在全球范围内,特别是发达国家和地区,钢结构在建筑工程领域中得到合理、广泛的应用。钢结构建筑已成为国际现代化都市建筑发展的主流,特别是随着结构解析和钢构技术的提升,这种趋势更加明显。
钢结构是从材质到结构,整体建筑类型,适用于大型的厂房,超高层建筑,结构整体的强度高,自重轻。
一、材料方面。钢结构重量轻。钢结构的容重虽然较大,但与其它建筑材料相比,它的强度却高很多,因而当承受的荷载和条件相同时,钢结构要比其它结构轻,便于运输和安装,并可跨越更大的跨度。传统建筑业主要用土木,以土为原料制成砖瓦,以煅烧石灰石生产石灰,利用砂石和水泥配制混凝土,利用钢筋和混凝土制成钢筋混凝土构件;而钢结构的材料,不像传统建筑业采用大量的地方材料,而是由现代冶金业提供的各类钢材、铝材以及各种合金,都是现代工业的产品。还有各类焊剂和现代化工生产的各种涂装材料、塑料、粘结剂等。钢构材料标准精确,检验要求高,储存、运输、加工条件严格,大多需要机械化操作。
二、结构制作安装。钢结构制造简便,易于采用工业化生产,施工安装周期短。钢结构由各种型材组成,制作简便。大量钢结构都在专业化的金属结构制造厂中制造;精确度高。制成的构件运到现场拼装,采用螺栓连接,且结构轻,故施工方便,施工周期短。此外,已建成的钢结构也易于拆卸、加固或改造。
三、钢材更接近于匀质和各向同性体。钢材的内部组织比较均匀,非常接近匀质和各向同性体,在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的。这些性能和力学计算中的假定比较符合,所以钢结构的计算结果较符合实际的受力情况。
四、由于在工厂制作,可以利用现代制作业的各种加工手段包括焊接、栓接、铸钢、热弯冷弯、热轧冷轧等,可以利用各种检测手段包括理化试验、超声探伤、射线探伤、磁粉探伤等,使加工的构件更精确,质量更有保证。钢结构的密封性好。钢结构的气密性和水密性较好。
五、钢结构的耐热性好,但防火性能差。钢材耐热而不耐高温。随着温度的升高,强度就降低。当周围存在着辐射热,温度在150度以上时,就应采取遮挡措施。如果一旦发生火灾,结构温度达到500度以上时,就可能全部瞬时崩溃。为了提高钢结构的耐火等级,通常都用混凝土或砖把它包裹起来。
六、钢材易于锈蚀,应采取防护措施。钢材在潮湿环境中,特别是处于有腐蚀介质的环境中容易锈蚀,必须刷涂料或镀锌,而且在使用期间还应定期维护。