以钢材制作为主的结构,是主要的建筑结构类型之一。钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜;材料匀质性和各向同性好,属理想弹性体,最符合一般工程力学的基本假定;材料塑性、韧性好,可有较大变形,能很好地承受动力荷载;建筑工期短;其工业化程度高,可进行机械化程度高的专业化生产。钢结构应研究高强度钢材,大大提高其屈服点强度;此外要轧制新品种的型钢,例如H型钢(又称宽翼缘型钢)和T形钢以及压型钢板等以适应大跨度结构和超高层建筑的需要。
钢结构的上游主要是钢铁行业,钢材产品价格波动直接影响本行业的采购成本。从整体上看,上游行业基本属于竞争性行业,生产用于钢结构的各类钢板、钢管、型钢等钢材,其中H 型钢和中厚板是钢结构建筑中最为常用的产品。产业洞察研究数据2011 年粗钢产量达6.96 亿吨,产量相对饱和,钢结构生产所需的原材料能获得稳定的供应。
下游行业对钢结构行业的发展具有较大的牵引和驱动作用,它们的需求变化直接决定了行业未来的发展状况。钢结构以其强度高、自重轻、抗震性能好、工业化程度高、施工周期短、可塑性强、节能环保等综合优势,在工业厂房、市政基础设施建设、文教体育建设、电力、桥梁、海洋石油工程、航空航天等行业得到了广泛的应用,市场空间逐步扩大。另外,一旦住宅钢结构市场取得突破,逐步取代传统建筑形态进入住宅建设领域,钢结构行业将引来爆发性的增长。钢结构对连接的要求及连接方法
钢结构是由钢板、型钢通过必要的连接组成构件,各构件再通过一定的安装连接而形成整体结构。连接部位应有足够的强度、刚度及延性。接连接构件问应保持正确的相互位置,以满足传力和使用要求。连接的加工和安装比较复杂、费工,因此选定合适的连接方案和节点构造是钢结构设计中重要的环节。连接设计不合理会影响结构的造价、安全和寿命。
设计时应根据连接节点的位置及其所要求的强度和刚度,合理地确定连接方式及节点的细部构造和计算方法,并应注意以下几点;
(1)连接的设计应与结构内力分析时的假定相一致;(2)结构的荷载,内力组合应能提供连接的最不利受力工况;(3)连接的构造应传力直接,各零件受力明确,并尽可能避免严重的应力集中;(4)连接的计算模型应能考虑刚度不同的零件间的变形协调;(5)构件相互连接的节点应尽可能避免偏心,不能完全避免时应考虑偏心的影响;(6)避免在结构内产生过大的残余应力,尤其是约束造成的残余应力,避免焊缝过度密集;(7)厚钢板沿厚度方向受力容易出现层间撕裂,节点设计时应予以充分注意;(8)连接的构造应便于制作、安装,综合造价低。