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钢结构分类和应用详解

日期: 2019-10-02
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钢结构的合理应用不仅取决于钢结构本身的特性,还取决于国民经济发展的具体情况。过去由于我国钢产量不能满足国民经济各部门的需要,钢结构的应用受到限制。随着我国钢产量的大幅提高,同时结构形式与设计手段逐年改进创新,钢结构在近年得到极大推广。按照不同的标准,对钢结构有不同的分类,下面按其应用领域进行分类说明。

1)民用建筑钢结构

民用建筑钢结构以房屋钢结构为主要对象。按传统的耗钢量大小可分为普通钢结构、重型钢结构和轻型钢结构。重型钢结构指采用大截面和厚板的结构,如高层钢结构、重型厂房和某些公共建筑等;轻型钢结构指采用轻型屋面和墙面的门式刚架房屋、某些多层建筑、薄壁压型钢板、拱壳屋盖等,网架、网壳等空间结构也可属于轻型钢结构范畴。除上述钢结构主要类型外,还有索膜结构、玻璃幕墙支承结构、组合和复合结构等。按照中国钢结构协会的分类标准,民用建筑结构又可分为高层钢结构、大跨度空间钢结构、钢-混凝土组合结构、索膜钢结构、钢结构住宅、幕墙钢结构等。

2)一般工业建筑钢结构

一般工业建筑钢结构主要有单层厂房、双层厂房、多层厂房等,也包括用于重型车间的承重骨架,通常由檩条、天窗架、屋架、托架、柱、吊车梁(桁架)、各种支撑及墙架等构件组成。例如,冶金工厂的平炉车间,重型机械厂的铸钢车间,造船厂的船体车间,电厂的锅炉框架,飞机制造厂的装配车间,以及其他跨度较大的车间屋架、吊车梁等。我国鞍钢、武钢、包钢和上海宝钢等著名的冶金联合企业的许多车间都采用了各种规模的钢结构厂房,上海重型机械厂、上海江南造船厂中也都有高大的钢结构厂房。

3)桥梁钢结构

钢桥建造简便、迅速,易于修复,因此钢结构广泛用于中等跨度和大跨度桥梁。桥梁钢结构的主要形式有:桁架式桥、箱型梁桥、拱形桥梁、斜拉桥和悬索桥。著名的杭州钱塘江大桥(1934—1937年,茅以升设计)是我国最早自行设计的钢桥。此后的武汉长江大桥(1957年)、南京长江大桥(1968年)均为钢结构桥梁,其规模和难度都举世闻名,标志着我国钢结构桥梁事业步入世界先进行列。现在我国钢桥的建设,不管是铁路桥梁、公路桥梁还是市政桥梁,都取得了长足发展。我国新建和在建的钢桥,在建设跨度、规模、难度和施工水平都达到了一个新的高度。

4)密闭压力容器钢结构

密闭压力容器钢结构主要用于要求能承受很大内力的密闭容器,如储液罐、煤气库等壳体;温度急剧变化的高炉结构、大直径高压输油管和煤气管道等均采用钢结构。

5)塔桅钢结构

塔桅钢结构是指高度较大、横断面相对较小的结构,它以水平荷载(特别是风荷载)为结构设计的主要依据,按照结构形式可分为自立式塔式结构和拉线式桅式结构。如无线电桅杆、微波塔、广播和电视发射塔架、高压输电线路塔架化工排气塔、石油钻井架、大气监测塔、旅游瞭望塔、火箭发射塔等。此外,广播电视塔桅结构工程技术也不断发展,如中央电视塔、上海东方明珠电视塔、广州新电视塔。这些结构除了自重轻,便于组装外,还因构件截面小而大大减小了风荷载,因此取得了很好的经济效益。

6)船舶海洋钢结构

船舶海洋钢结构基本上可分为舰船和海洋工程装置两大类。海洋钢结构主要用于资源勘测、采油作业、海上施工、海上运输、海上潜水作业、生活服务、海上抢险救助以及海洋调查等。近些年,我国研制了高技术、高附加值的大型与超大型新型船舶,具有先进技术的战斗舰船以及具有高风险、高投入、高回报、高科技、高附加值的海洋工程装置等。

7)水利钢结构钢结构

在水利工程中用于以下方面:①钢闸门,用来关闭、开启或局部开启水工建筑物中过水孔口的活动结构;②拦污栅,主要包括拦污栅栅叶和栅槽两部分,栅叶结构是由栅面和支承框架组成;③升船机,是不同于船闸的船舶通航设施;④压力管,是从水库、压力前池或调压室向水轮机输送水流的水管。

8)煤炭电力钢结构

发电厂中的钢结构主要用于以下方面:干煤棚、运煤系统皮带机支架、火电厂主厂房、管道、烟风道及其钢支架、烟气脱硫系统、粉煤灰料仓、输电塔;风力发电中的风力发电机、风叶支柱;垃圾发电厂中的焚烧炉;核电站中的压力容器、钢烟囱、水泵房、安全壳等。

9)钎具和钎钢

钎具也可称为钻具,由钎头、钎杆、连接套、钎尾组成。它是钻凿、采掘、开挖用的工具,有近千个品种规格,用于矿山、隧道、涵洞、采石、城建等工程中。钎钢是制作钎具的原材料,也有近百个品种规格。钎具按照凿岩工作的方式又可分为冲击式钎具、旋转式钎具、刮削式钎具等。

10)地下钢结构

地下钢结构主要用于桩基础、基坑支护等,如钢管桩、钢板桩等。

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