鋼結(jié)構(gòu)的基本介紹
信息來(lái)源：www.chinaccwh.com 發(fā)布時(shí)間：2020.11.25
鋼結(jié)構(gòu)是由鋼制材料組成的結(jié)構(gòu)，是主要的建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型之一。結(jié)構(gòu)主要由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構(gòu)件組成，并采用硅烷化、純錳磷化、水洗烘干、鍍鋅等除銹防銹工藝。各構(gòu)件或部件之間通常采用焊縫、螺栓或鉚釘連接。因其自重較輕，且施工簡(jiǎn)便，廣泛應(yīng)用于大型廠房、場(chǎng)館、超高層等領(lǐng)域。鋼結(jié)構(gòu)容易銹蝕，一般鋼結(jié)構(gòu)要除銹、鍍鋅或涂料，且要定期維護(hù)。
定義
鋼材的特點(diǎn)是強(qiáng)度高、自重輕、整體剛度好、抵抗變形能力強(qiáng)，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜；材料勻質(zhì)性和各向同性好，屬理想彈性體，符合一般工程力學(xué)的基本假定；材料塑性、韌性好，可有較大變形，能很好地承受動(dòng)力荷載；建筑工期短；其工業(yè)化程度高，可進(jìn)行機(jī)械化程度高的專(zhuān) 業(yè)化生產(chǎn)。
鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)研究高強(qiáng)度鋼材，大大提高其屈服點(diǎn)強(qiáng)度；此外要軋制新品種的型鋼，例如H型鋼（又稱(chēng)寬翼緣型鋼）和T形鋼以及壓型鋼板等以適應(yīng)大跨度結(jié)構(gòu)和超高層建筑的需要。
另外還有無(wú)熱橋輕鋼結(jié)構(gòu)體系，建筑本身是不節(jié)能的，本技術(shù)用巧妙的特種連接件解決了建筑的冷熱橋問(wèn)題；小桁架結(jié)構(gòu)使電纜和上下水管道從墻里穿越，施工裝修都方便。
特點(diǎn)
1、材料強(qiáng)度高，自身重量輕
鋼材強(qiáng)度較高，彈性模量也高。與混凝土和木材相比，其密度與屈服強(qiáng)度的比值相對(duì)較低，因而在同樣受力條件下鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面小，自重輕，便于運(yùn)輸和安裝，適于跨度大，高度高，承載重的結(jié)構(gòu)。
2、鋼材韌性，塑性好，材質(zhì)均勻，結(jié)構(gòu)可靠性高
適于承受沖擊和動(dòng)力荷載，具有良好的抗震性能。鋼材內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)均勻，近于各向同性勻質(zhì)體。鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能比較符合計(jì)算理論。所以鋼結(jié)構(gòu)可靠性高。
3、鋼結(jié)構(gòu)制造安裝機(jī)械化程度高
鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件便于在工廠制造、工地拼裝。工廠機(jī)械化制造鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件成品精度高、生產(chǎn)效率高、工地拼裝速度快、工期短。鋼結(jié)構(gòu)是工業(yè)化程度高的一種結(jié)構(gòu)。
4、鋼結(jié)構(gòu)密封性能好
由于焊接結(jié)構(gòu)可以做到完全密封，可以作成氣密性，水密性均很好的高壓容器，大型油池，壓力管道等。
5、鋼結(jié)構(gòu)耐熱不耐火
當(dāng)溫度在150℃以下時(shí)，鋼材性質(zhì)變化很小。因而鋼結(jié)構(gòu)適用于熱車(chē)間，但結(jié)構(gòu)表面受150℃左右的熱輻射時(shí)，要采用隔熱板加以保護(hù)。溫度在300℃ -400℃時(shí).鋼材強(qiáng)度和彈性模量均顯著下降，溫度在600℃左右時(shí)，鋼材的強(qiáng)度趨于零。在有特殊防火需求的建筑中，鋼結(jié)構(gòu)必須采用耐火材料加以保護(hù)以提高耐火等級(jí)。
6、鋼結(jié)構(gòu)耐腐蝕性差
特別是在潮濕和腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中，容易銹蝕。一般鋼結(jié)構(gòu)要除銹、鍍鋅或涂料，且要定期維護(hù)。對(duì)處于海水中的海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)，需采用“鋅塊保護(hù)”等特殊措施予以防腐蝕。
7、低碳、節(jié)能、綠色環(huán)保，可重復(fù)利用
鋼結(jié)構(gòu)建筑拆除幾乎不會(huì)產(chǎn)生建筑垃圾，鋼材可以回收再利用。
發(fā)展歷程
中國(guó)雖然早期在鐵結(jié)構(gòu)方面有卓 越的成就，但長(zhǎng)期停留于鐵制建筑物的水平。直到19世紀(jì)末，我國(guó)才開(kāi)始采用現(xiàn)代化鋼結(jié)構(gòu)。新中國(guó)成立后，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用有了很大的發(fā)展，不論在數(shù)量上或質(zhì)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了過(guò)去。輕鋼結(jié)構(gòu)的樓面由冷彎薄壁型鋼架或組合梁、樓面OSB結(jié)構(gòu)板，支撐、連接件等組成。所用的材料是定向刨花板，水泥纖維板，以及膠合板。在這些輕質(zhì)樓面上每平方米可承受316～365公斤的荷載。
鋼結(jié)構(gòu)建筑的多少，標(biāo)志著一個(gè)國(guó) 家或一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度。進(jìn)入2000年以后，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)顯著增長(zhǎng)，國(guó)力明顯增強(qiáng)，鋼產(chǎn)量成為世界大國(guó)，在建筑中提出了合理地用鋼，從此甩掉了“限制用鋼”的束縛，鋼結(jié)構(gòu)建筑在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)逐漸增多。特別是2008年前后，在奧運(yùn)會(huì)的推動(dòng)下，出現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)建筑熱潮，強(qiáng)勁的市場(chǎng)需求，推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)建筑迅猛發(fā)展，建成了一大批鋼結(jié)構(gòu)場(chǎng)館、機(jī)場(chǎng)、車(chē)站和高層建筑，其中，有的鋼結(jié)構(gòu)建筑在制作安裝技術(shù)方面具有世界一 流水平，如奧運(yùn)會(huì)國(guó) 家體育場(chǎng)等建筑。
奧運(yùn)會(huì)后，鋼結(jié)構(gòu)建筑得到普及和持續(xù)發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用到建筑、鐵路、橋梁和住宅等方面，各種規(guī)模的鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)數(shù)以萬(wàn)計(jì)，世界先 進(jìn)的鋼結(jié)構(gòu)加工設(shè)備基本齊全，如多頭多維鉆床、鋼管多維相貫線切割機(jī)、波紋板自動(dòng)焊接機(jī)床等。并且現(xiàn)在數(shù)百家鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)的加工制作水平具有世界先 進(jìn)水平，如鋼結(jié)構(gòu)制作特級(jí)和一級(jí)企業(yè)。近幾年，鋼產(chǎn)量每年多達(dá)6億多噸，鋼材品種完全能滿(mǎn)足建筑需要。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、鋼結(jié)構(gòu)材料標(biāo)準(zhǔn)、鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范、以及各種專(zhuān) 業(yè)規(guī)范和企業(yè)工法基本齊全。
鋼結(jié)構(gòu)下游 行業(yè)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展具有較大的牽引和驅(qū)動(dòng)作用，它們的需求變化直接決定了行業(yè)未來(lái)的發(fā)展?fàn)顩r。
1.鋼結(jié)構(gòu)的上游 行業(yè)為鋼鐵等原材料供應(yīng)行業(yè)
鋼鐵行業(yè)是鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，鋼鐵行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步為鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)的一些大企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始了建筑結(jié)構(gòu)用鋼的品種和技術(shù)的研發(fā)，相繼開(kāi)發(fā)了高強(qiáng)鋼和耐火、耐候、耐海水、抗層狀撕裂、抗低溫用鋼，以及H 型鋼、高性能彩涂鋼板、冷彎型鋼等，為鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了良好的應(yīng)用基礎(chǔ)。
2、上下游對(duì)本行業(yè)的影響
鋼結(jié)構(gòu)的上游主要是鋼鐵行業(yè)，鋼材產(chǎn)品價(jià)格波動(dòng)直接影響本行業(yè)的采購(gòu)成本。從整體上看，上游 行業(yè)基本屬于競(jìng)爭(zhēng)性行業(yè)，生產(chǎn)用于鋼結(jié)構(gòu)的各類(lèi)鋼板、鋼管、型鋼等鋼材，其中H 型鋼和中厚板是鋼結(jié)構(gòu)建筑中常用的產(chǎn)品。產(chǎn)業(yè)洞察研究數(shù)據(jù)2011 年粗鋼產(chǎn)量達(dá)6.96 億噸，產(chǎn)量相對(duì)飽和，鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)所需的原材料能獲得穩(wěn)定的供應(yīng)。
下游 行業(yè)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展具有較大的牽引和驅(qū)動(dòng)作用，它們的需求變化直接決定了行業(yè)未來(lái)的發(fā)展?fàn)顩r。鋼結(jié)構(gòu)以其強(qiáng)度高、自重輕、抗震性能好、工業(yè)化程度高、施工周期短、可塑性強(qiáng)、節(jié)能環(huán)保等綜合優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)廠房、市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、文教體育建設(shè)、電力、橋梁、海洋石油工程、航空航天等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，市場(chǎng)空間逐步擴(kuò)大。另外，一旦住宅鋼結(jié)構(gòu)市場(chǎng)取得突破，逐步取代傳統(tǒng)建筑形態(tài)進(jìn)入住宅建設(shè)領(lǐng)域，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)將引來(lái)爆發(fā)性的增長(zhǎng)。
應(yīng)用
屋面系統(tǒng)
墻體結(jié)構(gòu)
輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的墻體主要由墻架柱、墻頂梁、墻底梁、墻體支撐、墻板和連接件組成。建筑輕鋼結(jié)構(gòu)住宅一般將內(nèi)橫墻作為結(jié)構(gòu)的承重墻，墻柱為C形輕鋼構(gòu)件，其壁厚根據(jù)所受的荷載而定，通常為0.84～2毫米，墻柱間距一般為400～600毫米， 建筑輕鋼結(jié)構(gòu)住宅這種墻體結(jié)構(gòu)布置方式，可有效承受并可靠傳遞豎向荷載，且布置方便。
定義
鋼材的特點(diǎn)是強(qiáng)度高、自重輕、整體剛度好、抵抗變形能力強(qiáng)，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜；材料勻質(zhì)性和各向同性好，屬理想彈性體，符合一般工程力學(xué)的基本假定；材料塑性、韌性好，可有較大變形，能很好地承受動(dòng)力荷載；建筑工期短；其工業(yè)化程度高，可進(jìn)行機(jī)械化程度高的專(zhuān) 業(yè)化生產(chǎn)。
鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)研究高強(qiáng)度鋼材，大大提高其屈服點(diǎn)強(qiáng)度；此外要軋制新品種的型鋼，例如H型鋼（又稱(chēng)寬翼緣型鋼）和T形鋼以及壓型鋼板等以適應(yīng)大跨度結(jié)構(gòu)和超高層建筑的需要。
另外還有無(wú)熱橋輕鋼結(jié)構(gòu)體系，建筑本身是不節(jié)能的，本技術(shù)用巧妙的特種連接件解決了建筑的冷熱橋問(wèn)題；小桁架結(jié)構(gòu)使電纜和上下水管道從墻里穿越，施工裝修都方便。
特點(diǎn)
1、材料強(qiáng)度高，自身重量輕
鋼材強(qiáng)度較高，彈性模量也高。與混凝土和木材相比，其密度與屈服強(qiáng)度的比值相對(duì)較低，因而在同樣受力條件下鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面小，自重輕，便于運(yùn)輸和安裝，適于跨度大，高度高，承載重的結(jié)構(gòu)。
2、鋼材韌性，塑性好，材質(zhì)均勻，結(jié)構(gòu)可靠性高
適于承受沖擊和動(dòng)力荷載，具有良好的抗震性能。鋼材內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)均勻，近于各向同性勻質(zhì)體。鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能比較符合計(jì)算理論。所以鋼結(jié)構(gòu)可靠性高。
3、鋼結(jié)構(gòu)制造安裝機(jī)械化程度高
鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件便于在工廠制造、工地拼裝。工廠機(jī)械化制造鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件成品精度高、生產(chǎn)效率高、工地拼裝速度快、工期短。鋼結(jié)構(gòu)是工業(yè)化程度高的一種結(jié)構(gòu)。
4、鋼結(jié)構(gòu)密封性能好
由于焊接結(jié)構(gòu)可以做到完全密封，可以作成氣密性，水密性均很好的高壓容器，大型油池，壓力管道等。
5、鋼結(jié)構(gòu)耐熱不耐火
當(dāng)溫度在150℃以下時(shí)，鋼材性質(zhì)變化很小。因而鋼結(jié)構(gòu)適用于熱車(chē)間，但結(jié)構(gòu)表面受150℃左右的熱輻射時(shí)，要采用隔熱板加以保護(hù)。溫度在300℃ -400℃時(shí).鋼材強(qiáng)度和彈性模量均顯著下降，溫度在600℃左右時(shí)，鋼材的強(qiáng)度趨于零。在有特殊防火需求的建筑中，鋼結(jié)構(gòu)必須采用耐火材料加以保護(hù)以提高耐火等級(jí)。
6、鋼結(jié)構(gòu)耐腐蝕性差
特別是在潮濕和腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中，容易銹蝕。一般鋼結(jié)構(gòu)要除銹、鍍鋅或涂料，且要定期維護(hù)。對(duì)處于海水中的海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)，需采用“鋅塊保護(hù)”等特殊措施予以防腐蝕。
7、低碳、節(jié)能、綠色環(huán)保，可重復(fù)利用
鋼結(jié)構(gòu)建筑拆除幾乎不會(huì)產(chǎn)生建筑垃圾，鋼材可以回收再利用。
發(fā)展歷程
中國(guó)雖然早期在鐵結(jié)構(gòu)方面有卓 越的成就，但長(zhǎng)期停留于鐵制建筑物的水平。直到19世紀(jì)末，我國(guó)才開(kāi)始采用現(xiàn)代化鋼結(jié)構(gòu)。新中國(guó)成立后，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用有了很大的發(fā)展，不論在數(shù)量上或質(zhì)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了過(guò)去。輕鋼結(jié)構(gòu)的樓面由冷彎薄壁型鋼架或組合梁、樓面OSB結(jié)構(gòu)板，支撐、連接件等組成。所用的材料是定向刨花板，水泥纖維板，以及膠合板。在這些輕質(zhì)樓面上每平方米可承受316～365公斤的荷載。
鋼結(jié)構(gòu)建筑的多少，標(biāo)志著一個(gè)國(guó) 家或一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度。進(jìn)入2000年以后，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)顯著增長(zhǎng)，國(guó)力明顯增強(qiáng)，鋼產(chǎn)量成為世界大國(guó)，在建筑中提出了合理地用鋼，從此甩掉了“限制用鋼”的束縛，鋼結(jié)構(gòu)建筑在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)逐漸增多。特別是2008年前后，在奧運(yùn)會(huì)的推動(dòng)下，出現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)建筑熱潮，強(qiáng)勁的市場(chǎng)需求，推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)建筑迅猛發(fā)展，建成了一大批鋼結(jié)構(gòu)場(chǎng)館、機(jī)場(chǎng)、車(chē)站和高層建筑，其中，有的鋼結(jié)構(gòu)建筑在制作安裝技術(shù)方面具有世界一 流水平，如奧運(yùn)會(huì)國(guó) 家體育場(chǎng)等建筑。
奧運(yùn)會(huì)后，鋼結(jié)構(gòu)建筑得到普及和持續(xù)發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用到建筑、鐵路、橋梁和住宅等方面，各種規(guī)模的鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)數(shù)以萬(wàn)計(jì)，世界先 進(jìn)的鋼結(jié)構(gòu)加工設(shè)備基本齊全，如多頭多維鉆床、鋼管多維相貫線切割機(jī)、波紋板自動(dòng)焊接機(jī)床等。并且現(xiàn)在數(shù)百家鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)的加工制作水平具有世界先 進(jìn)水平，如鋼結(jié)構(gòu)制作特級(jí)和一級(jí)企業(yè)。近幾年，鋼產(chǎn)量每年多達(dá)6億多噸，鋼材品種完全能滿(mǎn)足建筑需要。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、鋼結(jié)構(gòu)材料標(biāo)準(zhǔn)、鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范、以及各種專(zhuān) 業(yè)規(guī)范和企業(yè)工法基本齊全。
鋼結(jié)構(gòu)下游 行業(yè)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展具有較大的牽引和驅(qū)動(dòng)作用，它們的需求變化直接決定了行業(yè)未來(lái)的發(fā)展?fàn)顩r。
1.鋼結(jié)構(gòu)的上游 行業(yè)為鋼鐵等原材料供應(yīng)行業(yè)
鋼鐵行業(yè)是鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)，鋼鐵行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步為鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)的一些大企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始了建筑結(jié)構(gòu)用鋼的品種和技術(shù)的研發(fā)，相繼開(kāi)發(fā)了高強(qiáng)鋼和耐火、耐候、耐海水、抗層狀撕裂、抗低溫用鋼，以及H 型鋼、高性能彩涂鋼板、冷彎型鋼等，為鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了良好的應(yīng)用基礎(chǔ)。
2、上下游對(duì)本行業(yè)的影響
鋼結(jié)構(gòu)的上游主要是鋼鐵行業(yè)，鋼材產(chǎn)品價(jià)格波動(dòng)直接影響本行業(yè)的采購(gòu)成本。從整體上看，上游 行業(yè)基本屬于競(jìng)爭(zhēng)性行業(yè)，生產(chǎn)用于鋼結(jié)構(gòu)的各類(lèi)鋼板、鋼管、型鋼等鋼材，其中H 型鋼和中厚板是鋼結(jié)構(gòu)建筑中常用的產(chǎn)品。產(chǎn)業(yè)洞察研究數(shù)據(jù)2011 年粗鋼產(chǎn)量達(dá)6.96 億噸，產(chǎn)量相對(duì)飽和，鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)所需的原材料能獲得穩(wěn)定的供應(yīng)。
下游 行業(yè)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展具有較大的牽引和驅(qū)動(dòng)作用，它們的需求變化直接決定了行業(yè)未來(lái)的發(fā)展?fàn)顩r。鋼結(jié)構(gòu)以其強(qiáng)度高、自重輕、抗震性能好、工業(yè)化程度高、施工周期短、可塑性強(qiáng)、節(jié)能環(huán)保等綜合優(yōu)勢(shì)，在工業(yè)廠房、市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、文教體育建設(shè)、電力、橋梁、海洋石油工程、航空航天等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，市場(chǎng)空間逐步擴(kuò)大。另外，一旦住宅鋼結(jié)構(gòu)市場(chǎng)取得突破，逐步取代傳統(tǒng)建筑形態(tài)進(jìn)入住宅建設(shè)領(lǐng)域，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)將引來(lái)爆發(fā)性的增長(zhǎng)。
應(yīng)用
屋面系統(tǒng)
輕鋼結(jié)構(gòu)住宅屋面系統(tǒng)
是由屋架、結(jié)構(gòu)OSB面板、防水層、輕型屋面瓦（金屬或?yàn)r青瓦）及相關(guān)連接件組成的。邁特建筑輕鋼結(jié)構(gòu)的屋面，外觀可以有多種組合。材料也有多種。在保障了防水這一技術(shù)的前提下，外觀有了許多的選擇方案。墻體結(jié)構(gòu)
輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的墻體主要由墻架柱、墻頂梁、墻底梁、墻體支撐、墻板和連接件組成。建筑輕鋼結(jié)構(gòu)住宅一般將內(nèi)橫墻作為結(jié)構(gòu)的承重墻，墻柱為C形輕鋼構(gòu)件，其壁厚根據(jù)所受的荷載而定，通常為0.84～2毫米，墻柱間距一般為400～600毫米， 建筑輕鋼結(jié)構(gòu)住宅這種墻體結(jié)構(gòu)布置方式，可有效承受并可靠傳遞豎向荷載，且布置方便。
