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我們知道建騰鋼結構是(shi)大型土木(mu)建設的主要(yao)結構形式之一,它是(shi)采用鋼板、型鋼通過連接而成的結構。這種鋼結構在房屋建築、地下建築、橋梁、塔桅、海洋平台、港口建築、礦山建築、水工建築、囤倉囤鬥、氣櫃球(qiu)罐(guan)和容器管道中都得(de)到廣(guang)泛采用。
這是(shi)由於鋼結構與用其他材料建造的結構相比,具(ju)有許(xu)多優(you)點(dian)。
首先,建騰鋼材強度高,塑性和韌(ren)性好(hao)。
鋼材與混凝(ning)土、磚石和木(mu)材等建築材料相比,強度高很多,適用於建造跨度大、承載(zai)重量的結構。但由於建築鋼材強度高,一般(ban)構件截(jie)麵(mian)小而壁薄,受壓時易為穩(wen)定承載(zai)力和剛度要(yao)求所控製,使(shi)強度難以得(de)到充分的利用。建築鋼材塑性好(hao),結構在一般(ban)條(tiao)件下不會因超載(zai)而突然破壞,隻是(shi)變形增大,應力重分配,應力變化趨於平緩。
第二,建騰鋼結構的重量輕
鋼材容重大,強度高,建造的結構比較輕。結構的輕質性可(ke)以用材料的質量密(mi)度和強度的比值(zhi)來(lai)衡(heng)量,比值(zhi)越小結構相對(dui)較輕。建築鋼材的比值(zhi)為(1.7-3.7)*10-4/m,而鋼筋混凝(ning)土的比值(zhi)約為18*10-4/m。以相同跨度的結構承受相同的荷載(zai),鋼屋架的重量為鋼筋混凝(ning)土屋架的1/4-1/3,冷彎薄壁型鋼屋架甚至(zhi)接近鋼筋混凝(ning)土屋架的1/10。
鋼結構重量輕,為其安裝、運輸提供(gong)了便利條(tiao)件,同時減輕基礎的負荷,降低地基、基礎部分的造價。
第三,材質均勻,和力學的假定比較符合
鋼材內部組織比較均勻,接近各向同性,且(qie)在一定的應力幅(fu)度內材料為彈性。因此,鋼結構實(shi)際受力情(qing)況和工程力學計算結果比較符合,在計算中采用的經驗公式不多,從而計算的不定性較小,計算結果比較可(ke)靠。另外,鋼材在冶煉(lian)和軋製過程中質量可(ke)以嚴格控製,材質波動性小。
第四,建騰鋼結構製作簡便,施工工期短
鋼結構所用材料都已軋製成各種型材,由型材加工而成的構件一般(ban)是(shi)在鋼結構廠(chang)製作,加工製作簡便,準確(que)度和精密(mi)度均較高。鋼構件較輕,連接簡單,安裝方便,施工機械化,周期短。鋼結構由螺(luo)栓連接的特性,易於加固、改建和拆遷。
第五,建騰鋼結構密(mi)閉(bi)性好(hao)
鋼結構的材料和焊接連接的水密(mi)性和氣密(mi)性較好(hao),適宜建造密(mi)閉(bi)的板殼結構,如高壓容器、油庫、氣櫃、管道等。
第六,建騰鋼結構抗震(zhen)性能(nen)好(hao)。
鋼結構由於自重輕和結構體係相對(dui)較柔,受到地震(zhen)作用小,鋼材又具(ju)有較高的抗拉和抗壓強度以及(ji)交(jiao)好(hao)的塑性和韌(ren)性,因此在國內外的曆次地震(zhen)中,鋼結構是(shi)損壞最輕的結構,已公認(ren)為是(shi)抗震(zhen)設防地區特別(bie)是(shi)強震(zhen)區的最合適結構。
第七,建騰鋼結構耐熱性好(hao)。
鋼材在250℃以內,鋼材性質變化小,鋼結構可(ke)用於溫度不高於250℃的場合。
但鋼結構也(ye)有以下缺(que)點(dian)
鋼結構耐腐蝕性差
鋼材容易腐蝕,對(dui)鋼結構必須(xu)注意防護,特別(bie)是(shi)薄壁構件,因此,處(chu)於較強腐蝕性介質內的建築物(wu)不宜采用鋼結構。鋼結構在塗油漆前應徹底除鏽,油漆質量和塗層厚度均應符合相關規(gui)範要(yao)求。在設計中應避免使(shi)結構受潮、漏雨,構造上應盡量避免存在於檢(jian)查(cha)、維修的死角。
新建造的鋼結構一般(ban)隔一定時間都要(yao)重新刷(shua)塗料,維護費用較高。目前國內外正(zheng)在發展各種高性能(nen)的塗料和不易鏽蝕的耐候鋼,鋼結構耐鏽蝕性差的問題有望得(de)到解決。
鋼結構不耐火(huo)
溫度超過250℃以內時,材質發生較大變化,不僅強度逐步降低,還(huai)會發生藍(lan)脆和徐變現象(xiang)。溫度達600℃時,鋼材進入(ru)塑性狀態不能(nen)繼(ji)續承載(zai)。
鋼結構可(ke)能(nen)發生脆性斷裂
鋼結構在低溫和某些(xie)條(tiao)件下,可(ke)能(nen)發生脆性斷裂,還(huai)有厚板的層狀撕裂,都應引起設計者的特別(bie)注意。
鋼材價格相對(dui)較貴
采用鋼結構後結構造價會略(lue)有增加,往(wang)往(wang)影(ying)響(xiang)業主的選擇。其實(shi)上部結構造價占工程總投資的比例很小。以高層建築為例,前者約為10%,後者則不到2%。顯然,結構造價單一因素不應作為決定采用何(he)種材料的依據。如果綜合考(kao)慮(lv)各種因素,尤其是(shi)工期優(you)勢,則鋼結構將(jiang)日益受到重視。
綜上所述,鋼材是(shi)可(ke)以持續發展的材料,從長(chang)遠(yuan)發展的觀點(dian),鋼結構將(jiang)有很好(hao)的發展前景(jing)。