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鋼結構是土木工程的主要結構類型之一,廣泛應用于房屋建筑、地下建筑、橋梁、塔桅、海洋平臺、礦山建筑、水工建筑、四倉儲斗、氣柜油箱和容器管道。
以下缺點有時會影響鋼結構的應用:
?。?)鋼材價格相對昂貴:采用鋼結構后,結構成本增加,往往影響業(yè)主的選擇。事實上,上部結構成本占項目總投資的比例很小,鋼結構與鋼筋混凝土結構之間的結構成本差價占項目總投資的比例較小。以高層建筑為例,前者約為10%,后者不到2%。顯然,結構成本的單一因素不應作為決定使用哪種材料的主要依據(jù)。
?。?)耐腐蝕性差。新建鋼結構一般每隔一段時間刷一次,維護成本較高。目前,各種高性能涂料和耐候鋼正在國內(nèi)外開發(fā)中,鋼結構耐腐蝕性差的問題將得到解決。
(3)耐火性差。鋼結構耐火性差。在火災中,未經(jīng)保護的鋼結構只能維持20分鐘左右。因此,當需要防火時,應采取防火措施,如在鋼結構外包裝混凝土或其他防火材料。或在構件表面噴涂防火涂料。目前,國內(nèi)外正在開發(fā)耐火性好的耐火鋼,以降低防火措施的成本。
應用特點
?。?)強度高,重量輕。與混凝土和木材相比,鋼材雖然密度大,但強度大,混凝土和木材要高得多,密度和強度的比例一般小于混凝土和木材。因此,與鋼筋混凝土結構和木結構相比,鋼結構截面積小,重量輕。
(2)材料性能好,可靠性高。鋼材由鋼廠生產(chǎn),質量控制嚴格,材料均勻性好,塑性和韌性好,符合理想的各向同性彈性塑性材料。因此,目前采用的計算理論能更好地反映鋼結構的實際工作性能和高可靠性。
(3)工業(yè)化程度高,工期短。鋼結構均為工廠生產(chǎn),具有大批量生產(chǎn)和成品精度高的特點;采用工廠制造和現(xiàn)場安裝的施工方法,有效縮短工期,為降低成本、充分發(fā)揮投資經(jīng)濟效益創(chuàng)造條件。
(4)密封性能好。鋼結構采用焊接連接,實現(xiàn)安全密封,能滿足高壓容器、大型油庫、氣柜油罐、管道等要求。氣密性和水密性好。
?。?)具有良好的抗震性能。鋼結構重量輕,結構體系相對柔軟,地震作用小,鋼抗拉強度高,塑性和韌性好。因此,在國內(nèi)外以往的地震中,鋼結構是一種損傷較輕的結構,被公認為足部抗震設防區(qū),特別是強震區(qū)。