以鋼材制作為主的結構,是主要的建筑結構類型之一。鋼材的特點是強度高、自重輕、整體剛性好、變形能力強,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜;材料勻質性和各向同性好,屬理想彈性體,{zfh}一般工程力學的基本假定;材料塑性、韌性好,可有較大變形,能很好地承受動力荷載;建筑工期短;其工業化程度高,可進行機械化程度高的專業化生產;加工精度高、效率高、密閉性好,故可用于建造氣罐、油罐和變壓器等。其缺點是耐火性和耐腐性較差。主要用于重型車間的承重骨架、受動力荷載作用的廠房結構、板殼結構、高聳電視塔和桅桿結構、橋梁和倉庫等大跨度結構、高層和超高層建筑等。鋼結構今后應研究高強度鋼材,大大提高其屈服點強度;此外要軋制新品種的型鋼,例如H型鋼(又稱寬翼緣型鋼)和T形鋼以及壓型鋼板等以適應大跨度結構和超高層建筑的需要。鋼結構又分輕鋼和重鋼。判定沒有一個統一的標準,很多有經驗的設計師或項目經理也常常不能wq說明白,可以以一些數據綜合考慮并加以判斷。
另外還有無熱橋輕鋼結構體系,鋼結構建筑本身是不節能的,本技術用巧妙的特種連接件解決了建筑的冷熱橋問題;小桁架結構使電纜和上下水管道從墻里穿越,施工裝修都方便;mb節能是世界上{wy}的一家以冷彎薄壁型鋼建7層住宅的建筑體系。
鋼結構的材料選用原則
鋼結構的材料選用原則是保證承重結構的承載能力和防止在一定條件下出現脆性破壞,根據結構的重要性、荷載特征、結構形式、應力狀態、連接方法、鋼材厚度和工作環境等因素綜合考慮的。
《鋼結構設計規范》GB50017-2003提出的四種鋼材型號是“宜”使用的型號,是在條件許可時的首先選擇,并不禁止其它型號的使用,只要使用的鋼材滿足規范的要求即可。
主要鋼結構技術內容:
(A)高層鋼結構技術。根據建筑高度和設計要求分別采用框架、框架支撐、筒體和巨型框架結構,其構件可采用鋼、勁性鋼筋混凝土或鋼管混凝土。鋼構件質輕延性好,可采用焊接型鋼或軋制型鋼,適用于超高建層建筑;勁性鋼筋混凝土構件剛度大,防火性能好,適用于中高層建筑或底部結構;鋼管混凝土施工簡便,僅用于柱結構。
(B)輕鋼結構技術。伴隨著輕型彩色鋼板制成墻體和屋面圍護結構組成的新結構形式。由5mm以上鋼板焊接或軋制的大斷面薄壁H型鋼墻梁和屋面檁條,圓鋼制成柔性支持系統和高強螺栓連接構成的輕鋼結構體系,柱距可從6m到9m,跨度可達30m或更大,高度可達十幾米,并可設輕型吊四。用鋼量20~30kg/m2。現已有標準化的設計程序和專業化生產企業,產品質量好,安裝速度快,重量輕,投資少,施工不受季節限制,適用于各種輕型工業廠房。
(C)空間鋼結構技術。空間鋼結構自重輕、剛度大、造型美觀,施工速度快。以鋼管為桿件的球節點平板網架、多層變截面網架及網殼等是我國空間鋼結構用量{zd0}的結構型式。具有空間剛度大,用鋼量低的優點,在設計、施工和檢驗規程,并可提供完備的CAD****。除網架結構外,空間結構尚有大跨懸索結構、索膜結構等。
(D)高強度螺栓連接與焊接技術。高強螺栓是通過磨擦力來傳遞應力,由螺栓、螺母和墊圈三部分組成。高強螺栓連接施工簡便、拆除靈活、承載力高、抗疲勞性能和自鎖性好、安全性高等優點,工程中已取代了鉚接和部分焊接,成為鋼結構制作及安裝中的主要連接手段。在車間內制作的鋼構件,厚板應采用自動多絲弧埋焊,箱形柱隔板應采用熔咀電渣焊等技術。現場安裝施工中,應采用半自動焊技術和氣體保護焊藥芯焊絲及自保護藥芯焊絲技術。
(E)鋼混凝土組合結構技術。以型鋼或鋼管理與混凝土構件組成的梁、柱承重結構為鋼混組合結構,近年來應用范圍日益擴大。組合結構兼有鋼與混凝土兩者的優點,整體強度大、剛性好、抗震性能良好,當采用外包混凝土構造時,更具有良好的耐火和耐腐蝕性能。組合結構構件一般可降低用鋼量15~20%。組合樓蓋及鋼管混凝土構件,還具有少支模或不支模、施工方便快速的優點,推廣潛力較大。適用于隨較大荷載的多層或高層建筑的框架梁、柱及樓蓋,工業建筑柱和樓蓋等。
(F)鋼結構防護技術。鋼結構防護包括防火、防腐、防銹,一般是采用在防火涂料處理后無需再作防銹處理,但在有腐蝕氣體的建筑中尚需作防腐處理。國內防火涂料種類較多,如TN系列、MC-10等,其中MC-10防火涂料有醇酸磁漆、氯化橡膠漆、氟橡膠涂料及氯磺化涂料等。在施工中應根據鋼結構型式、耐火等級要求及環境要求選用合適的涂料及涂層厚度。