鋼結構
鋼結構是由鋼制材料組成的結構，是主要的建筑結構類型之一。在全球范圍內，特別是發(fā)達國家和地區(qū)，鋼結構在建筑工程領域中得到合理、廣泛的應用。鋼結構行業(yè)通常分為輕型鋼結構、高層鋼結構、住宅鋼結構、空間鋼結構和橋梁鋼結構五大子類。
鋼結構組成主要由型鋼和鋼板等制成的梁鋼、鋼柱、鋼桁架等構件組成，并采用硅烷化、純錳磷化、水洗烘干、鍍鋅等除銹防銹工藝。各構件或部件之間通常采用焊縫、螺栓或鉚釘連接。
鋼結構應用主要用于橋梁、建筑、燈塔、船類等領域。除鋼結構以外，還有木結構、混凝土結構、磚混結構等結構等。詳細>>
1、強度
鋼材的強度指標由彈性極限σe，屈服極限σy，和抗拉極限σu，設計時以鋼材的屈服強度為基礎，屈服強度高可以減輕結構的自重，節(jié)省鋼材，降低造價?！襲/σy值的大小，可以看作鋼材強度儲備的參數。
2、塑性
鋼材的塑性一般指應力超過屈服點后，具有顯著的塑性變形而不斷裂的性質。衡量鋼材塑性變形能力的主要指標是伸長率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生塑性變形時對產生裂紋的抵抗能力。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，斷裂過程中吸收機械動能的一種能力，是衡量鋼材抵抗沖擊荷裁作用，可能因低溫、應力集中，而導致脆性斷裂的一項機械性能。一般通過標準試件的沖擊試驗來獲得鋼材的沖擊韌性指標。
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。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，必須采取防護措施，防止鋼材腐蝕生銹。其次由于鋼材在高溫和長期荷載作用下，其破壞強度比短期強度降低較多，故對長期高溫作用下的鋼材，要測定持久強度。鋼材隨時間推移會自動變硬、變脆、即“時效”現象。對低溫荷載作用下的鋼材要檢驗其沖擊韌性。詳細>>
1、材料強度高，自身重量輕
鋼結構使用的鋼材強度較高，彈性模量也高。與混凝土和木材相比，其密度與屈服強度的比值相對較低，因而在同樣受力條件下鋼結構的構件截面小，自重輕，便于運輸和安裝，適于跨度大，高度高，承載重的結構。
2、鋼材韌性，塑性好，材質均勻，結構可靠性高
適于承受沖擊和動力荷載，具有良好的抗震性能。鋼材內部組織結構均勻，近于各向同性勻質體。鋼結構的實際工作性能比較符合計算理論。所以鋼結構可靠性高。
3、鋼結構制造安裝機械化程度高
鋼結構構件便于在工廠制造、工地拼裝。工廠機械化制造鋼結構構件成品精度高、生產效率高、工地拼裝速度快、工期短。鋼結構是工業(yè)化程度最高的一種結構。
4、鋼結構密封性能好
由于焊接結構可以做到完全密封，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、鋼結構耐熱不耐火
當溫度在150℃以下時，鋼材性質變化很小。因而鋼結構適用于熱車間，但結構表面受150℃左右的熱輻射時，要采用隔熱板加以保護。溫度在300℃ -400℃時.鋼材強度和彈性模量均顯著下降，溫度在600℃左右時，鋼材的強度趨于零。在有特殊防火需求的建筑中，鋼結構必須采用耐火材料加以保護以提高耐火等級。
6、鋼結構耐腐蝕性差
特別是在潮濕和腐蝕性介質的環(huán)境中，容易銹蝕。一般鋼結構要除銹、鍍鋅或涂料，且要定期維護。對處于海水中的海洋平臺結構，需采用“鋅塊陽極保護”等特殊措施予以防腐蝕。
7、低碳、節(jié)能、綠色環(huán)保，可重復利用
鋼結構建筑拆除幾乎不會產生建筑垃圾，鋼材可以回收再利用。詳細>>
判定結構為重鋼與輕鋼結構沒有一個統(tǒng)一的標準，但是可以以一些數據綜合考慮并加以判斷：
1、廠房行車起吊重量：大于等于25噸，可以認為為重鋼結構。
2、每平米用鋼量：大于等于50KG/㎡，可認為是重鋼結構。
3、主要構件鋼板厚度：大于等于10MM，輕鋼結構用的較少。
另外，還有一些參考值：如每平米造價，最大構件重量，最大跨度，結構形式，檐高等，以上這些在判斷廠房是否為重鋼或輕鋼時可以提供經驗數據，當然現在很多建筑都是輕、重鋼都有。但有一些我們可以較肯定的說是重鋼：如：石化廠房設施、電廠廠房、大跨度的體育場館、展覽中心，高層或超高層鋼結構。
實際上國家規(guī)范和技術文件都并沒有重鋼一說，為區(qū)別輕型房屋鋼結構，也許稱一般鋼結構為“普鋼”更合適。因為普通鋼結構的范圍很廣，可以包含各種鋼結構，不管荷載大小，甚至包括輕型鋼結構的許多內容，輕型房屋鋼結構技術規(guī)程只是針對其“輕”的特點而規(guī)定了一些更具體的內容，而且范圍只局限在單層門式剛架。
由此可見，輕鋼與重鋼之分不在結構本身的輕重，而在所承受的圍護材料的輕重，而在結構設計概念上還是一致的。詳細>>
焊縫連接
連接方法：鋼結構中的焊縫連接，主要采用電弧焊，即在構件連接處，借電弧產生的高溫，將置于焊縫部位的焊條或焊絲金屬熔化，而使構件連接在一起。
應用：屬剛接（可以承受彎矩），除了直接承受動力荷載的結構中，超低溫狀態(tài)下，均可采用焊縫連接。
螺栓連接
連接方法：高強度螺栓連接用特殊扳手擰緊高強度螺栓，對其施加規(guī)定的預拉力。
應用：屬鉸接（彎矩為零）一般情況下均可使用，特點是現場作業(yè)快，容易拆除，維修方便。
鉚釘連接
鉚接方法：鉚釘連接的施工程序，是先在被連接的構件上，制成比釘徑大1.0～1.5毫米的孔。然后將一端有半圓釘頭的鉚釘加熱到呈櫻桃紅色，塞入孔內，再用鉚釘槍或鉚釘機進行鉚合，使鉚釘填滿釘孔，并打成另一鉚釘頭。
應用：當結構受力較小的情況下使用。詳細>>
輕鋼結構房屋優(yōu)點
1、安全可靠
以鋼材為主要建材的住宅單位體積承載力高，較傳統(tǒng)的磚木和磚混技術更穩(wěn)定、更牢固，抗震性能、抗風性能、防水防火性能都要好，還擁有隔熱、隔音功能。鋼材具有很好的延性，能較好的消耗地震帶來的能量，所以抗震性能好，結構安全度高，保證了住宅的安全性。
2、建筑簡易，施工期短
所有構件均在工廠預制完成，現場只需簡單拼裝，從而大大縮短了施工周期，一座6000平方米的建筑物，只需40天即可基本安裝完成。
3、經久耐用，易于維修
通用電腦設計而成的鋼結構建筑可以抗拒惡劣氣候，并且只需簡單保養(yǎng)。
4、美觀實用
鋼結構建筑線條簡潔流暢，具有現代感。彩色墻身板有多種顏色可供選擇，墻體也可采用其它材料，因而更具有靈活性。
5、綠色環(huán)?？沙掷m(xù)
所有住宅都有一定的使用壽命，一般磚混結構的住宅拆除的原材料無法再利用，而且會產生大量垃圾污染環(huán)境。鋼結構住宅的鋼材可以100%回收，實現循環(huán)利用，建造和拆除時對環(huán)境污染較少，符合住宅產業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的要求。
輕鋼結構房屋缺點
1、造價比傳統(tǒng)磚混和鋼混相對來說要高一些。
2、鋼結構住宅以其特有的鋼骨架和墻體，屋面等材料以及標準化、定型化的內部布局和配套設施，很難適應群眾對住房可“任意處理”的習慣。
3、鋼材的腐蝕：必須采用鍍鋁鋅鋼，才能最大程度的防腐，主體鋼結構才能達到50年。
4、對新型材料要求比較多，鋼住宅的結構配隔熱保溫等材料，將普遍采用輕質的新型建筑材料等。詳細>>
鋼結構房屋的使用壽命，一般在50-70年左右。
如果在使用過程中，能夠保障材料不出現銹蝕，不會有較強的外力作用，其使用壽命甚至可達90年左右。在國家相關規(guī)范中，沒有對鋼結構的建筑使用年限做具體要求，但是在結構設計的時候，按照荷載規(guī)范基本上是采用50年為基本周期的荷載統(tǒng)計值的，即是說，正常設計鋼結構在50年內出現因荷載過大而破壞的概率極小。詳細>>
1、定期防銹防腐保護
一般鋼結構在設計使用年限中為50-70年，在鋼結構使用過程中因超荷載使用而遭到破壞的幾率很小。大多數鋼結構損壞都是由銹蝕造成結構力學性能和物理性能降低產生的，《鋼結構設計規(guī)范》中對使用超過25年的鋼結構防腐有一定要求。所以要求鋼結構外部的涂裝保護應當滿足鋼結構的使用要求，一般情況下鋼結構需3年進行一歡維護保養(yǎng)(清理鋼結構中塵埃、銹蝕及其他污物后再刷涂料)。油漆的品種、規(guī)格應與原有涂料相同，否則兩種涂料達不到相容會帶來更大的危害，用戶要做到有計劃地定期維護和保養(yǎng)。
防止鋼結構生銹方法：在后期的維護與保養(yǎng)過程中，非金屬的涂層保護法尤為常用。在構件表面采用涂料、塑料保護起來，不使其和周圍的腐蝕介質相接觸，以此來達到防腐的目的。此法效果好，價格低廉，而且涂料品種多，供選擇范圍廣，適用性強，不受構件形狀和大小限制，能隨著構件表面的任何形狀成膜，附著牢固，溫度變化時還能隨著構件伸縮，使用方便。還可以給予構件以外觀美麗的顏色。
2、定期防火處理保護
鋼材的耐溫性較差，其許多性能隨溫度升降而變化，當溫度達到430-540℃之間時，鋼材的屈服點、抗拉強度和彈性模量將急劇下降，失去承載能力。必須用耐火材料對鋼結構進行必要的維護。以前未采用防火涂料或防火漆處理。建筑物的耐火能力取決于建筑構件耐火性能的好壞，在火災發(fā)生時其承載能力應能延續(xù)一定時間，使人們能安全疏散、搶救物資和撲滅火災。
防火措施為：所以外露鋼構件刷防火涂料，具體要求是：鋼梁耐火時間為1.5h，鋼柱耐火時間為2.5h，使其符合建筑規(guī)范要求。
3、定期變形監(jiān)測維護
鋼結構生銹對構件破壞不僅表現為對構件有效截面的減薄上，還表現為構件表面產生的“銹坑”。前者使構件承載力下降，導致鋼結構整體承載力的下降，對薄壁型鋼和輕型鋼結構尤為嚴重。后者使得鋼結構產生“應力集中”現象，當鋼結構在沖擊荷載或交變荷載作用下，可能會突然發(fā)生脆性斷裂。而發(fā)生這個現象時沒有任何變形征兆，事先不容易察覺和預防。為此，對鋼結構和主要構件進行應力、變形和裂紋監(jiān)測非常重要。
變形監(jiān)測處理：鋼結構在使用階段如果產生過大的變形，則表明鋼結構的承載能力或穩(wěn)定性已經不能滿足使用需要。此時，應引起業(yè)主的足夠重視，迅速組織有關業(yè)內人士，分析產生變形原因。提出治理方案并馬上實施，以防鋼結構工程產生更大的破壞。
4、其他病害的定期檢查與維護
對鋼結構工程進行日常管理和維護時，除應注意對銹蝕病害的檢查外，還應注意對以下幾個方面進行檢查：
（1）焊縫、螺栓、鉚釘等連接處是否出現裂縫、松動、斷裂等現象。
（2）各桿件、腹板、連接板等構件是否出現局部變形過大，有無損傷現象。
（3）整個結構變形是否異常，有無超出正常的變形范圍。
日常管理檢查維護：為了及時發(fā)現上述病害和異常現象,避免造成嚴重后果，業(yè)主必須定期對鋼結構進行周密的檢查。在掌握其發(fā)展變化情況的同時，應找出病害和異?，F象形成的原因，必要時通過正確的理論分析，得出其對鋼結構的強度、剛度、穩(wěn)定性的影響程度，采取合理措施加以治理。詳細>>
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