鋼結(jié)構(gòu)建筑的特點
建筑結(jié)構(gòu)是否安全可靠，不但涉及到生命和財產(chǎn)的安全，還會造成一定的社會影響因此，我們首先要對建筑結(jié)構(gòu)的特點有一個全面的了解。由于鋼結(jié)構(gòu)主要是由鋼板、熱軋 型鋼或冷彎薄壁型鋼，通過各種連接、制造、組裝而成，與其他材料的建筑結(jié)構(gòu)相比，具有不同的特點。
一、鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點
1、強度高，質(zhì)量輕
建筑鋼材與其他建筑材料諸如混凝土、磚石和木材相比，強度要高得多，彈性模也高，因此結(jié)構(gòu)構(gòu)件質(zhì)量輕且截面小。結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)性可以用材、料的質(zhì)量密度與強度的比值α。來衡量，α值越小，結(jié)構(gòu)相對越輕。建筑鋼材的α值為1.7x10-4 m-1，木材為5.4x10-4 m-1 ，鋼筋混凝土約為18x10-4 m-1 。以相同跨度且承受同樣荷載的簡支屋架為例，鋼屋架的重量最多不過是鋼筋混凝土屋架的1/4~1/3 ，冷彎薄壁型鋼屋架甚至接近 1/10。
由于在同樣受力條件下的鋼結(jié)構(gòu)自重輕，不但可以顯著減小地震作用，進而減小結(jié)構(gòu) 內(nèi)力，還可以降低基礎(chǔ)的造價，這個優(yōu)勢在軟土地區(qū)更加明顯。此外，構(gòu)件輕巧也便于運 輸和安裝。因此，鋼結(jié)構(gòu)特別適用于超高層、大跨度建筑，重型工業(yè)廠房，以及橋梁、塔桅等構(gòu)筑物，國內(nèi)外有許多著名建筑均采用鋼結(jié)構(gòu)或鋼與其他材料組成的組（混）合結(jié)構(gòu)。
2、材料均勻，塑性、韌性好，抗震性能優(yōu)越
由于鋼材組織均勻，接近各向同性，而且在一定的應(yīng)力幅度內(nèi)幾乎是完全彈性的，彈性模量大，有良好的塑性和韌性，為理想的彈性—塑性體。鋼結(jié)構(gòu)的實際工作性能比較符合目前采用的理論計算模型，因此可靠性高。
鋼材塑性好，可以使鋼結(jié)構(gòu)不會因偶然超載或局部超載而突然斷裂破壞：鋼材韌性 好，有利于鋼結(jié)構(gòu)適應(yīng)振動荷載，地震區(qū)房屋采用鋼結(jié)構(gòu)比其他材料的工程結(jié)構(gòu)更耐震。鋼結(jié)構(gòu)一般是地震中損壞最少的結(jié)構(gòu)，表 框架與混凝土框架的破壞對比情況，即能說明這一點。
3、制造簡單，工業(yè)化程度高，施工周期短
鋼結(jié)構(gòu)所用的材料單純，且多是成品或半成品材料，加工比較簡單，并能夠使用機械操作，易于定型化、標(biāo)準(zhǔn)化，工業(yè)化生產(chǎn)程度高。因此，鋼構(gòu)件一般在專業(yè)化的金屬結(jié)構(gòu) 加工廠制作完成，精度高，質(zhì)量穩(wěn)定，勞動強度低。
鋼構(gòu)件在工地拼裝時，多采用簡單方便的焊接連接或螺栓連接，鋼構(gòu)件與其他材料構(gòu)件的連接也比較方便。有時鋼構(gòu)件還可以在地面拼裝成較大的單元甚至拼裝成整體后再進行吊裝，可以顯著降低高空作業(yè)量，縮短施工工期。施工周期短，使整個建筑更早地投入使用，不但可以縮短資金流動周期，而且提前收到投資回報，綜合效益高。
4、 密閉性好
鋼材及其連接（如焊接）的水密性和氣密性都比較好，適宜做要求密閉的板殼結(jié)構(gòu)，如高壓容器、油庫、氣柜、管道等。
5、 構(gòu)件截面小，有效空間大
由于鋼材的強度高，構(gòu)件截面小，所占空間也就小。以相同受力條件的簡支梁為例，混凝土梁的高度通常是跨度的1/10~1/12.而鋼梁約為1/16~1/12,如果鋼梁有足構(gòu)的側(cè)向支撐甚至以達到1/20.有效增加房屋的層間凈高。在梁高相同的條件下，鋼結(jié)構(gòu)的開間可以比混凝土結(jié)構(gòu)的開間大約50%。更好地滿足建筑上大開間、 靈活分割的要求。柱的截面尺寸也類似，避免了“粗柱笨梁”現(xiàn)象，室內(nèi)視覺開闊， 美觀方便。
另外，民用建筑中的管道很多，如果采用鋼結(jié)構(gòu)，可在梁腹板上開洞以穿越管道，如果采用混凝土結(jié)構(gòu)，則不宜開洞，管道一般從梁下通過，要占用一定的空間。在樓層凈高相同的條件下，鋼結(jié)構(gòu)的樓層高度要比混凝土的小，可以減小墻體高度，并節(jié)約室內(nèi)空調(diào) 所需的能源，減小房屋維護和使用費用。
6、 節(jié) 能 、環(huán) 保 板
與傳統(tǒng)的砌體結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)屬于綠色建筑結(jié)構(gòu)體系。鋼結(jié)構(gòu)房屋的墻體多采用新型輕質(zhì)復(fù)合墻板或輕質(zhì)砌塊，如高性能NALC（配筋加氣混凝土板 ）、復(fù)合夾心墻板、幕墻等；樓（屋）面多采用復(fù)合樓板，例如壓型鋼板 混凝土組合板、輕鋼龍 骨樓蓋等，符合建筑節(jié)能和環(huán)保的要求。
鋼結(jié)構(gòu)的施工方式為干式施工，可避免混凝土濕式施工所造成的環(huán)境污染。鋼結(jié)構(gòu)材 料還可利用夜間交通流暢期間運送，不影響城市鬧市區(qū)建筑物周圍的日間交通，噪聲也 小。另外，對于已建成的鋼結(jié)構(gòu)也比較容易進行加固和改造，用螺栓連接的鋼結(jié)構(gòu)還可以 根據(jù)需要進行拆遷，也有利于保護環(huán)境和節(jié)約資源。
二、鋼結(jié)構(gòu)的缺點
1、結(jié)構(gòu)構(gòu)件剛度小，穩(wěn)定問題突出
由于鋼材輕質(zhì)高強，構(gòu)件不但截面尺寸小，而且都是由型鋼或鋼板組成開口或閉口截面。在相同邊界條件和荷載條件下，與傳統(tǒng)混凝土構(gòu)件相比，鋼構(gòu)件的長細(xì)比大，抗側(cè)剛度、抗扭剛度都比混凝土構(gòu)件小，容易喪失整體穩(wěn)定；板件的寬厚比大，容易喪失局部穩(wěn)定；大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定問題也比較突出，這些都是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中最容易出現(xiàn)問 題的環(huán)節(jié)。古今中外因喪失穩(wěn)定而引起的工程事故不勝枚舉，變形就大，在動力荷載作用下也容易振動。
2、鋼材耐熱性好，但耐火性差
鋼材隨著溫度的升高，性能逐漸發(fā)生變化。溫度在250°C以內(nèi)時，鋼材的力學(xué)性能變化很小，達到250°C時鋼材有脆性轉(zhuǎn)向（稱為藍脆），在260~320°C之間有徐變現(xiàn)象，隨后強度逐漸下降，在450~540°C之間時強度急劇下降，達到650°C時，強度幾乎降為零。因此 ，鋼結(jié)構(gòu)具有一定的耐熱性，但耐火性差。
《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，當(dāng)鋼構(gòu)件表面長期受輻射熱達到150 ℃以上或在短時間內(nèi)可能受到火焰作用時，應(yīng)采取有效的防護措施（如加隔熱層等）；有特殊防火要 求的建筑，鋼結(jié)構(gòu)更需要用耐火材料圍護。對于鋼結(jié)構(gòu)住宅或高層建筑鋼結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)建筑物的重要性等級和防火規(guī)范加以特別處理。例如，采用蛭石板、蛭石噴涂層、石膏板或 NALC板等加以防護。防火處理使鋼結(jié)構(gòu)的造價有所提高。
3、鋼材耐腐蝕性差，應(yīng)采取防護措施
鋼材易于銹蝕，處于潮濕或有侵蝕性介質(zhì)的環(huán)境中更容易因化學(xué)反應(yīng)或電化學(xué)作用而銹蝕，因此，鋼結(jié)構(gòu)必須進行防腐處理。一般鋼構(gòu)件在除銹后涂刷防腐涂料即可,但這種 防護措施并非一勞永逸，需相隔一段時間重新維修，因而其維護費用較高。 對于有強烈侵蝕性介質(zhì)、沿海建筑以及構(gòu)件壁厚非常薄的鋼構(gòu)件，應(yīng)進行特別處理， 如鍍鋅、鍍鋁鋅復(fù)合層等，這些措施都會相應(yīng)提高鋼結(jié)構(gòu)的工程造價。目前國內(nèi)外正發(fā)展 不易銹蝕的耐候鋼，此外，長效油漆的研究也取得進展，使用這種防護措施可延長鋼結(jié)構(gòu) 壽命，節(jié)省維護費用。
4、鋼結(jié)構(gòu)在低溫或其他條件下，可能發(fā)生脆性斷裂
鋼材在負(fù)溫環(huán)境中，塑性、韌性逐漸降低，達到某一溫度時韌性會突然急劇下降，稱 為低溫冷脆，對應(yīng)溫度稱為臨界脆性溫度。低溫冷脆也是國內(nèi)外一些鋼結(jié)構(gòu)工程在冬季發(fā) 生事故的主要原因之一（表 另外，鋼材在反復(fù)荷載、復(fù)雜應(yīng)力、突然加載、冷作及時效硬化、焊接缺陷等條件下 也容易脆斷。