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鋼結構的主流發展趨勢
建筑的應用已經有了很大的發展,今后在建筑中更多地采用鋼結構成為主流趨勢。鋼結構的發展趨勢具體可表現在以下幾個方面:
(1)研制高強度鋼材。應用高強度鋼材,對大(跨度)、高(聳)、重(型)的結構非常有利。我國目前普遍應用的鋼材是碳素結構鋼中的Q235鋼和低合金結構鋼中的16Mn鋼,其屈服點分別為235N/mm2和345N/mm2。但是與國外高強度鋼材相比,當前仍有較大差距。(2)軋制新品種型鋼。我國鋼結構一貫采用普通工字鋼、槽鋼和角鋼等型鋼。由于其截面形式和尺寸的限制,在應用時材料很難充分合理地發揮作用。因此,應大力軋制并應用新品種型鋼,如H型鋼、T型鋼、壓型鋼板和薄壁型鋼等。
(3)改進設計方法。經過鋼結構工程技術人員多年來的勤奮工作,已頒行的《鋼結構設計規范》(GB50017—2003)做了較多的改進。如在設計方法上采用了當前國際上結構設計最先進的方法,以概率理論作為基礎的極限狀態設計方法。我國已能較好地掌握運用現代科技的測試和計算技術,使鋼結構的計算方法反映結構的實際工作情況,從而更合理地使用材料。
(4)采用新型結構。網架結構能有效地跨越較大空間,但目前所用跨度多在60m以內,在工業建筑中應用還不夠普遍。懸索結構造型美觀,對建筑平面圖形適應性強,由于主要承重構件受拉,所以可最大限度地利用材料,用鋼量很低。預應力鋼結構是在結構體系中增加少量高強度鋼材,并對其施加適當的預應力,從而增加結構的承載能力,是大跨度結構節約鋼材的一種有效方法。但我國目前采用這種新型鋼結構的還很少,需做進一步的推廣。將鋼和混凝土組合起來共同受力并發揮各自的長處,可有效地節約材料。除壓型鋼板組合樓蓋外,目前推廣應用的還有組合梁和鋼管混凝土柱等。
(5)應用優化原理。隨著電子計算機的廣泛應用,已使確定優化的結構形式和優化的截面形式成為可能,從而取得極大的經濟效果。如用計算機解得起重機梁優化的截面尺寸所用鋼材比過去的標準設計節省5%~10%。
(6)構件的定型化、系列化、產品化。從設計著手,結合制造工藝,將一些易于定型化、標準化的產品規格統一,從而便于互換和大量制造成系列化產品,以達到批量生產、降低造價。
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