鋼結構的發展展望
隨著工農業、國防和科學技術現代化的進展,鋼產量的不斷提高,衍相同叫應用將會有很大的發展,為了適應這一形勢,鋼結構的科學技術水平應該迅速提高。當前需要做好下列幾個方面的工作。
一、 以低合金鋼為重點的高效鋼材的研制和應用
利用高強度鋼材,對于跨度大,荷載重的結構極為有利。結飩用的高強度鋼材-般都是低合金鋼,以保證必要的塑性和韌性。目前我國采用屈服點為345N/mm2的16鍾鋼巳很贊遍,北京首都體育館的網架結構就采用了這種材料。屈服點為390N/mm2的15鍾饑鋼和屈服點為440N/mm2的15鍾饑氮等鋼材也在開始應用。其中15鍾饑鋼是在冶煉16Mn鋼的基礎上增添少量饑鐵合金而成,在工程實踐中使用已有20多年的經驗,綜合性能比較好,校3號鋼刊節約用鋼量15-20份。現已正式成為鋼結構設計規拖(GBT17-87)推薦使用的一種鋼
號。今后隨著冶金工業的發展,將會提供強度更高的鋼材。如何合理地應用新的高強度鋼材,是需要繼續研究和解決的課題。
用于連接材料的高強度鋼除16鍾鋼外,尚有45號鋼和40珊鋼,這兩種材料.所制成的高強度螺栓廣泛用于廠房結構、網架結構,培橡結構、橋梁結構等,獲得了良好的效果。目前性能更為優良的20鍾鐵柵鋼已取代40跚鋼,今后也還會出現性能更為優越的新鋼種。
高效鋼材除了各種低合金鋼材外,還包括熱強化鋼材,經濟斷面鋼材,鍍層、涂層、復合、表面處理鋼材,冷加工鋼材,金屬制品和粉末冶金制品等。大力發展高效鋼材已成為鋼鐵工業的一項重要的技術方針和措施。
二、構件和結構計算的改進
現代計算技術和測試技術的發展,為深入了解構件和結構的實際性能提供了有利條件,計算方法越能反映實際情況,就越能合理地使用材料,充分發揮材料的作用并保證結構的可靠性。我國從1972年以來綜合設計規范的編制和修訂工作,做了大量理論和試驗研究。新的鋼結構設計規范( GBT17-87)采用以概率理論為基礎的極限狀態設計方法。今后儒繼續進行研究的問題有g鋼材塑性的充分利用,殘余應力對結構承載力的影響,板件屈曲后的承載能力,疲勞強度的計算和多層及高層鋼結構的塑位設計等。
一、大跨度和高層建筑結構
適用于大跨度建筑物的結構體系有網架結構和懸索結構。這些結構體系極易滿足各種建筑平面的要求,因而深受歡迎。
網架結構在我國已經得到較為廣泛的應用,不過幾乎金屬于民用和公共建筑物。今后應
有可能逐漸應用到中小型工業廠房結構中。
懸索結構的主要特點是受力合理,可以充分利用高強度鋼索的性能,用鋼量很省,由于材料供應困難,因而應用受到限制。
為了使結構跨越更大的空間,可以在體系中采用部分離強度鋼材,并施加適當的預應力。因此,把預應力原理應用于各種鋼結構體系,也是值得重視的間臣。
近年來,隨著國民經濟的迅速發展和改革、開放政策的實施,高層建筑鋼結構已開始陸續興建,例如40層的深圳發展中心大廈, 44層的上海錦江分館和so層的京編大廈和世界貿易中心等。我國對高層鋼結構的設計和施工尚處于開始階段,為了適應高層鋼結構的發展和提高,有必要進行系統的研究。
四、鋼和混混土組合構件的應用
鋼宜于受拉,混凝土宜于受壓,鋼和混凝土并用ι使兩種材料都充分發揮官們的長處,是一種很合理的結構。
五、優化原理的應用
結構的優化設計包括確定最優結構方案和確定最優的截面尺寸,以達到重量最輕或造價最低。電子計算機不僅提供了計算復雜結構的手段,并且可以解決優化設計的問題。