钢结构建筑材料

1、LOGO 钢结构建筑材料钢结构建筑材料 机电学院机电学院 万龙俊万龙俊 钢材是一种不会燃烧的建筑材料，它具钢材是一种不会燃烧的建筑材料，它具 有抗震，抗弯等特性。在实际应用中，钢有抗震，抗弯等特性。在实际应用中，钢 材既可以相对增加建筑物的荷载能力，也材既可以相对增加建筑物的荷载能力，也 可以满足建筑设计美感造型的需要；还避可以满足建筑设计美感造型的需要；还避 免了混凝土等建筑材料不能弯曲，拉伸的免了混凝土等建筑材料不能弯曲，拉伸的 缺陷。因此钢材受到了建筑行业的青睐，缺陷。因此钢材受到了建筑行业的青睐， 单层，多层，摩天大楼，厂房，库房，候单层，多层，摩天大楼，厂房，库房，候 车室，候机厅等

2、采用钢材都很普遍。车室，候机厅等采用钢材都很普遍。 Contents 钢结构建筑钢结构建筑 1 钢结构常用钢材钢结构常用钢材 2 钢结构建筑优缺点钢结构建筑优缺点 3 钢材的防护钢材的防护4 台北台北101 长宽各150m，总面积 30277m2，塔高508m， 26层以上以8层为一单元。 主要由巨柱、核心系统及 外伸桁架梁。巨柱自地下5 层至地上90层，最大尺寸 为2.4mx3m。 8892层之间，层之间，直径直径5.5m， 重重670t的阻尼器的阻尼器 上海环球金融中心上海环球金融中心 由日本森大厦株式会社的全额 子公司森海外株式会社及日本 具有代表性的银行、保险公司、 商社等36家企业，

3、偕同政府系 统机构日本海外经济协力基金 (OECF)联合投资的上海环球 金融中心，总投资逾750亿日 元。位于陆家嘴金融贸易区， 建筑总面积335,420平方米， 地下3层，地上101层。建成 后的高度达492米 。总用钢量 26000t，钢筋混凝土核心筒， 外框钢骨混凝土及钢柱. 上海金茂大厦上海金茂大厦 金茂大厦是由中国上海对外 贸易中心股份有限公司独家 投资5.6亿美元建设的一座88 层的超高层大厦，建筑高度 420.5米，建筑面积28.9万平 方米，于1998年8月28日竣 工。 总用钢量14000t，钢筋 混凝土核心筒，外框钢骨混 凝土及钢柱。设计者为美国 S.O.M事务所。 央视新

4、台址央视新台址 央视新台址建设工程位 于北京朝阳区东三环中 路、北京商务中心区的 核心地段，占地面积 18.7万平方米，总建筑 面积55万平方米, 230m。央视新台址建 设工程总投资约50亿元 人民币，2003年10月 开工建设，2008年正 式运行 。 紫峰大厦紫峰大厦 这个高度位居“江苏第一”毋庸置 疑，就是放在全世界也是排名前列， 目前它已跻身世界第七。 型钢型钢 钢管钢管 钢板钢板 钢结构常用钢钢结构常用钢 材材 钢结构常用钢材钢结构常用钢材 型钢分类型钢分类 H型钢型钢 C型钢型钢 Z型钢型钢 其他型钢其他型钢 H型钢型钢 C型钢、型钢、Z型钢型钢 其他型钢其他型钢 工字钢、槽钢、

5、圆钢、角钢等工字钢、槽钢、圆钢、角钢等 钢板钢板 钢管钢管 用于网架结构 三角形网架 星形网架 1轻质高强轻质高强 2韧性好、抗冲击能力强、抗韧性好、抗冲击能力强、抗 拉强度高拉强度高 3可焊接、铆接、易于装配可焊接、铆接、易于装配 4外表轻巧、华美、具有光泽外表轻巧、华美、具有光泽 钢结构建筑材料的优点钢结构建筑材料的优点 1耐火性差耐火性差 2易腐蚀易腐蚀 3易产生扭曲易产生扭曲 钢结构建筑材料的缺点钢结构建筑材料的缺点 钢材的防护钢材的防护 钢材作为建筑材料在防火及防腐方面又存在一些难钢材作为建筑材料在防火及防腐方面又存在一些难 以避免的缺陷。它的机械性能，如屈服点，抗拉及弹以避免的缺陷

6、。它的机械性能，如屈服点，抗拉及弹 性模量等均会因温度的升高而急剧下降。性模量等均会因温度的升高而急剧下降。 钢结构通常钢结构通常 在在450650温度中就会失去承载能力、发生很大的温度中就会失去承载能力、发生很大的 形变、导致钢柱、钢梁弯曲，结果因过大的形变而不形变、导致钢柱、钢梁弯曲，结果因过大的形变而不 能继续使用，一般不加保护的钢结构的耐火极限为能继续使用，一般不加保护的钢结构的耐火极限为15 分钟左右。这一时间的长短还与构件吸热的速度有关。分钟左右。这一时间的长短还与构件吸热的速度有关。 而且大气环境下的钢结构受阳光、风沙、雨雪、霜露而且大气环境下的钢结构受阳光、风沙、雨雪、霜露 及

7、一年四季的温度和湿度变化作用，其中大气中的氧及一年四季的温度和湿度变化作用，其中大气中的氧 和水分是造成户外钢铁结构腐蚀的重要因素，引起电和水分是造成户外钢铁结构腐蚀的重要因素，引起电 化学腐蚀。化学腐蚀。 防火防火 钢材的防护钢材的防护 防锈蚀防锈蚀 钢材防火钢材防火 要使钢结构材料在实际应用中克服防火方要使钢结构材料在实际应用中克服防火方 面的不足，必须进行防火处理，其目的就是面的不足，必须进行防火处理，其目的就是 将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的将钢结构的耐火极限提高到设计规范规定的 极限范围。防止钢结构在火灾中迅速升温发极限范围。防止钢结构在火灾中迅速升温发 生形变塌落，其措施是

8、多种多样的，关键是生形变塌落，其措施是多种多样的，关键是 要根据不同情况采取不同方法，如采用绝热、要根据不同情况采取不同方法，如采用绝热、 耐火材料阻隔火焰直接灼烧钢结构，降低热耐火材料阻隔火焰直接灼烧钢结构，降低热 量传递的速度推迟钢结构温升、强度变弱的量传递的速度推迟钢结构温升、强度变弱的 时间等。但无论采取何种方法，其原理是一时间等。但无论采取何种方法，其原理是一 致的。下面介绍几种不同钢结构的防火保护致的。下面介绍几种不同钢结构的防火保护 措施。措施。 钢材防火钢材防火 一、外包层。就是在钢结构外表添加外包层，可以现浇成型，也一、外包层。就是在钢结构外表添加外包层，可以现浇成型，也 可

9、以采用喷涂法。可以采用喷涂法。 钢材防火钢材防火 二、屏蔽。钢结构设置在耐火材料组成的墙体或顶棚内，或将二、屏蔽。钢结构设置在耐火材料组成的墙体或顶棚内，或将 构件包藏在两片墙之间的空隙里，只要增加少许耐火材料或不增加即构件包藏在两片墙之间的空隙里，只要增加少许耐火材料或不增加即 能达到防火的目的。这是一种最为经济的防火方法。能达到防火的目的。这是一种最为经济的防火方法。 西尔斯大厦的黑色铝材覆盖的防火框架 及防眩光古铜色玻璃的立面是其内部结构骨 架的外在表达。 钢材防火钢材防火 三、膨胀材料。采用钢结构防火涂料保护构件，这种方法具有防、膨胀材料。采用钢结构防火涂料保护构件，这种方法具有防 火

10、隔热性能好、施工不受钢结构几何形体限制等优点，一般不需要添火隔热性能好、施工不受钢结构几何形体限制等优点，一般不需要添 加辅助设施，且涂层质量轻，还有一定的美观装饰作用，属于现代的加辅助设施，且涂层质量轻，还有一定的美观装饰作用，属于现代的 先进防火技术措施。先进防火技术措施。 钢材防锈蚀钢材防锈蚀 大型钢结构如桥梁、电视塔、高压结铁塔、避雷针铁塔、海上大型钢结构如桥梁、电视塔、高压结铁塔、避雷针铁塔、海上 灯塔、大型水库闸、供水塔、海上采油设施、罐车、球罐、贮槽、油灯塔、大型水库闸、供水塔、海上采油设施、罐车、球罐、贮槽、油 箱、碳化塔、换热器、烟囱、集装箱、舰船船体、海上平台钢结构等，箱、

11、碳化塔、换热器、烟囱、集装箱、舰船船体、海上平台钢结构等， 都是长期处于海洋大气、工业大气腐蚀环境下。若要长期使用，而不都是长期处于海洋大气、工业大气腐蚀环境下。若要长期使用，而不 进行大面积维修，长效涂层防护是为前最佳，使用寿命可达进行大面积维修，长效涂层防护是为前最佳，使用寿命可达20-30 年，维修费用少，可获得明显的经济效益。型钢结构在海洋大气、工年，维修费用少，可获得明显的经济效益。型钢结构在海洋大气、工 业大气中的腐蚀特点业大气中的腐蚀特点 大气环境下的钢结构受阳光、风沙、雨雪、霜露及一年四季的温大气环境下的钢结构受阳光、风沙、雨雪、霜露及一年四季的温 度和湿度变化作用，其中大气中

12、的氧和水分是造成户外钢铁结构腐蚀度和湿度变化作用，其中大气中的氧和水分是造成户外钢铁结构腐蚀 的重要因素，引起电化学腐蚀。的重要因素，引起电化学腐蚀。 工业气体含有工业气体含有SO2、CO2、NO2、CI2、H2S及及NH3等，这等，这 些成份虽然含量很小，但对钢铁的腐蚀危害都是不可忽视的，其中些成份虽然含量很小，但对钢铁的腐蚀危害都是不可忽视的，其中 SO2影响最大，影响最大，CI2可使金属表面钝化膜遭到破坏。这些气体溶于可使金属表面钝化膜遭到破坏。这些气体溶于 水中呈酸性，形成酸雨，腐蚀金属设施。水中呈酸性，形成酸雨，腐蚀金属设施。 海洋大气的特点是含有大量的盐，主要是海洋大气的特点是含有

13、大量的盐，主要是NaCI，盐颗粒沉降在，盐颗粒沉降在 金属表面上，由于它具有吸潮性及增大表面液膜的导电作用同时金属表面上，由于它具有吸潮性及增大表面液膜的导电作用同时CI- 本身又具有很强的侵蚀性，因而加重了金属表面的腐蚀。钢结构离海本身又具有很强的侵蚀性，因而加重了金属表面的腐蚀。钢结构离海 岸越近腐蚀也越严重，其腐蚀速度双内陆大气中高出许多倍。岸越近腐蚀也越严重，其腐蚀速度双内陆大气中高出许多倍。 钢材表面与周围环境接触，在一定条件下，可发生作 用而使钢材表面腐蚀。腐蚀不仅造成钢材受力截面减小， 表面不平整导致应力集中，降低了钢材的承载能力；还会 使疲劳强度大为降低，尤其是显著降低钢材的冲击韧性， 使钢材脆断。混凝土中的钢筋腐蚀后，产生体积膨胀，使 混凝土顺筋开裂。因此为了确保钢材不产生腐蚀，必须采 取防腐措施。 防止钢材腐蚀的方法有三种： 1、保护膜法 用保护模使钢材与周围介质隔离，从而避免或减缓外界腐 蚀性介质对钢材的破坏作用。例如在钢材的表面喷刷涂料、 搪瓷、塑料等或以金属镀层作为保护膜，如锌、锡、铬等。 2、电化学保护法 无电流保护法是在钢铁结构上接一块较钢铁更为活泼的金 属如锌、镁，因为锌、镁比钢铁的电位低，所以锌、镁成 为腐蚀电池的阳极遭到破坏（牺牲阳极），而钢铁结构得 到保护