浅谈钢结构的发展及应用.docx

浅谈钢结构的发展及应用 刘巧静 哈尔滨铁道职业技术学院 黑龙江哈尔滨150086 摘要：钢结构的应用历史久远,但是近些年发展非常迅速,本文简要介绍了钢结构的发展,以及钢结构的应用和特点。 关键字：钢结构、发展、特点 一、钢结构在我国的应用概况 钢结构在我国国民经济建设的应用范围很广，可以说遍及各个行业，是推动传统建筑业向高新技术发展的领头军。 钢结构的应用在我国有悠久的历史。公元60年就开始修建铁链桥，最著名的是大渡河泸定桥，充分表明了我国古代在钢结构方面的卓越成就；其次是一些纪念性建筑，如建于963年的广州光孝寺的西铁塔和建于967年的东铁塔，以及建于1061年的湖北当阳玉泉寺的13层铁塔。中国古代在钢铁结构方面虽然有所创建，但在封建制度下，生产力发展极其缓慢。 新中国成立后，随着经济建设的发展，钢结构在重型厂房、大跨度公共建筑、铁路桥梁以及塔桅结构中得到一定的发展。例如我国几个大型钢铁联合企业如鞍山、武汉和包头等钢厂的炼钢、轧钢和连铸车间等都采用钢结构；在公共建筑方面，1975年建成跨度达110米的三向网架结构——上海体育馆、1962年建成直径为94米的圆形双层辐射式悬链结构——北京工人体育馆；桥梁方面，1957年建成的武汉长江大桥和1968年建成的南京长江大桥都采用了铁路公路两用 双层钢桁架桥；在塔桅结构方面，广州、上海等地建造了200米以上的多边形空间桁架钢电视塔。1977年北京建成的环境气象塔是一个高达325米的5层纤绳三角形杆身的钢桅杆结构。 近年来高层和超高层房屋、多层房屋、单层轻型房屋、体育馆、大跨度会展中心、大型客机检修库、自动化高架仓库、城市桥梁和大跨度公路桥梁、粮仓以及海上采油平台等都已采用钢结构。目前已建和在建的高层和超高层钢结构已有30余幢，其中地上88层、高421米的上海金茂大厦的建成，标志着我国超高层钢结构已进入世界前列。在大跨度建筑和单层工业厂房中，网架和网壳等结构等结构的广泛应用，已受到世界各国瞩目，其中上海体育馆马鞍形大悬挑空间钢结构屋盖和北京奥运会主体育馆的建成，更标志着我国的大跨度空间钢结构已进入世界先进行列。桥梁方面，九江长江大桥、上海市卢浦大桥和江阴大桥等桥梁的建成标志着我国已有能力建造各种现代化的桥梁。因此，可以说我国钢结构正处于讯速发展的前期。 二、钢结构的特点 钢结构主要特点是指钢板、热轧型钢、薄壁型钢和钢管等构件组合而成的结构，与其他材料的结构相比，具有如下的特点： 1、材料的强度高、塑性和韧性好 钢材与其他建筑材料诸如混凝土、砖石、木材相比，强度要高很多，特别适用与建造跨度大、高度大和承载重的结构。钢材具有良好的塑性和韧性，钢材的内部组织比较均匀，各方向的物理力学性能基本相同，可视为各向同性材料，钢构件变形过程中能将局部高峰应 力重分配，使应力变化趋于平缓，也能在动力荷载下工作。 2、钢结构的质量轻 钢材的密度虽然比混凝土等建筑材料大，但由于强度很高，密度与屈服点的比值相对较低。因此在承载力相同的条件下，钢结构与混凝土结构相比，构件的体积小，结构的质量冷弯薄壁型钢屋架甚至接近1/10。 3、工业化程度高，施工工期短 钢结构所用材料都可以由专业化的金属结构厂轧制而成各种型材，加工制作简便，准确度和精密度都较高。制成的构件可运到现场拼装，采用焊接或螺栓联接。因构件较轻，故安装方便，施工机械化程度高，施工工期短，为降低造价、发挥投资的经济效益创造了条件。 此外，对已建成的钢结构也比较容易进行改建和加固，用螺栓联接的结构还可以根据需要进行拆迁。 4、密封性好 钢结构采用焊接连接后可以做到安全密封，能够满足一些要求气密性和水密性好的高压容器、大型油库、气柜油罐和管道等的要求。 5、钢结构耐腐蚀性差 钢材在潮湿环境中，特别是在处于有腐蚀性介质的环境中容易腐蚀。因此，新建造的钢结构应定期刷涂料加以保护，维护费用较高。 目前国内正在发展各种高性能的涂料和不易锈蚀的耐候钢，钢结构耐腐蚀性差的问题有望得到解决。 6、钢材耐热性较好但耐火性差 钢材长期经受100度辐射热时，钢材性质变化很小，具有一定的耐热性能，但当温度达到150度以上时，就必须用隔热层加以保护。 钢结构耐火性较差，在火灾中，未加防护的钢结构一般只能维持20分钟左右。因此在需要防火时，应采取防火措施，如在钢结构外面包混凝土或其他防火材料，或在构件表面喷涂防火涂料等。 7、钢结构在低温条件下可能发生脆性断裂 钢结构在低温和某些条件下，可能发生脆性断裂，还有厚板的层状撕裂等，都应引起设计者的特点注意。 二、钢结构的应用范围 钢结构由于其自身的特点和结构形式的多样性，随着我国国民经济的迅速发展，应用范围越来越广。 1、大跨度结构 结构的跨度越大，自重在全部荷载中所占的比例越大。由于钢结