钢结构与其他建筑结构如混凝土结构、 砖石结构和木结构相比, 钢结构具有三个显著 特点:一是力学性能;二是物理性能,钢材是一种低碳建筑材料,可以循环利用;三是化学 性能,钢材的抗腐蚀性较差。具体如下:
1) 材料的强度高,塑性和韧性好。钢材和其他建筑材料诸如混凝土、砖石和木材相 比,强度要高得多。因此,特别适用于跨度大或荷载很大的构件和结构。钢材还具有塑性和 韧性好的特点。塑性好,结构在一般条件下不会因超载而突然断裂;韧性好,结构对动力荷 载的适应性强。良好的吸能性能和延性还使钢结构具有优越的抗震性能。
2) 材质均匀,和力学计算的假定比较符合。钢材内部组织比较接近于匀质和各向同 性体,而且在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的。因此,钢结构的实际受力情况和工程力 学计算结果比较符合。钢材在冶炼和扎制过程中质量可以严格控制,材质波动的范围小。
3) 钢结构制造简便,施工周期短。钢结构所用的材料单纯而且成材,加工比较简便, 并能使用机械操作。构件在工地拼装,可以采用安装简便的普通螺栓和高强螺栓,有时还可 以在地面拼装和焊接成较大的单元再行吊装,以缩短施工周期。
4) 钢结构的质量较轻。钢材的密度虽比混凝土等建筑材料的密度大,但钢结构却比钢 筋混凝土结构轻, 原因是钢材的强度与密度之比要比混凝土大得多。 以同样的跨度承受同样 的荷载, 钢屋架的质量最多不过钢筋混凝土屋架的 1/4~1/3,冷弯薄壁型钢屋架甚至接近 1/10, 为吊装提供了方便条件。对于需要远距离运输的结构,质量轻也是一个重要的有利条件。屋 盖结构的质量轻,对抵抗地震作用有利。
5) 钢材耐腐蚀性差。钢材耐腐蚀的性能比较差,必须对结构注意防护。尤其是暴露在 大气中的结构如桥梁, 更应该特别注意。 钢结构的这种性能使结构的维护费用比钢筋混凝土 结构的高。但近几年出现的耐候钢具有较好的抗锈蚀性能,已经逐步推广应用。
6) 钢材耐热但不耐火。钢材长期经受 100. C 有多大变化,具有一定的耐热性能;但 。 温度达到 150 C 用隔热层加以保护。钢材不耐火,重要结构必须注意采取防火措施。例如, 利用蛭石板、蛭石喷涂层或石膏板等加以防护。
建筑用钢材分类:
1、型钢类
型钢品种很多,是一种具有一定截面形状和尺寸的实心长条钢材。按其断面形状不同又分简单和复杂断面两种。前者包括圆钢、方钢、扁钢、 六角钢和角钢;后者包括钢轨、工字钢、槽钢、窗框钢和异型钢等。直径在6.5-9.0mm的小圆钢称线材。
角钢
角钢俗称角铁、是两边互相垂直成角形的长条钢材。有等边角钢和不等边角钢之分。等边角钢的两个边宽相等。其规格以边宽×边宽×边 厚的毫米数表示。如“∠30×30×3”,即表示边宽为30毫米、边厚为3毫米的等边角钢。也可用型号表示,型号是边宽的厘米数,如∠3#。型 号不表示同一型号中不同边厚的尺寸,因而在合同等单据上将角钢的边宽、边厚尺寸填写齐全,避免单独用型号表示。热轧等边角钢的规格为 2#-20#。
角钢可按结构的不同需要组成各种不同的受力构件,也可作构件之间的连接件。广泛地用于各种建筑结构和工程结构,如房梁、桥梁、输 电塔、起重运输机械、船舶、工业炉、反应塔、容器架以及仓库货架等。
圆钢
圆钢是指截面为圆形的实心长条钢材。其规格以直径的毫米数表示,如“ 50”即表示直径为 50毫米的圆钢。
圆钢分为热轧、锻制和冷拉三种。热轧圆钢的规格为5.5-250毫米。其中:5.5-25毫米的小圆钢大多以直条成捆供应,常用作钢筋、螺栓及 各种机械零件;大于25毫米的圆钢,主要用于制造机械零件或作无缝钢管坯。
螺纹钢
钢筋混凝土用钢筋是指钢筋混凝土配筋用的直条或盘条状钢材,其外形分为光圆钢筋和变形钢筋两种,交货状态为直条和盘圆两种。
光圆钢筋实际上就是普通低碳钢的小圆钢和盘圆。变形钢筋是表面带肋的钢筋,通常带有2道纵肋和沿长度方向均匀分布的横肋。横肋的外 形为螺旋形、人字形、月牙形3种。用公称直径的毫米数表示。变形钢筋的公称直径相当于横截面相等的光圆钢筋的公称直径。钢筋的公称直径 为8-50毫米,推荐采用的直径为8、12、16、20、25、32、40毫米。
钢筋在混凝土中主要承受拉应力。变形钢筋由于肋的作用,和混凝土有较大的粘结能力,因而能更好地承受外力的作用。钢筋广泛用于各 种建筑结构、特别是大型、重型、轻型薄壁和高层建筑结构。
槽钢
槽钢是截面为凹槽形的长条钢材。其规格表示方法,如120*53*5,表示腰高为120毫米,腿宽为53毫米的槽钢,腰厚为5毫米的槽钢,或称 12#槽钢。腰高相同的槽钢,如有几种不同的腿宽和腰厚也需在型号右边加a b c 予以区别,如25a# 25b# 25c#等。
槽钢分普通槽钢和轻型槽钢。热轧普通槽钢的规格为5-40#。经供需双方协议供应的热轧变通槽钢规格为6.5-30#。槽钢主要用于建筑结构 、车辆制造和其它工业结构,槽钢还常常和工字钢配合使用。
2、钢板类
是一种宽厚比和表面积都很大的扁平钢材。按厚度不同分薄板(厚度<4mm)、中板(厚度4-25mm)和厚板(厚度>25mm)三种。钢带包括在钢板 类内。
3、钢管类
是一种中空截面的长条钢材。按其截面形状不同可分圆管、方形管、六角形管和各种异形截面钢管。按加工工艺不同又可分无缝钢管和焊管钢 管两大类。
4、钢丝类
钢丝是线材的再一次冷加工产品。按形状不同分圆钢丝、扁形钢丝和三角形钢丝等。钢丝除直接使用外,还用于生产钢丝绳、钢纹线和其他制 品。