未来钢结构建筑/特性

结构钢的特性

在将结构钢用于建筑之前，需要考虑以下特性。这些特性有助于确定钢材的质量。使用高质量的钢材可以确保建造出可靠且持久的建筑。最重要的组成部分包括以下内容：

1. 密度

材料的密度定义为单位体积的质量。结构钢的密度为 7.75 到 8.1 g/cm3。

2. 弹性模量

弹性模量或杨氏模量是衡量物体在施加力或应力时发生变形趋势的指标。结构钢的典型值在 190-210 吉帕斯卡之间。

3. 泊松比

它是材料收缩量与伸长量的比值。泊松比越低，物体在拉伸时厚度收缩越少。结构钢的合格值为 0.27 到 0.3。

4. 抗拉强度

物体的抗拉强度是指物体在断裂之前可以拉伸到的极限值。断裂点是指物体在施加应力后断裂的点。结构钢具有很高的抗拉强度，因此在建筑中比其他材料更受欢迎。

5. 屈服强度

屈服强度或屈服点是指物体发生永久变形时的应力值。当应力消除后，物体无法恢复到原来的形状。由碳制成的结构钢的屈服强度为 187 到 758 兆帕。由合金制成的结构钢的屈服强度为 366 到 1793 兆帕。

6. 熔点

由于结构钢类型的差异很大，因此没有定义的熔点值。熔点是指物体在加热时开始熔化的温度。

7. 比热

比热或热容是指使物体温度升高一定量所需的热量。比热值越高，表示物体的隔热能力越强。比热值的单位为焦耳每千克开尔文。由碳制成的结构钢的比热值为 450 到 2081，而由合金制成的结构钢的比热值为 452 到 1499。

8. 硬度

硬度是指物体在施加力时抵抗形状变化的能力。硬度测量方法有三种。分别是划痕法、压痕法和回弹法。由合金制成的结构钢的硬度值为 149-627 公斤。由碳制成的结构钢的硬度值为 86 到 388 公斤。

现代钢结构建筑由许多随着时间推移而不断改进的独立构件组成。借助 CAD，制造商能够生产出更多尺寸和格式的钢结构建筑。建筑的建造使用不同的钢材形状和部件。在大多数发达国家，都可以获得标准的已批准形状。较小的钢结构建筑是预制的，因此组装起来很简单。较大的钢结构建筑需要熟练的工人来确保结构安全组装。

结构钢主要有五种组成部分，包括拉力构件、压力构件、弯曲构件、组合力构件及其连接。

构件	描述
拉力构件	拉力构件可以在桁架和开式钢网架中充当腹板和弦杆。它们承受拉力，防止建筑中使用的其他构件承受拉力。
压力构件	柱子、支撑或立柱构成压力构件。它们是桁架和梁中的竖向构件，处于受压状态。
弯曲构件	梁、次梁、桁架、窗台、过梁被称为弯曲构件。每个构件都有其特定的应用，但通常弯曲构件承受弯矩和剪力。
组合力构件	组合力构件也称为梁柱，它们承受弯曲压力。连接构件将整个建筑连接在一起。
连接	钢梁构成建筑的基本骨架，并提供强大的支撑和强度。这些梁通常支撑着楼层或屋顶。工字梁被广泛使用，有各种尺寸。工字梁既可以用作梁，也可以用作柱子。工字梁或 I 梁用于几乎所有金属建筑的建造。它在各个方向上都具有强度。钢结构建筑的每个结构构件都可以用不同尺寸的工字梁制造。类似地，钢筋是一种用于制造钢筋混凝土的钢筋。将钢筋插入混凝土中以增加强度并赋予混凝土柔韧性。这些钢筋在混凝土建筑或在建筑中使用大量混凝土的建筑中至关重要。钢梁用于支撑楼层或天花板。它们横向排列在桁架上。它们通过梁托连接在一起。