工字鋼是一種“工”字形截面型鋼,上下翼緣內表面有傾斜度,一般為1:6,使得翼緣外薄而內厚,因此造成工字鋼在兩個主平面的截面特性相差巨大,在應用中難以發(fā)揮剛才的強度特性。雖然工字鋼市場上上也出現(xiàn)了加厚工字鋼,但工字鋼的結構已經決定了其抗扭性能短板。
H型鋼是當今鋼結構建筑中應用廣泛的型材,它與工字鋼相比有很多區(qū)別。首先是翼緣,其次翼緣內表面沒有傾斜度,上下表面平行。H型鋼的截面特性要明顯優(yōu)于 傳統(tǒng)的工字鋼、槽鋼和角鋼。
H型鋼,是一種截面面積分配更加優(yōu)化、強重比更加合理的經濟斷面型材,因其斷面與英文字母“H”相同而得名。H型鋼的兩條 外邊內側沒有斜度,是平直的。這使得H型鋼的焊接拼接比工字鋼操作簡單,單位重量的力學性能更好,可以節(jié)省大量的材料和施工時間。
工字鋼截面受直壓力好,耐拉,但是截面尺寸因翼板太窄,不能抗扭。H鋼則反之,兩者各有優(yōu)劣。
鋼材具有強度密度比高、延性好等優(yōu)點。鋼結構廣泛應用于大會堂、體育館、展覽館、劇院等各種大跨公共建筑的屋蓋結構。大跨建筑結構形式復雜多樣,是一個國家建筑科技發(fā)展水平的重要標志之一。根據相關規(guī)范的規(guī)定,跨度在60m以上的建筑結構稱為大跨結構。
按照全部或部分受力構件需要預先張拉力才能建立結構剛度,可將大跨度結構分為剛性結構體系、柔性結構體系、剛-柔混合結構體系。按照受力特點不同,大跨度結構可分為平面結構體系和空間結構體系兩大類。屬于平面結構體系的主要有:平面桁架、平面剛架、拱結構及部分索結構。屬于空間結構體系的主要有:空間網格結構、部分懸索結構、薄膜結構、張拉整體結構等。其中,空間網格結構是現(xiàn)代大跨屋蓋結構應用多的結構體系,其典型代表有網架、網殼、立體管桁架。本書將對大跨度鋼結構設計進行系統(tǒng)介紹。
鋼結構加固的主要方法有:
減輕荷載、改變計算圖形、加大原結構構件截面和連接強度、阻止裂紋擴展等。
當有成熟經驗時,也可采用其他的加固方法。經鑒定需要加固的鋼結構,根據損害范圍一般分為局部加固和加固。
局部加固是對某承載能力不足的桿件或連接節(jié)點處進行加固,有增加桿件截面法、減小桿件自由長度法和連接節(jié)點加固法。
加固是對整體結構進行加固,有不改變結構靜力計算圖形加固法和改變結構靜力計算圖形加固法兩類。
增加或加強支承體系,也是對結構體系加固的有效方法。
增加原有構件截面的加固方法是費料費工的方法(但往往是可行的方法);改變計算簡圖的方法有效且多種多樣,其費用也大大下降。
預應力加固鋼結構技術優(yōu)點,加固工作可在不卸載、不停產的條件下進行;施加預應力可直接減小變形,迅速消除超逾應力和內力峰值;與非預應力方式相比,可消除應力滯后現(xiàn)象,充分利用的高強特性,提高加固效率。結合可靠錨固,可降低粘結界面的剝離應力,避免整體剝落,提高加固的可靠性;降低加固費用和使用成本。

