 鋼材耐銹蝕的性能較差,因此必須對(duì)鋼結(jié)構(gòu)采取防護(hù)措施,使它的維護(hù)費(fèi)用較磚石和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為高。不過(guò)在沒(méi)有侵蝕性介質(zhì)的一般廠房中,鋼構(gòu)件經(jīng)過(guò)徹底除銹并涂上合格的油漆后,銹蝕問(wèn)題并不嚴(yán)重。對(duì)處于濕度大,有侵蝕性介質(zhì)環(huán)境中的結(jié)構(gòu),可采用耐候鋼或不銹鋼提高其抗銹蝕性能。
(8) 鋼結(jié)構(gòu)的低溫冷脆傾向。由厚鋼板焊接而成的承受拉力和彎矩的構(gòu)件及其連接節(jié)點(diǎn),在低溫下有脆性破壞的傾向,應(yīng)引起足夠的重視。
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