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    钢结构

    概念:

    钢结构是由钢制材料组成的结构,是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成,各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻,且施工简便,广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。 

    规范:


    钢结构在使用过程中会受到各?#20013;?#24335;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?#21462;?#22609;性、韧性)和加工性能(冷热加工和焊接性能),?#21592;?#35777;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?#38050;鄭?#22914;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]
    性能指标
    1、强度
    钢材的强度指标由弹性极限σe,屈服极限σy,和抗拉极限σu,设计时以钢材的屈服强度为基础,屈服强度高可以减轻结构的自重,节省钢材,降低造价。抗拉强度σu即是钢材破坏前所能承受的最大应力,此时的结构因塑?#21592;?#24418;很大而失去使用性能,但结构变形大而不垮,满足结构抵?#36141;?#36935;地震时的要求。‘σu/σy值的大小,可以看作钢材强度储备的参数。
    2、塑性
    钢材的塑性一般指应力超过屈服点后,具有显著的塑?#21592;?#24418;而不断裂的性质。衡量钢材塑?#21592;?#24418;能力的主要指标是伸长率δ和断面收缩率ψ。
    3、冷弯性能
    钢材的冷弯性能是衡量钢材在常温下弯曲加工产生塑?#21592;?#24418;时对产生裂纹的抵抗能力。钢材的冷弯性能是用冷弯实验来检验钢材承受规定弯曲程度的弯曲变形性能。
    4、冲击韧性
    钢材的冲击韧性是指钢材在冲击荷载作用下,断裂过程中吸收机械动能的一种能力,是衡量钢材抵抗冲击荷裁作用,可能因低温、应力集?#26657;?#32780;导致脆性断裂的一项机械性能。一般通过标准试件的冲击试验来获得钢材的冲击韧性指标。
    5、焊接性能
    钢材的焊接性能是指在—定的焊接工艺条件下,获得性能良好的焊接接头。焊接性能可分为焊接过程中的焊接性能和使用性能上的焊接性能两种。焊接过程中的焊接性能是指焊接过程中焊缝及焊缝?#27975;?#37329;属不产生热裂纹或冷却不产生冷却收缩裂纹的敏感性。 焊接性能好,是指在一定焊接工艺条件下,焊缝金属和?#27975;?#27597;材均不产生裂纹。使用性能上的焊接性能是指焊缝处的冲击韧性和热影响区内?#26377;?#24615;能,要求焊缝及热影响区内钢材的力学性能不低于母材的力学性能。我国采用焊接过程的焊接性能试验方法,也采用使用性使用性质上的焊接性能试验方法。
    6、?#36884;?#24615;
    影响钢材?#36884;?#24615;的因素很多。首先是钢材的耐腐蚀性差,必须采取防护措施,防止钢材腐蚀生锈。防护措施有:定期对钢材油漆维护,采用镀锌钢材,在有酸,碱,盐等强腐蚀介质条件下,采用特殊防护措施,如海洋平台结构采用“阳极保护”措施防?#27807;?#31649;架腐蚀,在导管架上固定上锌锭,海水电解质会自动先腐蚀锌锭,从而达到保护钢导管架的功能。其次由于钢材在高温和长期荷载作用下,其破坏强度比短期强度降低较多,故对长期高温作用下的钢材,要测定持久强?#21462;?#38050;材随时间推移会自动变硬、变脆、即“时效”现象。对低温荷载作用下的钢材要检验其冲击韧性。[3]
    要求编辑
    设备钢结构通常会在以下方面提出特殊要求或者更高要求:
    结构件:材质、表面粗糙?#21462;?#20844;差、表面处理、直线度(或弧度)
    连接:孔位偏差、螺栓等级;焊接方法、焊接标准、焊材;气密性,要求进行无损检测、液体渗透检测等
    整体结构:垂直?#21462;?#27700;平度等
    包装:包装材料、包装方法
    仓储:环境?#38706;取?#29615;境湿度
    运输:装卸、?#30340;?#25670;放、集装箱内摆放,等等。

    应用:

     中国虽然早期在铁结构方面有卓越的成就,但长期停留于铁制建筑物的水平。直到19世纪末,我国才开始采用现代化钢结构。新中国成立后,钢结构的应用有了很大的发展,不论在数量上或质量上都?#23545;?#36229;过了过去。轻钢结构的楼面由冷弯薄壁型钢架或组合梁、楼面OSB结构板,支撑、连接件等组成。所用的材料是定向刨花板,水泥纤维板,以及胶合板。在这些轻?#20107;?#38754;上每平方米可承受316~365公斤的荷载。

    钢结构建筑的多少,标志着一个国?#19968;?#19968;个地区的经济实力和经济发达程?#21462;?#36827;入2000年以后,我国国民经济显著增长,国力明显增强,钢产量成为世界大国,在建筑中提出了要“积极、合理地用钢”,从此甩掉了“限制用钢”的束缚,钢结构建筑在经济发达地区逐渐增多。特别是2008年前后,在奥运会的推动下,出现了钢结构建筑热?#20445;?#24378;劲的市场需求,推动钢结构建筑迅猛发展,建成了一大批钢结构场馆、机场、车站和高层建筑,其?#26657;?#26377;的钢结构建筑在制作安装技术方面具有世界一流水平,如奥运会国家体育场等建筑。
    奥运会后,钢结构建筑得到普及和持续发展,钢结构广泛应用到建筑、铁路、桥梁和住宅等方面,各种规模的钢结构企业数以万计,世界先进的钢结构加工设备基?#37202;?#20840;,如多头多维钻床、钢管多维相贯线切割机、波纹板自动焊接机床等。并且现在数百家钢结构企业的加工制作水平具有世界先进水平,如钢结构制作特级和一级企业。近?#25913;輳?#38050;产量每年多达6亿多吨,钢材品种完全能满足建筑需要。钢结构设计规范、钢结构材料标准、钢结构工程施工质量验?#23637;?#33539;、以及各种专业规范和企业工法基?#37202;?#20840;。[1]
    钢结构下游行业对钢结构行业的发展具有较大的牵引和驱动作用,它们的需求变化直接决定了行业未来的发展状况。
    1.钢结构的上游行业为钢铁等原材料供应行业
    钢铁行业是钢结构产业发展的物质基础,钢铁行业的技术进步为钢结构的应用创造了有利条件。国内钢铁行业的一些大企业已经开始了建筑结构用钢的品种和技术的研发,相继开发了高强钢和耐火、耐候、耐海水、抗层?#27492;?#35010;、抗低温用钢,以及H 型钢、高性能彩涂钢板、冷弯型钢等,为钢结构产业的发展奠定了良好的应用基础。
    2、上下游?#21592;?#34892;业的影响
    钢结构的上游主要是钢铁行业,钢材产品价格波动直接影响本行业的采购成本。从整体上看,上游行业基本属于竞争性行业,生产用于钢结构的各类钢板、钢管、型钢等钢材,其中H 型钢和中厚板是钢结构建筑中最为常用的产品。产业?#24202;煅芯?#25968;据2011 年粗钢产?#30475;?.96 亿吨,产量相?#21592;?#21644;,钢结构生产所需的原材料能获得稳定的供应。
    下游行业对钢结构行业的发展具有较大的牵引和驱动作用,它们的需求变化直接决定了行业未来的发展状况。钢结构以其强度高、自重轻、抗震性能好、工业化程度高、施工周期短、可塑性强、节能环保等综合优势,在工业厂房、市政基础设施建设、文教体育建设、电力、桥梁、海洋石油工程、航空航天等行业得到了广泛的应用,市场空间逐步扩大。另外,一旦住宅钢结构市场取得突破,逐步取代传统建筑形态进入住宅建设领域,钢结构行业将引来爆发性的增长。

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