鋼結(jié)構(gòu)的特點
編輯：2021-08-06 14:21:52
鋼結(jié)構(gòu)是由鋼制材料組成的結(jié)構(gòu)，是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。結(jié)構(gòu)主要由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構(gòu)件組成，并采用硅烷化、純錳磷化、水洗烘干、鍍鋅等除銹防銹工藝。各構(gòu)件或部件之間通常采用焊縫、螺栓或鉚釘連接。因其自重較輕，且施工簡便，廣泛應(yīng)用于大型廠房、場館、超高層等領(lǐng)域。鋼結(jié)構(gòu)容易銹蝕，一般鋼結(jié)構(gòu)要除銹、鍍鋅或涂料，且要定期維護(hù)。
鋼結(jié)構(gòu)具有如下特點：
1材料強(qiáng)度高，自身重量輕
鋼材強(qiáng)度較高，彈性模量也高。與混凝土和木材相比，其密度與屈服強(qiáng)度的比值相對較低，因而在同樣受力條件下鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面小，自重輕，便于運輸和安裝，適于跨度大，高度高，承載重的結(jié)構(gòu)。
2鋼材韌性，塑性好，材質(zhì)均勻，結(jié)構(gòu)可靠性高
適于承受沖擊和動力荷載，具有良好的抗震性能。鋼材內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)均勻，近于各向同性勻質(zhì)體。鋼結(jié)構(gòu)的實際工作性能比較符合計算理論。所以鋼結(jié)構(gòu)可靠性高。
3鋼結(jié)構(gòu)制造安裝機(jī)械化程度高
鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件便于在工廠制造、工地拼裝。工廠機(jī)械化制造鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件成品精度高、生產(chǎn)效率高、工地拼裝速度快、工期短。鋼結(jié)構(gòu)是工業(yè)化程度最高的一種結(jié)構(gòu)。
4鋼結(jié)構(gòu)密封性能好
由于焊接結(jié)構(gòu)可以做到完全密封，可以作成氣密性，水密性均很好的高壓容器，大型油池，壓力管道等。
5鋼結(jié)構(gòu)耐熱不耐火
當(dāng)溫度在150℃以下時，鋼材性質(zhì)變化很小。因而鋼結(jié)構(gòu)適用于熱車間，但結(jié)構(gòu)表面受150℃左右的熱輻射時，要采用隔熱板加以保護(hù)。溫度在300℃ -400℃時.鋼材強(qiáng)度和彈性模量均顯著下降，溫度在600℃左右時，鋼材的強(qiáng)度趨于零。在有特殊防火需求的建筑中，鋼結(jié)構(gòu)必須采用耐火材料加以保護(hù)以提高耐火等級。
6鋼結(jié)構(gòu)耐腐蝕性差
特別是在潮濕和腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中，容易銹蝕。一般鋼結(jié)構(gòu)要除銹、鍍鋅或涂料，且要定期維護(hù)。對處于海水中的海洋平臺結(jié)構(gòu)，需采用"鋅塊陽極保護(hù)"等特殊措施予以防腐蝕。
7低碳，節(jié)能，綠色環(huán)保，可重復(fù)利用
鋼結(jié)構(gòu)建筑拆除幾乎不會產(chǎn)生建筑垃圾，鋼材可以回收再利用。
鋼結(jié)構(gòu)常見的性能指標(biāo)如下：
1強(qiáng)度
鋼材的強(qiáng)度指標(biāo)由彈性極限σe，屈服極限σy，和抗拉極限σu，設(shè)計時以鋼材的屈服強(qiáng)度為基礎(chǔ)，屈服強(qiáng)度高可以減輕結(jié)構(gòu)的自重，節(jié)省鋼材，降低造價。抗拉強(qiáng)度σu即是鋼材破壞前所能承受的最大應(yīng)力，此時的結(jié)構(gòu)因塑性變形很大而失去使用性能，但結(jié)構(gòu)變形大而不垮，滿足結(jié)構(gòu)抵抗罕遇地震時的要求。‘σu/σy值的大小，可以看作鋼材強(qiáng)度儲備的參數(shù)。
2塑性
鋼材的塑性一般指應(yīng)力超過屈服點后，具有顯著的塑性變形而不斷裂的性質(zhì)。衡量鋼材塑性變形能力的主要指標(biāo)是伸長率δ和斷面收縮率ψ。
3冷彎性能
鋼材的冷彎性能是衡量鋼材在常溫下彎曲加工產(chǎn)生塑性變形時對產(chǎn)生裂紋的抵抗能力。鋼材的冷彎性能是用冷彎實驗來檢驗鋼材承受規(guī)定彎曲程度的彎曲變形性能。
4沖擊韌性
鋼材的沖擊韌性是指鋼材在沖擊荷載作用下，斷裂過程中吸收機(jī)械動能的一種能力，是衡量鋼材抵抗沖擊荷載作用，可能因低溫、應(yīng)力集中，而導(dǎo)致脆性斷裂的一項機(jī)械性能。一般通過標(biāo)準(zhǔn)試件的沖擊試驗來獲得鋼材的沖擊韌性指標(biāo)。
5焊接性能
鋼材的焊接性能是指在一定的焊接工藝條件下，獲得性能良好的焊接接頭。焊接性能可分為焊接過程中的焊接性能和使用性能上的焊接性能兩種。焊接過程中的焊接性能是指焊接過程中焊縫及焊縫附近金屬不產(chǎn)生熱裂紋或冷卻不產(chǎn)生冷卻收縮裂紋的敏感性。 焊接性能好，是指在一定焊接工藝條件下，焊縫金屬和附近母材均不產(chǎn)生裂紋。使用性能上的焊接性能是指焊縫處的沖擊韌性和熱影響區(qū)內(nèi)延性性能，要求焊縫及熱影響區(qū)內(nèi)鋼材的力學(xué)性能不低于母材的力學(xué)性能。我國采用焊接過程的焊接性能試驗方法，也采用使用性使用性質(zhì)上的焊接性能試驗方法。
6耐久性
影響鋼材耐久性的因素很多。首先是鋼材的耐腐蝕性差，必須采取防護(hù)措施，防止鋼材腐蝕生銹。防護(hù)措施有：定期對鋼材油漆維護(hù)，采用鍍鋅鋼材，在有酸，堿，鹽等強(qiáng)腐蝕介質(zhì)條件下，采用特殊防護(hù)措施，如海洋平臺結(jié)構(gòu)采用“陽極保護(hù)”措施防止導(dǎo)管架腐蝕，在導(dǎo)管架上固定上鋅錠，海水電解質(zhì)會自動先腐蝕鋅錠，從而達(dá)到保護(hù)鋼導(dǎo)管架的功能。其次由于鋼材在高溫和長期荷載作用下，其破壞強(qiáng)度比短期強(qiáng)度降低較多，故對長期高溫作用下的鋼材，要測定持久強(qiáng)度。鋼材隨時間推移會自動變硬、變脆、即“時效”現(xiàn)象。對低溫荷載作用下的鋼材要檢驗其沖擊韌性。