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什么是鋼結(jié)構(gòu)
鋼材制成的結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)通常由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構(gòu)件組成;各構(gòu)件或部件之間采用焊縫、螺栓或鉚釘連接。有些鋼結(jié)構(gòu)還用鋼鉸線、鋼絲繩或鋼絲束以及鑄鋼等材料組成。
特點(diǎn) 鋼材的組織結(jié)構(gòu)均勻,接近于各向同性勻質(zhì)體,因而鋼結(jié)構(gòu)的理論計(jì)算結(jié)果比較符合實(shí)際受力情況;鋼材強(qiáng)度較高,彈性模量也高;鋼結(jié)構(gòu)塑性和韌性好、適宜于承受振動(dòng)和沖擊荷載;鋼材容重與強(qiáng)度的比值一般小于混凝土和木材,因而鋼結(jié)構(gòu)的重量輕;鋼結(jié)構(gòu)便于機(jī)械化制造,精確度較高,安裝方便,是工程結(jié)構(gòu)中工業(yè)化程度最高的一種結(jié)構(gòu);施工較快,可盡快地發(fā)揮投資的經(jīng)濟(jì)效益。鋼結(jié)構(gòu)的密封性較好,但耐銹蝕性較差,需要經(jīng)常維護(hù);耐火性也較差。
應(yīng)用范圍 鋼結(jié)構(gòu)常用于跨度大、高度大、荷載大、動(dòng)力作用大的各種工程結(jié)構(gòu)中,如工業(yè)廠房的承重骨架和吊車梁、大跨度的屋蓋結(jié)構(gòu)(圖1 西安臨潼秦俑展覽館鋼結(jié)構(gòu)屋蓋)、高層建筑的骨架、大跨度的橋梁、起重機(jī)結(jié)構(gòu)、塔架和桅桿結(jié)構(gòu)、石油化工設(shè)備的框架、工作平臺(tái)和海洋采油平臺(tái)、管道支架、水工閘門等;也常用于可裝拆搬遷的結(jié)構(gòu),如臨時(shí)性展覽館、建筑工地用房、混凝土模板等。輕型鋼結(jié)構(gòu)常用于小跨度輕屋面的各類房屋、自動(dòng)化高架倉庫等。此外,容器結(jié)構(gòu)、爐體結(jié)構(gòu)和大直徑管道等也常用鋼材制成。
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 各種鋼結(jié)構(gòu)均應(yīng)計(jì)算強(qiáng)度和穩(wěn)定性,必要時(shí)還應(yīng)驗(yàn)算剛度和疲勞強(qiáng)度等。
強(qiáng)度 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其連接的凈截面上的各項(xiàng)應(yīng)力均應(yīng)不超過鋼材的相應(yīng)設(shè)計(jì)強(qiáng)度。承受靜力荷載的受彎或拉彎、壓彎構(gòu)件,如滿足一定的構(gòu)造要求,計(jì)算強(qiáng)度時(shí)可以考慮截面塑性變形的發(fā)展。
穩(wěn)定性 軸心受壓構(gòu)件、偏心受壓構(gòu)件和受彎構(gòu)件有可能喪失整體穩(wěn)定,這些構(gòu)件的組成部件(腹板和翼緣等)也有可能喪失局部穩(wěn)定。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)驗(yàn)算這些構(gòu)件的整體穩(wěn)定及其部件的局部穩(wěn)定。必要時(shí)還應(yīng)驗(yàn)算整個(gè)結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定。
剛度 鋼結(jié)構(gòu)的整體和各組成構(gòu)件都有一定的剛度要求。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使其滿足規(guī)范規(guī)定的各項(xiàng)剛度要求,如變形和長細(xì)比等均應(yīng)不超過容許******值。
疲勞強(qiáng)度 對(duì)于直接承受重復(fù)作用的動(dòng)力荷載(見荷載)的鋼結(jié)構(gòu)或鋼構(gòu)件及其連接,當(dāng)應(yīng)力變化的循環(huán)次數(shù)頻繁時(shí),應(yīng)進(jìn)行疲勞計(jì)算,使其應(yīng)力幅度不超過相應(yīng)的容許應(yīng)力幅度。
鋼材 鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性,荷載特征,連接方法,工作溫度等不同情況,選擇適當(dāng)?shù)匿摬摹Mǔ2捎玫匿摬臑槠胀ǖ吞间摵推胀ǖ秃辖痄?,含碳量一般宜?.22%以下,否則將降低塑性和可焊性。對(duì)于承受較重荷載、特別是動(dòng)力荷載,以及處于低溫下的結(jié)構(gòu),常采用3號(hào)鎮(zhèn)靜鋼或16錳鋼、16錳橋鋼、15錳釩鋼等。
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