一級(jí)建筑師考試建筑結(jié)構(gòu)輔導(dǎo)講義：鋼結(jié)構(gòu)1

一、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用范圍

    鋼結(jié)構(gòu)通常由鋼板和型鋼等制成的柱、梁、桁架、板等構(gòu)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(jié)構(gòu)之一。

    (一)鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

    和其他材料的結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)具有如下特點(diǎn)：

    1．鋼材的強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)的重量輕

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

    2．鋼材的塑性韌性好

    鋼材的塑性好，結(jié)構(gòu)在一般情況下不會(huì)因偶然超載或局部超載而突然斷裂。鋼材的韌性好，使結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)荷載的適應(yīng)性較強(qiáng)。

    3．鋼材的材質(zhì)均勻，可靠性高

    鋼材內(nèi)部組織均勻，各向同性。鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能與所采用的理論計(jì)算結(jié)果符合程度好，因此，結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的連接大為簡化，適應(yīng)于制造各種復(fù)雜形狀的結(jié)構(gòu)。

    5．鋼結(jié)構(gòu)制作、安裝的工業(yè)化程度高  

    鋼結(jié)構(gòu)的制作主要是在專業(yè)化金屬結(jié)構(gòu)廠進(jìn)行，因而制作簡便，精度高。制成的構(gòu)件運(yùn)到現(xiàn)場安裝，裝配化程度高，安裝速度快，工期短。

    6．鋼結(jié)構(gòu)的密封性好   

    鋼材內(nèi)部組織很致密，當(dāng)采用焊接連接，甚至采用鉚釘或螺栓連接時(shí)，都容易做到密不滲漏。

    7．鋼結(jié)構(gòu)耐熱，不耐火

    當(dāng)鋼材表面溫度在150℃以內(nèi)寸，鋼材的強(qiáng)度變化很小，因此鋼結(jié)構(gòu)適用于熱車間。當(dāng)溫度超過150℃時(shí)，其強(qiáng)度明顯下降。當(dāng)溫度達(dá)到500―600℃時(shí)，強(qiáng)度幾乎為零。所以，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的耐火時(shí)間較短，會(huì)發(fā)生突然的坍塌。對(duì)有特殊要求的鋼結(jié)構(gòu)，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(zhì)環(huán)境中容易銹蝕，需要定期維護(hù)，增加了維護(hù)費(fèi)用。

    (二)鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍

    1．大跨度結(jié)構(gòu)

    結(jié)構(gòu)跨度越大，自重在全部荷載中所占比重也就越大，減輕結(jié)構(gòu)自重可以獲得明顯的經(jīng)濟(jì)效果、鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高而重量輕，特別適合于大跨結(jié)構(gòu)，如大會(huì)堂、體育館、飛機(jī)裝配車間以及鐵路、公路橋梁等。

    2．重型工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)

    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(jié)構(gòu)(如鋼屋架、鋼吊車梁)或全部采用鋼結(jié)構(gòu)(如冶金廠的平爐車間，重型機(jī)器廠的鑄鋼車間，造船廠的船臺(tái)車間等)：

    3．受動(dòng)力荷載影響的結(jié)構(gòu)

    設(shè)有較大鍛錘或產(chǎn)生動(dòng)力作用的廠房，或?qū)拐鹦阅芤蟾叩慕Y(jié)構(gòu)，宜采用鋼結(jié)構(gòu)，因鋼材有良好的韌性。

    4．高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)

    當(dāng)房屋層數(shù)多和高度大時(shí)，采用其他材料的結(jié)構(gòu)，給設(shè)計(jì)和施工增加困難、因此，高層建筑的骨架宜采用鋼結(jié)構(gòu)。

    高聳結(jié)構(gòu)包括塔架和桅桿結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)。

    5．可拆卸的移動(dòng)結(jié)構(gòu)

    需要搬遷的結(jié)構(gòu)，如建筑工地生產(chǎn)和生活用房的骨架，臨時(shí)性展覽館等，用鋼結(jié)構(gòu)最為適宜，因鋼結(jié)構(gòu)重量輕，而且便于拆裝。

    6，容器和其他構(gòu)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(fēng)爐、高爐等。 此外，經(jīng)常使用的還有皮帶通廊棧橋、管道支架等鋼構(gòu)筑物。

    7．輕型鋼結(jié)構(gòu)

    當(dāng)荷載較小時(shí)，小跨度結(jié)構(gòu)的自重也就成為一個(gè)重要因素，這時(shí)采用鋼結(jié)構(gòu)較為合理。這類結(jié)構(gòu)多用圓鋼、小角鋼或冷彎薄壁型鋼制作。

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