與其他材料的(de)結構相比,鋼結(jié)構有如下一些優點:
(1)鋼(gāng)材材質均勻,計算準確
鋼材在冶煉和軋製過程中質(zhì)量可(kě)以嚴格控(kòng)製,材質波動小,鋼材內部組(zǔ)織(zhī)比(bǐ)較接近於勻質和各向同性體(tǐ),而且在一定(dìng)的應力幅度內幾乎是完全彈性的。因此,鋼結構(gòu)的實(shí)際受力情況與工(gōng)程力學計算結果比較符合,可簡化(huà)為理想彈塑性體(tǐ),計算結果可靠。
(2)鋼結構強度高、質量輕、塑性和韌性好(hǎo)
鋼材與其他建築材料(liào)諸如混凝土、磚石和木材相比,強度要高得多。鋼結構承受同樣荷載(zǎi)時要比其他結構輕。當跨度和荷載(zǎi)均相同(tóng)時,鋼(gāng)屋架的重量僅為鋼筋混凝土屋架的1/4 -1/3,冷彎薄壁型鋼屋架甚至接近1/10。因而鋼結構特別適用於跨度(dù)大或荷載很大(dà)的構件和結(jié)構。鋼材還有塑性和韌性好的特點。塑性好,結構在(zài)一般條件下不會因超載而突然斷裂;韌性好(hǎo),結構對(duì)動力荷載的適(shì)應性強。良好的吸能能力和延性還(hái)使鋼結構(gòu)具有優越的抗震性能。
(3)良好的加工性能和焊接性能
鋼結構具有良好的冷(lěng)熱加工性能和焊接性能(néng),便於在專業(yè)化的金屬結構廠大批量生產出精度較高的構件,然後運至現場安裝,既可保證(zhèng)質量,又可縮短施工周(zhōu)期。
(4)密封性好(hǎo)
鋼材料的氣密性(xìng)、水密性均 良好,可用來(lái)製作壓力容器、管道,甚至載人太空結構。
(5)鋼材的可重複使用(yòng)性
鋼結(jié)構建築是=種新型的節能(néng)環保的建築(zhù)體係,被譽為21世紀的“綠色建築”。材料能(néng)回收循環使用,符合發展節能建築和經濟持(chí)續健康發(fā)展的要求。
(6)鋼材耐熱(rè)性較(jiào)好
經受200℃以下的輻射熱時(shí),鋼材的性能變化不大。
鋼結構具有以下缺點:
(1)耐腐蝕性差
必須對鋼結構(gòu)采取防(fáng)護措施,維護費用較高。在沒有侵蝕性介質的一般廠房(fáng)中,鋼構件經過徹底除鏽並塗上合格(gé)的油漆後,鏽蝕問題並不(bú)嚴重。對處於濕(shī)度大,有侵蝕性介質環境中的(de)結構,可采用耐候鋼(gāng)或不鏽鋼提高(gāo)其抗鏽蝕性能。
(2)有(yǒu)低溫冷脆傾向
厚鋼板焊接節(jiē)點,應力複雜,有低溫脆性破壞傾向。
(3)不耐火
當溫度超過250℃時,會出現變藍、變脆、強度增加的藍脆現象,隨後隨著溫(wēn)度的升高,強度會顯著下降。當溫度達600℃時,鋼(gāng)材進入熱塑性狀態,完全喪失承載能力。有防火要求的建築鋼結構必須采用耐火材料加以保護。
(4)疲勞和穩定性問題較突(tū)出
鋼構件常較柔細,或為薄壁構件,穩定問題需(xū)要關(guān)注。由於存在材料(liào)缺陷、應力集中、焊接殘餘應力、變(biàn)形或(huò)開孔等,鋼(gāng)結構的疲勞斷裂問題也(yě)比較突出。