鋼結構歸根結底是一種承重結構，隨著科學技術的發(fā)展，建筑工程中常用來承重的結構材料越來越多，有木結構，砌體結構，混凝土結構，鋼結構和膜結構等。同時，隨著大跨結構，大型工業(yè)廠房，多層和高層建筑的越來越多，鋼結構都顯得尤為重要，從設計、施工、到一系列新材料的使用都出現(xiàn)了革命性的變化，在國際范圍內代表了未來的住宅發(fā)展新模式。
鋼結構屬于框架結構，以鋼框架和鋼筋混凝土框架做比較：在跨度相同情況下，鋼梁高度是鋼筋混凝土梁高度的一半。在承載力相同的情況下，鋼柱外圍面積是鋼筋混凝土面積的1/4。這使“肥梁胖柱”的鋼筋混凝土框架結構的弊端在一定程度上有所緩解，但是“藏梁包柱”仍然是鋼結構住宅設計的一項主要內容。
一、鋼結構的特點
1、強度高，塑性和韌性好
強度高，適用于建造跨度大、承載重的結構。
塑性好，結構在一般條件下不會因超載而突然破壞。
韌性好，適宜在動力荷載下工作。
2、重量輕
3、材質均勻，和力學計算的假定比較符合
鋼材內部組織比較均勻，接近各向同性，實際受力情況和工程力學計算結果比較符合。
4、鋼結構制作簡便，施工工期短
鋼結構加工制作簡便，連接簡單，安裝方便，施工周期短。
5、鋼結構密閉性較好
水密性和氣密性較好，適宜建造密閉的板殼結構。
6、鋼結構耐腐蝕性差
容易腐蝕，處于較強腐蝕性介質內的建筑物不宜采用鋼結構。
7、鋼材耐熱但不耐火
溫度在200℃以內時，鋼材主要力學性能降低不多。溫度超過200℃后，不僅強度逐步降低，還會發(fā)生藍脆和徐變現(xiàn)象。溫度達600℃時，鋼材進入塑性狀態(tài)不能繼續(xù)承載。
8、在低溫和其他條件下，可能發(fā)生脆性斷裂
二、應用范圍
重型工業(yè)廠房，大跨度結構，高聳結構，和高層結構受動力荷載作用的結構，可拆卸和移動的結構，容器和管道，輕型鋼結構其他建筑——支架等。鋼結構的設計方法主要以概率極限狀態(tài)設計法為主，對疲勞以及壓力容器沿用以經驗為主的容許應力設計法。
三、鋼材力學性能指標
抗拉強度fu：反映鋼材受拉時所能承受的極限應力。
伸長率：試件被拉斷時的絕對變形值與試件原標距之比的百分數(shù)，稱為伸長率，伸長率代表材料在單向拉伸時的塑性應變的能力。
冷彎性能：冷彎性能由冷彎試驗確定。試驗時使試件彎成l80°，如試件外表面不出現(xiàn)裂紋和分層，即為合格。冷彎性能合格是鑒定鋼材在彎曲狀態(tài)下的塑性應變能力和鋼材質量的綜合指標。
韌性：韌性是鋼材強度和塑性的綜合指標。
由于低溫對鋼材的脆性破壞有顯著影響，在寒冷地區(qū)建造的結構不但要求鋼材具有常溫（20℃）沖擊韌性指標，還要求具有負溫（0℃、-20℃或-40℃）沖擊韌性指標，以保證結構具有足夠的抗脆性破壞能力。
四、各種因素對鋼材主要性能的影響
1、化學成分
碳直接影響鋼材的強度、塑性、韌性和可焊性等。碳含量增加，鋼的強度提高，而塑性、韌性和疲勞強度下降，同時惡化鋼的可焊性和抗腐蝕性。硫和磷是鋼中的有害成分，它們降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強度。在高溫時，硫使鋼變脆，稱之熱脆；在低溫時，磷使鋼變脆，稱之冷脆。
2、冶金缺陷
常見的冶金缺陷有偏析、非金屬夾雜、氣孔、裂紋及分層等。
3、鋼材硬化
冷加工使鋼材產生很大塑性變形，從而提高了鋼的屈服點，同時降低了鋼的塑性和韌性，這種現(xiàn)象稱為冷作硬化（或應變硬化）。在一般鋼結構中，不利用硬化所提高的強度，以保證結構具有足夠的抗脆性破壞能力。另外，應將局部硬化部分用刨邊或擴鉆予以消除。
4、溫度影響
鋼材性能隨溫度變動而有所變化�？偟内厔菔菧囟壬�，鋼材強度降低，應變增大；反之，溫度降低，鋼材強度會略有增加，塑性和韌性卻會降低而變脆。在250℃左右，鋼材的強度略有提高，同時塑性和韌性均下降，材料有轉脆的傾向，鋼材表面氧化膜呈現(xiàn)藍色，稱為藍脆現(xiàn)象。鋼材應避免在藍脆溫度范圍內進行熱加工。
當溫度在260℃～320℃時，在應力持續(xù)不變的情況下，鋼材以很緩慢的速度繼續(xù)變形，此種現(xiàn)象稱為徐變現(xiàn)象。當溫度從常溫開始下降，特別是在負溫度范圍內時，鋼材強度雖有提高，但其塑性和韌性降低，材料逐漸變脆，這種性質稱為低溫冷脆。
5、應力集中
構件中有時存在著孔洞、槽口、凹角、截面突然改變以及鋼材內部缺陷等。此時，構件中的應力分布將不再保持均勻，而是在某些區(qū)域產生局部高峰應力，在另外一些區(qū)域則應力降低，形成應力集中現(xiàn)象。承受靜力荷載作用的構件在常溫下工作時，在計算中可不考慮應力集中的影響。但在負溫或動力荷載作用下工作的結構，應力集中的不利影響將十分突出，往往是引起脆性破壞的根源，故在設計中應采取措施避免或減小應力集中，并選用質量優(yōu)良的鋼材。
6、反復荷載作用
在直接的連續(xù)反復的動力荷載作用下，鋼材的強度將降低，低于一次靜力荷載作用下的拉伸試驗的極限強度，這種現(xiàn)象稱為鋼材的疲勞。疲勞破壞表現(xiàn)為突然發(fā)生的脆性斷裂。材料總是有“缺陷”的，在反復荷載作用下，先在其缺陷發(fā)生塑性變形和硬化而生成一些極小的裂痕，此后這種微觀裂痕逐漸發(fā)展成宏觀裂紋，試件截面削弱，而在裂紋根部出現(xiàn)應力集中現(xiàn)象，使材料處于三向拉伸應力狀態(tài)，塑性變形受到限制，當反復荷載達到一定的循環(huán)次數(shù)時，材料終于破壞，并表現(xiàn)為突然的脆性斷裂。
五、鋼材的破壞形式
1、塑性破壞：變形超過了材料或構件可能的應變能力而產生的，而且僅在構件的應力達到了鋼材的抗拉強度fu后才發(fā)生。塑性破壞前，由于總有較大的塑性變形發(fā)生，且變形持續(xù)的時間較長，很容易及時發(fā)現(xiàn)而采取措施予以補救，不致引起嚴重后果。
2、脆性破壞：破壞前塑性變形很小，甚至沒有塑性變形，計算應力可能小于鋼材的屈服點，斷裂從應力集中處開始。由于脆性破壞前沒有明顯的預兆，無法及時覺察和采取補救措施。
六、如何作好鋼結構施工的質量控制
1、鋼材的選擇
選擇鋼材時考慮的因素有：
（1）結構的重要性：重要結構應考慮選用質量好的鋼材；一般工業(yè)與民用建筑結構，可選用普通質量的鋼材。
（2）荷載情況：直接承受動力荷載的結構和強烈地震區(qū)的結構，應選用綜合性能好的鋼材；一般承受靜力荷載的結構則可選用價格較低的Q235鋼。
（3）連接方法：焊接結構對材質的要求應嚴格一些。
（4）結構所處的溫度和環(huán)境：在低溫條件下工作的結構，尤其是焊接結構，應選用具有良好抗低溫脆斷性能的鎮(zhèn)靜鋼。
（5）鋼材厚度：厚度大的焊接結構應采用材質較好的鋼材。
2、做好工程開工前準備工作
（1）強化施工圖紙的會審工作。圖紙是工程施工的依據(jù)，工程開工前項目控制機構要組織控制人員熟悉工程圖紙與項目有關的規(guī)范標準、工藝技術條件，充分領會設計意圖。
（2）認真審查鋼結構安裝施工組織設計。施工組織設計是施工單位全面指導工程實施的技術性文件，施工組織設計的完善程度直接影響工程的質量、進度。因此，鋼結構安裝工程施工組織設計審查要針對性和重點。
3、加強現(xiàn)場施工過程中的質量控制
（1）作好鋼結構基礎工程的質量控制。鋼結構工程的基礎一般都采用混凝土獨立柱基礎，基礎的混凝土及鋼筋、模板的施工與其他工程的施工工序及方法相同，而基礎獨立柱中預埋的螺栓是質量控制的重點，單個螺栓及每組螺栓之間的間距、高低的偏差，直接影響鋼結構工程的安裝質量，我們在控制質量控制過程中，要求施工單位必須嚴格控制好。
（2）門窗工程安裝質量的控制。鋼窗安裝質量的控制重點有兩點，一是，鋼窗進場合格證、產品試驗報告及外觀的檢查。二是，鋼窗和固定鋼窗的立柱之間的間隙控制。先施工固定鋼窗的立柱，有可能出現(xiàn)鋼窗與立柱之間縫隙過大或鋼窗安不上。我們在控制過程中，要求施工單位先固定鋼窗一邊的立柱，待鋼窗完全固定就位后，再焊接另一邊的立柱，這樣保證鋼窗與立柱之間無縫隙。
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