工字鋼是一種“工”字形截面型鋼,上下翼緣內表面有傾斜度,一般為1:6,使得翼緣外薄而內厚,因此造成工字鋼在兩個主平面的截面特性相差巨大,在應用中難以發(fā)揮剛才的強度特性。雖然工字鋼市場上上也出現了加厚工字鋼,但工字鋼的結構已經決定了其抗扭性能短板。
H型鋼是當今鋼結構建筑中應用廣泛的型材,它與工字鋼相比有很多區(qū)別。首先是翼緣,其次翼緣內表面沒有傾斜度,上下表面平行。H型鋼的截面特性要明顯優(yōu)于 傳統的工字鋼、槽鋼和角鋼。
H型鋼,是一種截面面積分配更加優(yōu)化、強重比更加合理的經濟斷面型材,因其斷面與英文字母“H”相同而得名。H型鋼的兩條 外邊內側沒有斜度,是平直的。這使得H型鋼的焊接拼接比工字鋼操作簡單,單位重量的力學性能更好,可以節(jié)省大量的材料和施工時間。
工字鋼截面受直壓力好,耐拉,但是截面尺寸因翼板太窄,不能抗扭。H鋼則反之,兩者各有優(yōu)劣。
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,空間網格結構是現代大跨屋蓋結構應用多的結構體系,其典型代表有網架、網殼、立體管桁架。本書將對大跨度鋼結構設計進行系統介紹。
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。
粘貼加固技術具有明顯的優(yōu)勢:(1)比強度和比剛度高,加固后基本不增加原結構的自重和原構件的尺寸;(2)復合材料具有良好的性能和耐腐蝕性能;(3)柔性的復合材料對于任意封閉結構和形狀復雜的被加固結構表面具有特別的優(yōu)勢。密封性好,減少了滲漏甚至腐蝕的隱患;(4)簡便易行、成本低在狹小空間亦可施工,特別適合現場(5)施工過程中無明火,適用于各種特殊環(huán)境。