浅谈钢结构在土木工程中的应用

浅谈钢结构在土木工程中的应用1、土木工程中钢结构的特点　1.1 强度 一般来说，结构构件承受或者容纳作用效应的能力是由材料的强度来决定的。可以利用有关的国家标准来确定结构钢的构件性能，这些标准中列出

浅谈钢结构在土木工程中的应用 1 、土木工程中钢结构的特点 1.1 强度一般来说，结构构件承受或者容纳作用效应的能力是由材料的强度来决定的。 可以利用有关的国家标准来确定结构钢的构件性能，这些标准中列出了钢结构可使用的材料， CSAASTMstandardA992/A992MCAN/CSA 比如建筑结构钢要满足标准或者 G40.20/C40.21 等相关标准的要求。近几年来，建筑用钢发生了很大的变化，过去的建筑结 CISC(2006) 构所用的抗拉强度以及屈服强度相关数据均摘自于历史记录，而目前加拿大对 78 于工程结构钢以及普通建筑结构钢的标准定出个钢种和个强度级别。根据屈服强度其范 260~700Mpa 围为。不过并不是全部的钢种都有所有的强度级别，因此如果是一个特定的建 筑钢结构设计，那么对钢种类型和强度级别的选择就非常重要。从整体来说，采用钢结构可 以减少物料消耗、减轻结构自重、降低支撑部件与地基的尺寸，最终降低整个建筑的结构成 本。 1.2 刚度振动、变形等适用性参数由构件的刚度来决定，进而由结构体系的刚度来决 定。结构体系的实际刚度又由其构件和连接件的分布来决定。不过简单说来，构件的刚度由 200GPa 材料的几何截面特性以及材料的弹性模量来决定，结构钢的弹性模量通常为。而普 20-40Gpa20-28GPa; 通密度抗压强度在范围内的混凝土其弹性模量通常在范围内即使对于 40-45GPa 高强度混凝土来说，其弹性模量也不过在之间，由此可见，钢结构的钢性是混凝 土的十倍及五倍左右，所以钢结构的刚性有着显着的优势。 1.3 延性延性指的是某种材料拉伸的过程中无断裂的塑性变形能力。一般情况下延性 是结构设计中，特别是抗震设计中比较重要的特性参数，地震中幸存的建筑物直接依赖于主 要结构框架经历大的非弹性变形时的滞后耗能性。钢结构可以说是目前使用最广泛的、韧性 最好的工程材料之一。不过材料内在的延性并不一定都会转化为建筑结构的内在延性，因此 要充分认识到这一点，采取适当的设计策略和可靠、稳定的滞消机制。通常一个设计具有延 性响应就要有足够的材料截面、材料延性以及结构延性和构件延性。延性值的能力和需求要 ()() 与变延性水平、曲率延性构件延性以及位移延性结构延性所匹配。不过虽然钢结构的应 变延性比较高，但是因为受弯构件的受力不稳定，所以构件的曲率延性经常不足。 1.4 韧性衡量材料断裂前吸收能量以及塑性变形的能力的指标就是韧性。它可以抵抗 缺口部位的不稳定裂纹的扩展。韧性通常表示钢结构在制造、安装以及使用过程中可以承受 比较大的工业变形，是钢结构一个很重要的特点。正是因为钢构件的韧性才使其在弯曲、剪 切、冲孔、锻造、钻孔等制作过程中降低了产生裂纹的可能性。钢结构足够的断裂韧性是必 须具备的，特别对受到交变荷载以及冲击荷载的建筑结构来说更要具备此特性。钢结构的断 裂韧性对于温度条件很敏感，并且随着温度的减小而降低。所以在天气寒冷的地区设计钢结 构，首先要考虑韧性。相对来说，低碳铌钢比高碳钢成分钢更能改善韧性。 1.5 整体由上可知，无论是从刚度、强度还是在延性方面，钢结构都要优于钢筋混凝 土，并且钢结构可以比较容易建构出有异国风情的建筑形式，通常钢结构系统可以提供最佳 的设计灵活性以及最大的空间利用率。钢结构的另一个优点就是：它还是一个理想的悬臂施 工体系。适当的应用空腹钢铁托架以及构件腹板开孔，可以为管道以及其它供电线路提供通