一級建筑師考試建筑結構輔導講義：鋼結構1

一、鋼結構的特點和應用范圍

    鋼結構通常由鋼板和型鋼等制成的柱、梁、桁架、板等構件組成，各部分之間用焊縫、螺栓或鉚釘連接，是主要的建筑結構之一。

    (一)鋼結構的特點

    和其他材料的結構相比，鋼結構具有如下特點：

    1．鋼材的強度高，結構的重量輕

    鋼材的容重雖然比其他建筑材料大，但它的強度很高，同樣受力情況下，鋼結構自重小，可以做成跨度較大的結構。

    2．鋼材的塑性韌性好

    鋼材的塑性好，結構在一般情況下不會因偶然超載或局部超載而突然斷裂。鋼材的韌性好，使結構對動荷載的適應性較強。

    3．鋼材的材質均勻，可靠性高

    鋼材內部組織均勻，各向同性。鋼結構的實際工作性能與所采用的理論計算結果符合程度好，因此，結構的可靠性高。

    4．鋼材具有可焊性  

    由于鋼材具有可焊性，使鋼結構的連接大為簡化，適應于制造各種復雜形狀的結構。

    5．鋼結構制作、安裝的工業(yè)化程度高  

    鋼結構的制作主要是在專業(yè)化金屬結構廠進行，因而制作簡便，精度高。制成的構件運到現(xiàn)場安裝，裝配化程度高，安裝速度快，工期短。

    6．鋼結構的密封性好   

    鋼材內部組織很致密，當采用焊接連接，甚至采用鉚釘或螺栓連接時，都容易做到密不滲漏。

    7．鋼結構耐熱，不耐火

    當鋼材表面溫度在150℃以內寸，鋼材的強度變化很小，因此鋼結構適用于熱車間。當溫度超過150℃時，其強度明顯下降。當溫度達到500―600℃時，強度幾乎為零。所以，發(fā)生火災時，鋼結構的耐火時間較短，會發(fā)生突然的坍塌。對有特殊要求的鋼結構，要采取隔熱和耐火措施。

    8．鋼材的耐腐蝕性差

    鋼材在潮濕環(huán)境中，特別是處于有腐蝕性介質環(huán)境中容易銹蝕，需要定期維護，增加了維護費用。

    (二)鋼結構的應用范圍

    1．大跨度結構

    結構跨度越大，自重在全部荷載中所占比重也就越大，減輕結構自重可以獲得明顯的經濟效果、鋼結構強度高而重量輕，特別適合于大跨結構，如大會堂、體育館、飛機裝配車間以及鐵路、公路橋梁等。

    2．重型工業(yè)廠房結構

    在跨度、柱距較大，有大噸位吊車的重型工業(yè)廠房以及某些高溫車間，可以部分采用鋼結構(如鋼屋架、鋼吊車梁)或全部采用鋼結構(如冶金廠的平爐車間，重型機器廠的鑄鋼車間，造船廠的船臺車間等)：

    3．受動力荷載影響的結構

    設有較大鍛錘或產生動力作用的廠房，或對抗震性能要求高的結構，宜采用鋼結構，因鋼材有良好的韌性。

    4．高層建筑和高聳結構

    當房屋層數多和高度大時，采用其他材料的結構，給設計和施工增加困難、因此，高層建筑的骨架宜采用鋼結構。

    高聳結構包括塔架和桅桿結構，如高壓電線路的塔架，廣播和電視發(fā)射用的塔架、桅桿等，宜采用鋼結構。

    5．可拆卸的移動結構

    需要搬遷的結構，如建筑工地生產和生活用房的骨架，臨時性展覽館等，用鋼結構最為適宜，因鋼結構重量輕，而且便于拆裝。

    6，容器和其他構筑物

    冶金，石油、化工企業(yè)大量采用鋼板制作容器，包括油灌、氣罐、熱風爐、高爐等。 此外，經常使用的還有皮帶通廊棧橋、管道支架等鋼構筑物。

    7．輕型鋼結構

    當荷載較小時，小跨度結構的自重也就成為一個重要因素，這時采用鋼結構較為合理。這類結構多用圓鋼、小角鋼或冷彎薄壁型鋼制作。

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