鋼結構的特點有哪些
1、材料強度高,自身重量輕。鋼材強(qiang)度較高,彈性模(mo)量(liang)也高。與混凝土和(he)木材相(xiang)比,其密度與屈服強(qiang)度的(de)(de)比值相(xiang)對較低(di),因而在同樣受力條(tiao)件(jian)下鋼(gang)結構(gou)的(de)(de)構(gou)件(jian)截面小(xiao),自(zi)重(zhong)(zhong)輕,便(bian)于(yu)運輸和(he)安裝,適于(yu)跨度大,高度高,承載重(zhong)(zhong)的(de)(de)結構(gou)。
2、鋼(gang)材(cai)韌性(xing),塑(su)性(xing)好(hao),材(cai)質均(jun)勻(yun)(yun),結(jie)(jie)構可靠性(xing)高。適于承受沖擊和動力(li)荷載,具有良(liang)好(hao)的(de)抗(kang)震性(xing)能(neng)。鋼(gang)材(cai)內部組織結(jie)(jie)構均(jun)勻(yun)(yun),近(jin)于各向同性(xing)勻(yun)(yun)質體。鋼(gang)結(jie)(jie)構的(de)實際工作性(xing)能(neng)比較(jiao)符(fu)合計算理論。所(suo)以(yi)鋼(gang)結(jie)(jie)構可靠性(xing)高。
3、鋼(gang)結(jie)構(gou)(gou)制造(zao)安裝(zhuang)機(ji)械(xie)(xie)化程度(du)高。鋼(gang)結(jie)構(gou)(gou)構(gou)(gou)件便(bian)于在工廠(chang)制造(zao)、工地拼裝(zhuang)。工廠(chang)機(ji)械(xie)(xie)化制造(zao)鋼(gang)結(jie)構(gou)(gou)構(gou)(gou)件成(cheng)品精度(du)高、生產效率高、工地拼裝(zhuang)速度(du)快、工期短。鋼(gang)結(jie)構(gou)(gou)是(shi)工業化程度(du)最高的一種結(jie)構(gou)(gou)。
4、鋼結(jie)構密(mi)(mi)(mi)封性能好(hao),由于焊接結(jie)構可以做到完全密(mi)(mi)(mi)封,可以作成氣密(mi)(mi)(mi)性,水(shui)密(mi)(mi)(mi)性均很好(hao)的(de)高(gao)壓容器,大型油池,壓力管(guan)道等。
5、鋼(gang)(gang)結構(gou)耐熱不(bu)耐火(huo),當溫度(du)在150℃以(yi)下時,鋼(gang)(gang)材(cai)性質變化(hua)很小。因而鋼(gang)(gang)結構(gou)適用(yong)于(yu)熱車(che)間,但結構(gou)表面(mian)受150℃左右的(de)熱輻射時,要采(cai)用(yong)隔熱板加(jia)以(yi)保護(hu)。溫度(du)在300℃-400℃時.鋼(gang)(gang)材(cai)強(qiang)度(du)和彈性模(mo)量均顯著下降,溫度(du)在600℃左右時,鋼(gang)(gang)材(cai)的(de)強(qiang)度(du)趨于(yu)零。在有(you)特殊(shu)防火(huo)需求(qiu)的(de)建筑中,鋼(gang)(gang)結構(gou)必(bi)須采(cai)用(yong)耐火(huo)材(cai)料加(jia)以(yi)保護(hu)以(yi)提高耐火(huo)等級。
6、鋼結構(gou)(gou)耐(nai)腐(fu)蝕性差,特別是在潮濕和腐(fu)蝕性介(jie)質的(de)環(huan)境中(zhong)(zhong),容易銹蝕。一般鋼結構(gou)(gou)要(yao)除銹、鍍鋅或(huo)涂料(liao),且要(yao)定期維護(hu)。對處于海(hai)水中(zhong)(zhong)的(de)海(hai)洋平臺(tai)結構(gou)(gou),需(xu)采用“鋅塊陽極保(bao)護(hu)”等特殊措施予(yu)以防腐(fu)蝕。
7、低碳(tan)、節能、綠色(se)環保,可(ke)重復利用。鋼結構建筑拆除幾乎不會產(chan)生建筑垃圾,鋼材可(ke)以回收(shou)再利用。
鋼結構的材料要求
1、強度
鋼(gang)材的強(qiang)(qiang)度(du)指(zhi)標(biao)由彈(dan)性(xing)極(ji)限(xian)σe,屈服極(ji)限(xian)σy,和抗拉(la)極(ji)限(xian)σu,設計(ji)時以(yi)鋼(gang)材的屈服強(qiang)(qiang)度(du)為基礎,屈服強(qiang)(qiang)度(du)高可(ke)以(yi)減輕結構的自(zi)重,節省鋼(gang)材,降低造價。抗拉(la)強(qiang)(qiang)度(du)σu即是鋼(gang)材破壞前所能承(cheng)受的最大應力,此時的結構因塑性(xing)變形(xing)很大而失去使用(yong)性(xing)能,但結構變形(xing)大而不垮(kua),應能夠滿(man)足結構抵抗罕遇(yu)地震的要求。
2、塑性
鋼材的塑性(xing)(xing)一般指應力(li)超過屈服點后,具有顯著(zhu)的塑性(xing)(xing)變(bian)形而不斷(duan)裂的性(xing)(xing)質。衡量鋼材塑性(xing)(xing)變(bian)形能(neng)力(li)的主要指標是伸(shen)長(chang)率δ和斷(duan)面收(shou)縮(suo)率ψ。
3、冷彎性能
鋼材的(de)(de)冷彎性能是(shi)衡量鋼材在常(chang)溫下彎曲(qu)(qu)(qu)加工產生塑(su)性變形時對產生裂紋的(de)(de)抵(di)抗(kang)能力。鋼材的(de)(de)冷彎性能是(shi)用冷彎實驗來檢驗鋼材承受規定彎曲(qu)(qu)(qu)程度的(de)(de)彎曲(qu)(qu)(qu)變形性能。
4、沖擊韌性
鋼材(cai)的(de)(de)(de)沖(chong)擊(ji)(ji)韌(ren)性是(shi)(shi)指鋼材(cai)在沖(chong)擊(ji)(ji)荷載作用(yong)下,斷裂過(guo)程(cheng)中(zhong)吸收(shou)機械動(dong)能的(de)(de)(de)一(yi)種能力,是(shi)(shi)衡量鋼材(cai)抵抗(kang)沖(chong)擊(ji)(ji)荷裁(cai)作用(yong),可能因低溫、應(ying)力集中(zhong),而(er)導致脆性斷裂的(de)(de)(de)一(yi)項機械性能。一(yi)般通過(guo)標(biao)(biao)準(zhun)試(shi)件的(de)(de)(de)沖(chong)擊(ji)(ji)試(shi)驗來獲得鋼材(cai)的(de)(de)(de)沖(chong)擊(ji)(ji)韌(ren)性指標(biao)(biao)。
5、焊接性能
鋼材(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)是(shi)指在—定的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)工藝(yi)條(tiao)件下(xia)(xia),獲得性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)良好的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)頭。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)可分(fen)為(wei)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)過(guo)程中的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)和使(shi)(shi)用性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)上的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)兩種(zhong)。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)過(guo)程中的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)是(shi)指焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)過(guo)程中焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)及焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)附近金屬不產生熱(re)(re)裂紋(wen)或(huo)冷卻不產生冷卻收(shou)縮裂紋(wen)的(de)(de)(de)(de)敏(min)感性(xing)(xing)(xing)。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)好,是(shi)指在一定焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)工藝(yi)條(tiao)件下(xia)(xia),焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)金屬和附近母(mu)材(cai)(cai)均不產生裂紋(wen)。使(shi)(shi)用性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)上的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)是(shi)指焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)處的(de)(de)(de)(de)沖擊韌(ren)性(xing)(xing)(xing)和熱(re)(re)影響區內延性(xing)(xing)(xing)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng),要求焊(han)(han)(han)(han)縫(feng)及熱(re)(re)影響區內鋼材(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)不低于母(mu)材(cai)(cai)的(de)(de)(de)(de)力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。我國采(cai)用焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)過(guo)程的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)試驗(yan)方法(fa),也采(cai)用使(shi)(shi)用性(xing)(xing)(xing)使(shi)(shi)用性(xing)(xing)(xing)質上的(de)(de)(de)(de)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)試驗(yan)方法(fa)。
6、耐久性
影響鋼材耐(nai)久(jiu)(jiu)性(xing)的(de)因素很多(duo)。首先是鋼(gang)(gang)材(cai)的(de)耐(nai)腐(fu)(fu)蝕(shi)性(xing)差,必須采(cai)取防護(hu)(hu)措施(shi),防止(zhi)鋼(gang)(gang)材(cai)腐(fu)(fu)蝕(shi)生銹。防護(hu)(hu)措施(shi)有:定期(qi)(qi)對鋼(gang)(gang)材(cai)油漆維護(hu)(hu),采(cai)用(yong)(yong)(yong)鍍鋅(xin)鋼(gang)(gang)材(cai),在(zai)有酸,堿(jian),鹽等(deng)強(qiang)腐(fu)(fu)蝕(shi)介質條件下(xia)(xia),采(cai)用(yong)(yong)(yong)特殊防護(hu)(hu)措施(shi),如海洋平臺結構(gou)采(cai)用(yong)(yong)(yong)“陽(yang)極(ji)保護(hu)(hu)”措施(shi)防止(zhi)導管架腐(fu)(fu)蝕(shi),在(zai)導管架上固定上鋅(xin)錠,海水電(dian)解質會自動先腐(fu)(fu)蝕(shi)鋅(xin)錠,從而達到(dao)保護(hu)(hu)鋼(gang)(gang)導管架的(de)功能(neng)。其次由于鋼(gang)(gang)材(cai)在(zai)高溫(wen)和長(chang)期(qi)(qi)荷載(zai)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)下(xia)(xia),其破壞(huai)強(qiang)度(du)比短(duan)期(qi)(qi)強(qiang)度(du)降低(di)較多(duo),故對長(chang)期(qi)(qi)高溫(wen)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)下(xia)(xia)的(de)鋼(gang)(gang)材(cai),要(yao)測定持久(jiu)(jiu)強(qiang)度(du)。鋼(gang)(gang)材(cai)隨時間推移會自動變硬、變脆、即“時效”現(xian)象。對低(di)溫(wen)荷載(zai)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)下(xia)(xia)的(de)鋼(gang)(gang)材(cai)要(yao)檢驗其沖(chong)擊韌性(xing)。