钢结构是钢材制成的工程结构,通常由型钢和钢板等制成的梁、桁架、柱、板等构件组成,各部分之间用焊缝、螺栓或铆钉连接。有些钢结构还部分采用钢丝绳或钢丝束。

钢结构与钢-混凝土混合结构、木结构和砖石等砌体结构都是工程结构的不同分支。它们之间有许多共同性,如在结构体系、内力分析和设计程序等方面大体是相同的。但由于材料性质的不同、原材料和构件截面形状的不同,也有其特殊性,例如在结构形式、构件计算方法、构件连接方法和构造处理方法等方面都有显著差别。学习钢结构时应注意它的特殊点。

钢结构具有下述优缺点。

①强度高,自重轻。尽管钢材的密度较大,但其强度较高,弹性模量亦高,因而钢结构构件所需截面较小,钢材容重与其设计强度的比值也就相对较小,所以自重轻,便于运输、安装和拆卸。特别适用于大跨度和高耸结构(如桥梁、高耸建筑),也适用于活动结构(如钢闸门、工地活动板房等)。

②材质均匀,可靠性高。钢材组织均匀,其物理力学特性接近于各向同性。钢材由钢厂生产,生产过程控制严格,质量比较稳定。同时,钢材的抵抗变形能力较强,是一种理想的弹塑性材料,与一般变形固体力学对材料性能所做的基本假定吻合度高。因此,钢结构的实际工作性能比较符合目前采用的理论计算结果,钢结构可靠性较高。

③塑性和韧性好。钢结构的抗拉和抗压强度相同,塑性和韧性均好,适于承受冲击和动力荷载,有较好的抗震性能。

④便于机械化制造。钢结构由轧制型材和钢板在工厂制成,便于机械化制造,生产效率高,速度快,成品精确度较高,质量易于保证,是工程结构中工业化程度最高的一种结构。(www.daowen.com)

⑤安装方便,施工期限短。钢结构安装方便,施工期限短,可尽快地发挥投资的经济效益。

⑥密封性好。钢结构的密封性较好,容易做成密不漏水和密不漏气的常压和高压容器结构和大直径管道。

⑦耐热性较好。结构表面温度在200℃以内时,钢材强度变化很小,因而钢结构适用于热车间。但结构表面长期受辐射热达150℃时,应采用隔热板加以防护。

⑧耐火性差。钢结构耐火性较差,钢材表面温度达300～400℃以后,其强度和弹性模量显著下降,600℃时几乎降到零。当耐火要求较高时,需要采取保护措施,如在钢结构外面包混凝土或其他防火板材,或在构件表面喷涂一层含隔热材料和化学助剂等的防火涂料,以提高耐火等级。

⑨耐锈蚀性差。钢结构耐锈蚀性较差,特别在潮湿相有腐蚀性介质的环境中,容易锈蚀,需要定期维护,增加了维护费用。