以鋼材制作為主的結(jié)構(gòu),是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一。鋼材的特點是強度高、自重輕、剛度大,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(jìn)行機械化程度高的專業(yè)化生產(chǎn);
加工精度高、效率高、密閉性好,故可用于建造氣罐、油罐和變壓器等。其缺點是耐火性和耐腐性較差。主要用于重型車間的承重骨架、受動力荷載作用的廠房結(jié)構(gòu)、板殼結(jié)構(gòu)、高聳電視塔和桅桿結(jié)構(gòu)、橋梁和倉庫等大跨度結(jié)構(gòu)、高層和超高層建筑等。
鋼結(jié)構(gòu)今后應(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。
鋼結(jié)構(gòu)又分輕鋼和重鋼。判定沒有一個統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),很多有經(jīng)驗的設(shè)計師或項目經(jīng)理也常常不能完全說明白,可以以一些數(shù)據(jù)綜合考慮并加以判斷。
(1) 摩擦系數(shù):,其中F為抗滑移試驗所測得的使試件產(chǎn)生初始 滑移的力,nf為摩擦面數(shù), 為與F對應(yīng)的高強螺栓擰緊預(yù)拉力實測 值之和。
(2) 扭矩系數(shù):,其中d為高強螺栓公稱直徑(mm),M為施加扭矩值(N﹒M ),P為螺栓預(yù)緊力。10.9級高強度大六角螺栓連接必須保證扭矩系數(shù)K的平均值為0.110~0.150。其標(biāo)準(zhǔn)偏差應(yīng)小于等于0.010。
(3) 初擰扭矩:為了縮小螺栓緊固過程中鋼板變形的影響,可用二次擰緊來減小先后擰緊螺栓之間的相互影響。高強螺栓第一次擰為初擰,使其軸力宜達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)軸力的60%~80%。
(4) 終擰扭矩:高強螺栓最后緊固用的扭矩為終擰扭矩??紤]各種預(yù)應(yīng)力的損失,終擰扭矩一般比按設(shè)計預(yù)拉力作理論計算的扭矩值大5%~10%。
鋼結(jié)構(gòu)工程施工中質(zhì)量問題的缺點
(一)復(fù)雜性
鋼結(jié)構(gòu)工程項目施工質(zhì)量問題的復(fù)雜性,主要表現(xiàn)在引發(fā)質(zhì)量問題的因素繁多,產(chǎn)生質(zhì)量問題的原因也復(fù)雜,即使是同一性質(zhì)的質(zhì)量問題,原因有時也不一樣,從而質(zhì)量問題的分析、判斷和處理增加了復(fù)雜性。例如焊接裂縫,其既可發(fā)生在焊縫金屬中,也可發(fā)生在母材熱影響中,既可在焊縫表面,也可在焊縫內(nèi)部;裂縫走向既可平行于焊道,也可垂直于焊道,裂縫既可能是冷裂縫,也可能是熱裂縫;產(chǎn)生原因也有焊接材料選用不當(dāng)和焊接預(yù)熱或后熱不當(dāng)之分。
(二)嚴(yán)重性
鋼結(jié)構(gòu)工程項目施工質(zhì)量問題的嚴(yán)重性表現(xiàn)在:一般的,影響施工順利進(jìn)行,造成工期延誤,成本增加,嚴(yán)重的,建筑物倒塌,造成人身傷亡,財產(chǎn)受損,引起不良的社會影響。
(三)可變性
鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量問題還將隨著外界變化和時間的延長而不斷地發(fā)展變化,質(zhì)量缺陷逐漸體現(xiàn)。例如,鋼構(gòu)件的焊縫由于應(yīng)力的變化,使原來沒有裂縫的焊縫產(chǎn)生裂縫:由于焊后在焊縫中有氫的活動的作用便可產(chǎn)生延遲裂縫。又如構(gòu)件長期承受過載,則鋼構(gòu)件要產(chǎn)生下拱彎曲變形,產(chǎn)生隱患。