H型鋼是由工字型鋼優(yōu)化發(fā)展而成的一種斷面力學性能更為優(yōu)良的經(jīng)濟型斷面鋼材,尤其斷面與英文字母"H"相同而得名。其特點如下:
一、翼緣寬,側(cè)向剛度大。
二、抗彎能力強,比工字鋼大約5%-10%。
三、翼緣兩表面相互平行使得連接、加工、安裝簡便。
四、 與焊接工字鋼相比,成本低,精度高,殘余應力小,無需昂貴的焊接材料和焊縫檢測,節(jié)約鋼結構制作成本30%左右。
五、相同截面負荷下.熱軋H鋼結構比傳統(tǒng)鋼結構重量減輕15%-20%。
六、與砼結構相比,熱軋H鋼結構可加大6%的使用面積,而結構自重減輕20%一30%,減少結構設計內(nèi)力。
七、H型鋼可加工成T型鋼,蜂窩梁可經(jīng)組合形成各種截面形式,滿足工程設計與制作需求。
鋼材具有強度密度比高、延性好等優(yōu)點。鋼結構廣泛應用于大會堂、體育館、展覽館、劇院等各種大跨公共建筑的屋蓋結構。大跨建筑結構形式復雜多樣,是一個國家建筑科技發(fā)展水平的重要標志之一。根據(jù)相關規(guī)范的規(guī)定,跨度在60m以上的建筑結構稱為大跨結構。
按照全部或部分受力構件需要預先張拉力才能建立結構剛度,可將大跨度結構分為剛性結構體系、柔性結構體系、剛-柔混合結構體系。按照受力特點不同,大跨度結構可分為平面結構體系和空間結構體系兩大類。屬于平面結構體系的主要有:平面桁架、平面剛架、拱結構及部分索結構。屬于空間結構體系的主要有:空間網(wǎng)格結構、部分懸索結構、薄膜結構、張拉整體結構等。其中,空間網(wǎng)格結構是現(xiàn)代大跨屋蓋結構應用多的結構體系,其典型代表有網(wǎng)架、網(wǎng)殼、立體管桁架。本書將對大跨度鋼結構設計進行系統(tǒng)介紹。
碳素結構鋼是含碳小于0.8%的碳素鋼,這種鋼中所含的硫、磷及非金屬夾雜物比碳素結構鋼少,機械性能較為優(yōu)良。
碳素結構鋼按含碳量不同可分為三類:低碳鋼(C≤0.25%)、中碳鋼(C為0.25-0.6%)和高碳鋼(C>0.6%)。
碳素結構鋼按含錳量不同分為正常含錳量(含錳0.25%-0.8%)和較高含錳量(含錳0.70%-1.20%)兩組,后者具有較好的力學性能和加工性能。
鋼結構加固的主要方法有:
減輕荷載、改變計算圖形、加大原結構構件截面和連接強度、阻止裂紋擴展等。
當有成熟經(jīng)驗時,也可采用其他的加固方法。經(jīng)鑒定需要加固的鋼結構,根據(jù)損害范圍一般分為局部加固和加固。
局部加固是對某承載能力不足的桿件或連接節(jié)點處進行加固,有增加桿件截面法、減小桿件自由長度法和連接節(jié)點加固法。
加固是對整體結構進行加固,有不改變結構靜力計算圖形加固法和改變結構靜力計算圖形加固法兩類。
增加或加強支承體系,也是對結構體系加固的有效方法。
增加原有構件截面的加固方法是費料費工的方法(但往往是可行的方法);改變計算簡圖的方法有效且多種多樣,其費用也大大下降。