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1、第一章 绪论1.2 钢结构的特点和应用1.2 钢结构的特点和应用1.轻质高强 2.匀质等向体6.制造工厂化，施工装配化短5.不渗漏7.耐腐蚀性差8.耐热不耐火钢结构的特点3.塑性和韧性好4.良好的焊接性能第1页/共35页(1)钢结构自重轻而承载力高（轻质高强）a=容重/屈服强度,a越小，结构就越轻。钢材：a=1.73.710-4/m；钢砼：a=1810-4/m；木材：a=5.410-4/m。钢材容重虽大，由于强度高，同荷载结构需要的构件截面小,结构自重轻，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1314。若采用薄壁型钢屋架则更轻。所以钢结构特别适用于跨
2、度大、建筑物高、荷载重的结构。自重轻 每根柱子的轴压减少6000 7000KN；地震反应减少30%40%；地基压力减少25%以上 地震区 软弱地基。柱子截面小增加有效使用面积3%6%。Q235钢 密度：7850kg/m3 屈服强度fy：235N/mm2C30混凝土 密度：2450kg/m3 抗压强度f c：14.3N/mm2 第2页/共35页2.最接近均质等向体 内部微观组织均匀，各向同性各个方向的力学性能大致相同；使用状态下，钢材属于理想弹性体，弹性模量大（20610 3 N/mm2），变形小（0.001），适用叠加原理，可简化计算；这些物理力学性能，最符合目前所采用的计算方法（材料力学和结
3、构力学）的基本假定。所以钢结构的实际受力情况与计算结果最吻合，精度可达5%左右。第3页/共35页3.塑性和韧性好 塑性(plasticity)和韧性(toughness)是概念上完全不同的两个物理量塑性承受静力荷载时，材料吸收变形能的能力。塑性好（0.20.3），会使结构一般情况下不会由于偶然超载而突然断裂，给人以安全保证 韧性承受动力荷载时，材料吸收能量的多少。韧性好，说明材料具有良好的动力工作性能。第4页/共35页4.良好的焊接性能 焊接技术的发展 是近代钢结构发展的重要因素之一焊接性能好钢材在焊接过程中和焊接后，都能保持焊接部分不开裂的完整性。焊接部分 不比原材质 力学性能差 第5页/共
4、35页5.具有不渗漏的特性 无论焊、铆或螺栓连接 都可以做到密闭不渗漏；各种容器，特别是高压容器（输油/水/气管、大型油库、船舶）的良好材料第6页/共35页特点(6)制造工厂化 施工装配化 制作、安装简便，施工精度高，工期短，符合工业化要求。因此，钢结构可以降低总造价，节省投资，提高经济效益和资金周转率。下面给出日本钢结构住宅施工过程的例子。第7页/共35页日本装配式钢结构住宅50天施工过程第一日堪察现场第8页/共35页第二日维护现场，拆除旧房第9页/共35页第十日基础完成第10页/共35页第二十日房屋单元安装完毕第11页/共35页第二十五日门窗安装完毕，内墙安装完毕、石膏板安装完毕天棚、地面
5、开始制作第12页/共35页第三十日室内外装修基本完毕第13页/共35页第三十五日电器、洁具、上下水管道安装调试完毕第14页/共35页第四十三日班组自行检查调整第15页/共35页第四十八日公司检查第16页/共35页第四十九、五十日使用说明介绍第17页/共35页完工后的室内第18页/共35页完工后的外观第19页/共35页(7)钢结构耐腐蚀性差 应采取防护措施 新建的钢结构必须先除锈，然后刷防锈涂料或镀锌，且每隔一段时间要重复一次，维护费用较大。若采用不易锈蚀的耐候钢（防腐能力提高2到4倍），则可节省大量劳动力和维护费用，但材料一次投资成本高，目前还较少采用。特点第20页/共35页(8)(8)耐热性
6、能好耐热性能好 但防火性能差但防火性能差耐热不防火耐热不防火；温度温度 150300 300 时，钢材的屈服点和极限强度急剧时，钢材的屈服点和极限强度急剧下降；下降；到达到达600600左右时，强度接近于零。左右时，强度接近于零。故当结构表面长期受辐射热达故当结构表面长期受辐射热达150150以上或在短时以上或在短时间内可能受到火焰作用时，须采用隔热和防火措间内可能受到火焰作用时，须采用隔热和防火措施。施。混凝土/砖 包裹起来；防火涂料 主流；耐火钢 部分采用 潜力大；特点第21页/共35页第一章绪论第一章绪论纽约世界贸易中心第二次撞击的瞬间 第22页/共35页23合理应用范围：合理应用范围：
7、在房屋建筑中，以下情况宜采用钢结构：在房屋建筑中，以下情况宜采用钢结构：(1)(1)重型厂房结构：重型厂房结构：如冶炼厂的平炉车间、热轧车如冶炼厂的平炉车间、热轧车间、混铁炉车间；重型机械厂的铸钢车间、锻压间、混铁炉车间；重型机械厂的铸钢车间、锻压车间、水压机车间；造船厂的船体车间；飞机制车间、水压机车间；造船厂的船体车间；飞机制造厂的装配车间等。造厂的装配车间等。应用范围第23页/共35页24(2)(2)大跨度结构：大跨度结构：如飞机库，体育馆，展览如飞机库，体育馆，展览厅，影剧院，大型交易市场等屋盖结构。厅，影剧院，大型交易市场等屋盖结构。应用范围第24页/共35页25(3)(3)高耸高耸
8、和高层建筑和高层建筑：高耸高耸高压输电线路塔、变电架构、电视高压输电线路塔、变电架构、电视广播发射塔广播发射塔钢结构钢结构 减少主要荷载减少主要荷载风载；风载；应用范围第25页/共35页26(3)(3)高耸和高耸和高层建筑：高层建筑：前面也提到前面也提到 我国建造了不少高层钢结构建我国建造了不少高层钢结构建筑筑应用范围第26页/共35页(4)(4)受动力荷载的结构受动力荷载的结构 韧性好韧性好 重量工作制吊车的吊车梁。重量工作制吊车的吊车梁。应用范围西安变压器厂（400t吊车）吊车梁第27页/共35页(5)(5)可拆卸和移动的结构可拆卸和移动的结构活动房屋活动房屋工地的活动板房工地的活动板房返
9、回应用范围第28页/共35页(6)(6)容器和管道容器和管道高压气罐高压气罐 管道管道 煤气罐煤气罐 锅炉等锅炉等应用范围陕西铜川天然气公司1000立方米天然气球罐大连西太平洋石化有限公司1500立方米CF-62钢球罐第29页/共35页(7)(7)轻型钢结构轻型钢结构 轻型钢结构（轻型钢结构（light steel structurelight steel structure）是由冷弯薄壁型钢、薄壁钢管或小角钢，圆钢是由冷弯薄壁型钢、薄壁钢管或小角钢，圆钢等组成的结构。等组成的结构。安徽芜湖安徽芜湖951951一期工程的厂房；一期工程的厂房；浙江吉利浙江吉利 临海机车工业公司厂房；临海机车工业公司厂房；住宅钢结构（建设部住宅钢结构（建设部“十五十五”重点）重点）莱芜莱芜 1212层层 钢框架钢框架-混凝土核心通钢结构混凝土核心通钢结构住宅住宅返回应用范围第30页/共35页第31页/共35页(8)(8)其他结构其他结构1 1）塔桅结构）塔桅结构2 2）板壳结构）板壳结构3 3）桥梁结构）桥梁结构4 4）人行立交桥）人行立交桥返回应用范围第32页/共35页合理应用范围合理应用范围-总结总结高、大、重型和轻型结构；应用范围在不断发展中第33页/共35页谢 谢！第34页/共35页感谢您的观看。第35页/共35页