2015-07-08
鋼結構是由鋼材建造而成,從鋼結構的使用和材料特性上可歸納出鋼結構的特點如下。
1、強度高、相對重量輕
設結構材料的質量密度為?,材料強度為ƒ。以建筑鋼、木材和鋼筋混凝土為例,分別計算它們的密度和強度的比值。
由三種材料的α值大小的比較可以看出,剛才的α值最小。這說明,作為承力材料,剛才的強度最高,質量最輕。因此在工程結構中使用剛才可節省材料。
若采用鋼筋混凝土、普通型鋼和冷彎薄壁型這三種材料來設計一個跨度相同、承載相同的平面屋架,則鋼筋混凝土屋架最重,普通型剛屋架較輕(約為鋼筋混凝土屋架重量的1/3~1/4)而冷彎薄壁型鋼屋架最輕(僅為鋼筋混凝土屋架重量的1/10)。通過屋架設計這個例子可以看出,同樣采用鋼材,如鋼材的形式不同(普通型鋼和冷彎薄壁型剛),所設計出的結構重量也會有很大差別。
鋼結構的質量輕,基礎荷載小,可降低基礎工程造價,也使吊裝和運輸的工作量降低。
由于鋼材的強度高,因此鋼結構適用于大跨、高聳結構,以及承載很大的重型結構。但其材料強度常常不能得到充分發揮,這是因為在構件設計時,按照強度條件計算所需的截面較小,而照穩定條件或剛度條件計算所需的構件截面較大。
2、塑性、韌性好
塑性好:鋼結構在通常條件下不會因超載而突然斷裂,破壞前有較明顯的變形,容易被發現。剛才良好的塑性可降低局部高峰應力,使應力分布變化趨緩。
韌性好:鋼結構適宜在動力荷載下工作,因此在地震區采用鋼結構較為有利。
3、材質均勻,比較符合力學計算假定
剛才由于冶煉和軋制過程的科學控制,其內部結構組織比較均勻,接近于各種同性,符合理想的彈性-塑性體。因此,計算上不定性較小,計算結果比較可靠。
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