钢材与混凝土和木材比较,虽然容重较大,但由于强度(STRENGTH)很高,容重与屈服点的比值相对较低。因此,在承载力相同的条件下,钢结构与钢筋混凝土结构、木结构相比,构件体积小,结构重量轻,运输和安装方便。例如,当跨度和荷载相同时,普通钢屋架的重量仅为钢筋混凝土屋架重量的1/3 ~1/4。若采用薄壁型钢屋架则更轻。所以钢结构特别适用于跨度大、建筑物高、荷载重的结构,也适用于要求装拆和移动的结构。
(2)材质均匀,有良好的塑性和韧性
与钢筋混凝土和木材相比,钢材的内部组织比较均匀,各个方向的物理力学性能基本相同,可视为各向同性材料,钢材的弹性模量大具有良好的塑性和韧性。这些物理力学性能,符合目前所采用的计箅方法和结构分析中的基本假定,所以钢结构的实际受力情况与结构分析结果接近,在使用中***。
钢材的韧性是钢材在塑性变形和断裂的过程中吸收能量的能力,也是表示钢材抵抗冲击荷载的能力,它是强度与塑性的综合表现。
钢材韧性通过冲击试验,测定冲击功来表示。
钢结构设计规范对钢材的冲击韧性ak有常温和负温要求的规定。选用钢材时,根据结构的使用情况和要求提出相应温度的冲击韧性指标要求。
钢材的可焊性是指在一定工艺和结构条件下,钢材经过焊接能够获得良好的焊接接头的性能。
可焊性分为施工上的可焊性和使用性能上的可焊性。
施工上的可焊性指对产生裂纹的敏感性,使用性能上的可焊性是指焊接构件在焊接后的力学性能是否低于母材。
容器和其他构筑物
冶金、石油、化工企业中大量采用钢板做成的容器结构,包括油罐、煤气罐、高炉、热风炉等。此外,经常使用的还有皮带通廊栈桥、管道支架、锅炉支架等其他钢构筑物,海上采油平台也大都采用钢结构。
轻型钢结构
钢结构重量轻不仅对大跨结构有利,对屋面活荷载特别轻的小跨结构也有***性。因为当屋面活荷载特别轻时,小跨结构的自重也成为一个重要因素。冷弯薄壁型钢屋架在一定条件下的用钢量可比钢筋混凝土屋架的用钢量还少。轻钢结构的结构形式有实腹变截面门式刚架、冷弯薄壁型钢结构(包括金属拱形波纹屋盖)以及钢管结构等。
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