鋼材的特點是強度高、自重輕、整體剛度好、變形能力強,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,最符合一般工程力學(xué)的基本假定;材料塑性、韌性好,可有較大變形,能很好地承受動力荷載;建筑工期短;其工業(yè)化程度高,可進行機械化程度高的專業(yè)化生產(chǎn)。
鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)研究高強度鋼材,大大提高其屈服點強度;此外要軋制新品種的型鋼,例如H型鋼(又稱寬翼緣型鋼)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。
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H型鋼
H型鋼分為熱軋H型鋼 和焊接H型鋼(H)兩種, 熱軋H型鋼又分為寬翼緣H型鋼(HW), 中翼緣H型鋼(HM)和窄翼緣H型鋼(HN)三種, H型鋼是一種截面面積分配更加優(yōu)化、強重比更加合理的經(jīng)濟斷面高效型材, 因其斷面與英文字母“H”相同而得名。
用途:由于H型鋼的各個部位均以直角排布, 因此H型鋼在各個方向上都具有抗彎能力強、施工簡單、節(jié)約成本和結(jié)構(gòu)重量輕等優(yōu)點,主要運用于各種民用和工業(yè)建筑結(jié)構(gòu);各種大跨度的工業(yè)廠房和現(xiàn)代化高層建筑,尤其是地震活動頻繁地區(qū)和高溫工作條件下的工業(yè)廠房;要求承載能力大、截面穩(wěn)定性好、跨度大的大型橋梁;重型設(shè)備;高速公路;艦船骨架;礦山支護;地基處理和堤壩工程;各種機器構(gòu)件。
特點:H型鋼的腹板厚度比腹板同樣高的普通工字鋼小,翼緣寬度比腹板同樣高的普通工字鋼大,因此又得名寬緣工字鋼。由形狀所決定,H型鋼的截面模數(shù)、慣性矩及相應(yīng)的強度均明顯優(yōu)于同樣單重的普通工字鋼。用在不同要求的金屬結(jié)構(gòu)中,不論是承受彎曲力矩、壓力負荷、偏心負荷都顯示出它的優(yōu)越性能,可較普通工字鋼大大提高承載能力,節(jié)約金屬10%~40%。H型鋼的翼緣寬、腹板薄、規(guī)格多、使用靈活,用于各種桁架結(jié)構(gòu)中可節(jié)約金屬15%~20%。由于其翼緣內(nèi)外側(cè)平行,緣端呈直角,便于拼裝組合成各種構(gòu)件,從而可節(jié)約焊接、鉚接工作量25%左右,能大大加快工程的建設(shè)速度,縮短工期。
箱型梁柱
箱型柱,因為其形狀如一個大的鐵箱,因此而得名。一般鋼結(jié)構(gòu)上用作梁或者柱子,具體的圖紙會有所區(qū)別及變化。有的如“#”型,四邊都出來的,也有的如“口”,當(dāng)然也有半封口的。所以進行箱型柱的加工一定要有圖紙,而且有的還要在柱里面加上一些筋板之類的。也有人用大的方矩管代替箱型柱的。但生產(chǎn)能力限制,往往厚度達不到要求的。大多數(shù)的箱型柱是指埋弧焊接的,三條縫中有一條要特殊焊接,難度會比較大。
箱型梁的截面形狀和通常的箱子截面一樣, 一般由蓋板、腹板、底板以及隔板組成, 其材料有鋼材和予應(yīng)力鋼筋混凝土兩種, 箱梁結(jié)構(gòu)的基本概念在于全部上部結(jié)構(gòu)變?yōu)檎w的空心梁, 而當(dāng)主要荷載通過箱型梁上的任何位置時, 空心梁的所有部分(梁肋,頂板和底板)作為整體同時參加受力。
箱型截面具有良好的抗彎和抗扭特性, 箱形截面的頂板和底板是結(jié)構(gòu)提供抗彎能力的主要部位, 箱梁腹板主要承受結(jié)構(gòu)的彎曲剪應(yīng)力以及扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力引起的主拉應(yīng)力, 與同截面的實腹梁相比, 自重輕, 耗材少, 抗彎性好, 適用于建筑、機械制造、房屋建筑、鋼結(jié)構(gòu)工程等項目。