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鋼結構的特點及技術要求
發布時間:2024/06/05 閱讀次數:1287
  鋼結構建筑是以建筑鋼材構成承重結構的建筑。通常由型鋼和鋼板制成的梁、柱、桁架等構件構成承重結構,其與屋面、樓面和墻面等圍護結構共同組成建筑物。
  
  一、鋼結構的特點
  
  建筑型鋼通常指熱軋成型的角鋼、槽鋼、工字鋼、H型鋼和鋼管等。由其構件構成承重結構的建筑稱型鋼結構建筑。另外由薄鋼板冷軋成型的、卷邊或不卷邊的L形、U形、Z形和管形等薄壁型鋼,以及其與小型鋼材如角鋼、鋼筋等制成的構件所形成的承重結構建筑,一般稱輕型鋼結構建筑。還有采用鋼索的懸索結構建筑等,也屬于鋼結構建筑。
  
  鋼結構具有以下主要優點:
  
  (1)材料強度高,自重輕,塑性和韌性好,材質均勻;
  
  (2)便于工廠生產和機械化施工,便于拆卸,施工工期短;
  
  (3)具有優越的抗震性能;
  
  (4)無污染、可再生、節能、安全,符合建筑可持續發展的原則,可以說鋼結構的發展是21世紀建筑文明的體現。
  
  鋼結構的缺點是易腐蝕,需經常油漆維護,故維護費用較高。鋼結構的耐火性差,當溫度達到250℃時,鋼結構的材質將會發生較大變化;當溫度達到500℃時,結構會瞬間崩潰,完全喪失承載能力。
  
  二、鋼結構的技術要求
  
  1.鋼結構設計應括的內容
  
  (1)結構方案設計,包括結構選型、構件布置;
  
  (2)材料選用;
  
  (3)作用及作用效應分析;
  
  (4)結構的極限狀態驗算;
  
  (5)結構、構件及連接的構造;
  
  (6)抗火設計;
  
  (7)制作、安裝、防腐和防火等要求;
  
  (8)滿足特殊要求結構的專門性能設計。
  
  2.鋼結構應按承載能力極限狀態和正常使用極限狀態進行設計
  
  (1)承載能力極限狀態包括:構件或連接的強度破壞、疲勞破壞、脆性斷裂、因過度變形而不適用于繼續承載,結構或構件喪失穩定、結構轉變為機動體系和結構傾覆;
  
  (2)正常使用極限狀態包括:影響結構、構件或非結構構件正常使用或外觀的變形,影響正常使用的振動,影響正常使用或耐久性能的局部損壞(包括混凝土裂縫)。
  
  3.預應力鋼結構的設計應包括預應力施工(單次或多次預應力方案)階段和使用階段的各種工況。應對結構、構件和節點進行強度、剛度和穩定性計算。預應力索膜結構設計應包括找形分析、荷載分析及裁剪分析三個相互制約的過程,必要時還應進行施工過程分析。對于使用階段需要換索的工況,在計算、構造及施工方案上應預先考慮。
  
  4.設計鋼結構時,應從工程實際出發,合理選擇材料、結構方案和構造措施,滿足結構構件在運輸、安裝和使用過程中的強度、穩定性和剛度要求,并符合防火、防腐蝕要求。宜優先采用通用的和標準化的結構和構件,減少制作、安裝工作量。
  
  5.鋼結構的構造應便于制作、運輸、安裝、維護并使結構受力簡單明確,減少應力集中,避免材料三向受拉。以受風載為主的空腹結構,應盡量減少受風面積。鋼結構設計應考慮制作、運輸和安裝的經濟合理與施工方便。
  
  6.在鋼結構設計文件中,應注明建筑結構設計使用年限、鋼材牌號、連接材料的型號(或鋼號)、設計所需的附加保證項目和所采用的規范。此外,還應注明所要求的焊縫形式、焊縫質量等級、端面刨平頂緊部位、鋼結構防護要求及措施、對施工的要求。對抗震設防的鋼結構,關鍵連接部位應注明其連接的細部構造、尺寸,同時注明在塑性耗能區采用鋼材的最大允許屈服應力。
  

  7.鋼結構設計應考慮施工措施和施工過程對結構的影響。當施工方法或順序對主體結構的內力和變形有較大影響時,應進行施工階段分析驗算。鋼結構的安裝連接應采用傳力可靠、制作方便、連接簡單、便于調整的構造形式并應考慮臨時定位措施。

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