H型鋼是由工字型鋼優(yōu)化發(fā)展而成的一種斷面力學(xué)性能更為優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)型斷面鋼材,尤其斷面與英文字母"H"相同而得名。其特點(diǎn)如下:
一、翼緣寬,側(cè)向剛度大。
二、抗彎能力強(qiáng),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(yīng)力小,無需昂貴的焊接材料和焊縫檢測,節(jié)約鋼結(jié)構(gòu)制作成本30%左右。
五、相同截面負(fù)荷下.熱軋H鋼結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)重量減輕15%-20%。
六、與砼結(jié)構(gòu)相比,熱軋H鋼結(jié)構(gòu)可加大6%的使用面積,而結(jié)構(gòu)自重減輕20%一30%,減少結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)與制作需求。
鋼材具有強(qiáng)度密度比高、延性好等優(yōu)點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于大會(huì)堂、體育館、展覽館、劇院等各種大跨公共建筑的屋蓋結(jié)構(gòu)。大跨建筑結(jié)構(gòu)形式復(fù)雜多樣,是一個(gè)國家建筑科技發(fā)展水平的重要標(biāo)志之一。根據(jù)相關(guān)規(guī)范的規(guī)定,跨度在60m以上的建筑結(jié)構(gòu)稱為大跨結(jié)構(gòu)。
按照全部或部分受力構(gòu)件需要預(yù)先張拉力才能建立結(jié)構(gòu)剛度,可將大跨度結(jié)構(gòu)分為剛性結(jié)構(gòu)體系、柔性結(jié)構(gòu)體系、剛-柔混合結(jié)構(gòu)體系。按照受力特點(diǎn)不同,大跨度結(jié)構(gòu)可分為平面結(jié)構(gòu)體系和空間結(jié)構(gòu)體系兩大類。屬于平面結(jié)構(gòu)體系的主要有:平面桁架、平面剛架、拱結(jié)構(gòu)及部分索結(jié)構(gòu)。屬于空間結(jié)構(gòu)體系的主要有:空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、部分懸索結(jié)構(gòu)、薄膜結(jié)構(gòu)、張拉整體結(jié)構(gòu)等。其中,空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是現(xiàn)代大跨屋蓋結(jié)構(gòu)應(yīng)用多的結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行系統(tǒng)介紹。
碳素結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)鋼少,機(jī)械性能較為優(yōu)良。
碳素結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(xué)性能和加工性能。
鋼結(jié)構(gòu)加固的主要方法有:
減輕荷載、改變計(jì)算圖形、加大原結(jié)構(gòu)構(gòu)件截面和連接強(qiáng)度、阻止裂紋擴(kuò)展等。
當(dāng)有成熟經(jīng)驗(yàn)時(shí),也可采用其他的加固方法。經(jīng)鑒定需要加固的鋼結(jié)構(gòu),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(diǎn)處進(jìn)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(diǎn)加固法。
加固是對整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固,有不改變結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算圖形加固法和改變結(jié)構(gòu)靜力計(jì)算圖形加固法兩類。
增加或加強(qiáng)支承體系,也是對結(jié)構(gòu)體系加固的有效方法。
增加原有構(gòu)件截面的加固方法是費(fèi)料費(fèi)工的方法(但往往是可行的方法);改變計(jì)算簡圖的方法有效且多種多樣,其費(fèi)用也大大下降。