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特点
1、材料强度高,自身重量轻
钢材强度较高,弹性模量也高。与混凝土和木材相比,其密度与屈服强度的比值相对较低,因而在同样受力条件下钢结构的构件截面小,自重轻,便于运输和安装,适于跨度大,高度高,承载重的结构。
2、钢材韧性,塑性好,材质均匀,结构可靠性高
适于承受冲击和动力荷载,具有良好的抗震性能。钢材内部组织结构均匀,近于各向同性匀质体。钢结构的实际工作性能比较符合计算理论。所以钢结构可靠性高。
3、钢结构制造安装机械化程度高
钢结构构件便于在工厂制造、工地拼装。工厂机械化制造钢结构构件成品精度高、生产效率高、工地拼装速度快、工期短。钢结构是工业化程度的一种结构。
4、钢结构密封性能好
由于焊接结构可以做到完全密封,可以作成气密性,水密性均很好的高压容器,大型油池,压力管道等。
5、钢结构耐热不耐火
当温度在150℃以下时,钢材性质变化很小。因而钢结构适用于热车间,但结构表面受150℃左右的热辐射时,要采用隔热板加以保护。温度在300℃ -400℃时.钢材强度和弹性模量均显著下降,温度在600℃左右时,钢材的强度趋于零。在有特殊防火需求的建筑中,钢结构必须采用耐火材料加以保护以提高耐火等级。
6、钢结构耐腐蚀性差
特别是在潮湿和腐蚀性介质的环境中,容易锈蚀。一般钢结构要除锈、镀锌或涂料,且要定期维护。对处于海水中的海洋平台结构,需采用“锌块阳极保护”等特殊措施予以防腐蚀。
7、低碳、节能、绿色环保,可重复利用
钢结构建筑拆除几乎不会产生建筑垃圾,钢材可以回收再利用。
钢结构在使用过程中会受到各种形式的作用(荷载、基础不均匀沉降、温度等),所以要求钢材应具有良好的机械性能(强度、塑性、韧性)和加工性能(冷热加工和焊接性能),以保证结构安全可靠。钢材的种类很多,符合钢结构要求的只是少数几种,如碳素钢中的Q235,低合金钢中的l6Mn,用于高强螺栓的20锰钒钢(20MnV)等。 [2]
安装要点
(1) 摩擦系数:其中F为抗滑移试验所测得的使试件产生初始 滑移的力,nf为摩擦面数, 为与F对应的高强螺栓拧紧预拉力实测 值之和。
(2) 扭矩系数:其中d为高强螺栓公称直径(mm),M为施加扭矩值(N﹒M ),P为螺栓预紧力。10.9级高强度大六角螺栓连接必须保证扭矩系数K的平均值为0.110~0.150。其标准偏差应小于等于0.010。
(3) 初拧扭矩:为了缩小螺栓紧固过程中钢板变形的影响,可用二次拧紧来减小先后拧紧螺栓之间的相互影响。高强螺栓次拧为初拧,使其轴力宜达到标准轴力的60%~80%。
(4) 终拧扭矩:高强螺栓后紧固用的扭矩为终拧扭矩。考虑各种预应力的损失,终拧扭矩一般比按设计预拉力作理论计算的扭矩值大5%~10%。
钢结构建筑的特点与性能
钢结构是一种结构强度高、优点多的建筑结构。目前环境发展迅速,各行业都能看到钢结构建筑的出现。下面介绍钢结构厂房的特点。
高强度:与其他传统结构相比,钢结构比混凝土结构、砖混结构和木结构更强。在相同的设计条件下,钢结构构件重量轻,截面相对较小,钢结构特别适用于大跨度建筑。我们看到一些大型厂房几乎都是钢结构厂房。
重量轻:同等尺度下,钢结构厂房屋架重量仅为混凝土的1/4 ~ 1/3,甚至是冷弯薄壁型钢屋架的1/10。这么轻的重量可以减少地震作用的力,所以钢结构厂房具有抗震性能。
钢结构建筑的特点与性能(图1)
可塑性和韧性好:钢结构厂房的原材料为钢材。钢的内部结构非常均匀,接近各向同性,具有良好的塑性和韧性,不会因外力而突然断裂,如地震等自然灾害。
工业化:钢结构厂房的特点是工业化。钢结构的施工过程通常是在工厂制造所有需要的部件,然后运输到现场组装。工业化还可以控制质量,提高钢结构的安全性能。
节能环保:为什么钢结构厂房被认为是节能环保建筑?熟悉建筑的人都知道,钢结构是绿色建筑的代表,钢结构厂房使用的彩钢夹芯板也是节能建材。绿色环保的另一个体现是在整个钢结构施工中采用干燥作业,避免混凝土潮湿结构造成的环境污染。