建筑钢结构特点y.docVIP

建筑钢结构 第一节 建筑钢结构的特点 一、钢结构的特点 钢结构是用钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢制造而成的。和其它材料的结构相比，钢结构有如下一些特点： 1、材料的强度高，塑性和韧性好 钢材和其它建筑材料诸如混凝土、砖石和木材相比，强度要高得多。因此，特别适用于跨度大或荷载很大的构件和结构。钢材还具有塑性和韧性好的特点。 塑性好，结构在一般条件下不会因超载而突然断裂；韧性好，结构对动力荷载的适应性强。良好的吸能能力和延性还使钢结构具有优越的抗震性能。 另一方面，由于钢材的强度高，做成的构件截面小而壁薄，受压时需要满足稳定的要求，强 度有时不能充分发挥。 2、材质均匀，和力学计算的假定比较符合 钢材内部组织比较接近于匀质和各向同性体，而且在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的。因此，钢结构的实际受力情况和工程力学计算结果比较符合。钢材在冶炼和轧制过程中质量可以严格控制，材质波动的范围小。 3、钢结构制造简便，施工周期短 钢结构所用的材料单纯而且是成材，加工比较简便，并能使用机械操作。 因此，大量的钢结构一般在专业化的金属结构厂做成构件，精确度较高。构件在工 地拼装，可以采用安设简便的普通螺栓 和高强度螺栓，有时还可以在地面拼装 和焊接成较大的单元再行吊装，以缩短施工周期。此外，对已建成的钢结构也比较容易进行改建和加固，用螺栓连接的结构还可以根据需要进行拆迁。 4、钢结构的质量轻 钢材的密度虽比混凝土等建筑材料大，但钢结构却比钢筋混凝土结构轻，原因是钢材的强度与密度之比要比混凝土大得多。以同样的跨度承受同样荷载，钢屋架的质量最多不过钢筋混凝土屋架的1/3至1/4，冷弯薄壁型钢屋架甚至接近1/10，为吊装提供了方便条件。对于需要远距离运输的结构，如建造在交通不便 的山区和边远地区的工程，质量轻也是一个重要的有利条件。屋盖结构的质量轻，对抵抗地震作用有利。 另一方面，质轻的屋盖结构对可变荷载的变动比较敏感，荷载超额的不利影响比较大。受有积灰荷载的结构如不注意及时清灰，可能会造成事故。 风吸力可能造成钢屋架的拉、压杆反号，设计时不能忽视。这在钢筋混凝土屋盖结构中 是不会出现的。 5、钢材耐腐蚀性差 钢材耐腐蚀的性能比较差，必须对结构注意防护。这使维护费用比钢筋混凝土结构高。不过在没有侵蚀性介质的一般厂房中，构件经过彻底除锈并涂上合 格的油漆，锈蚀问题并不严重。近年来出现的耐大气腐蚀的钢材具有较好的抗锈性 能，已经逐步推广应用。 6、钢材耐热但不耐火 钢材是一种不会燃烧的建筑材料，它具有抗震、抗弯等特性。在实际应用中，钢材既可以相对增加建筑物的荷载能力，也可以满足建筑设计美感造型的需要，还避免了混凝土等建筑材料不能弯曲、拉伸的缺陷，因此钢材受到了建筑行业的青睐。但是，钢材作为建筑材料在防火方面又存在一些难以避免的缺陷，它的机械性能，如屈服点、抗拉及弹性模量等均会因温度的升高而急剧下降。钢结构通常在450～650℃温度中就会失去承载能力，发生很大的形变，导致钢柱、钢梁弯曲，结果因过大的形变而不能继续使用，一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右。这一时间的长短还与构件吸热的速度有关。分钟 考察和分析钢结构火灾实例，可看出钢结构火灾具有如下特点： 第一，钢结构垮塌快，难扑救。钢结构建筑物发生火灾后，裸露的钢构件在烈火围困之中，一般只需10min , 便失去支撑能力，随即变形塌落。给消防灭火工作带来极大的困难。 第二，火灾影响大，损失重。采用钢结构的建筑往往是大跨度的厂房、仓库、礼堂、影剧院、体育馆及高层建筑等，不论是工业用房还是民用建筑，一旦发生火灾，都将造成重大经济损失和惨痛的人员伤亡。 第三，建筑物易毁坏，难修复。由于建筑物是以钢构件作为梁柱或屋架，在火灾中往往因为钢结构变形失去支撑能力，而导致建筑部分或全部垮塌毁坏，钢结构变成“麻花壮”或“面条式”的废物，变形后的钢结构很难修复使用。 要使钢结构材料在实际应用中克服防火方面的不足，必须进行防火处理，其目的就是将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的极限范围。防止钢结构在火灾中迅速升温发生形变塌落 1、大跨度结构 结构跨度越大，自重在全部荷载中所占比重也就越大，减轻自重可以获得明显的经济效果。因此，钢结构强度高而质量轻的优点对于大跨结构特别突出。现在已经有110米以上的屋盖结构，我公司建造的钢结构厂房，跨度也有36米以上。 2、重型厂房结构 重型厂房。所谓“重”，就是车间里吊车的起重质量大（常在100吨以上，有的达到440吨），有的作业也经常繁重。这些车间的主要承重骨架往往全部或部分采用钢结构。 3、轻型钢结构 钢结构质量轻不仅对大跨结构有利，对使用荷载特别轻的小跨结构也有优越性。因为使用荷载特别轻时，小跨结构的自重也就成了一 个重要因素。冷弯薄壁型钢屋架在一定条件下的用钢量可以不