現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)按其造型和用途可分為以下幾類:
(1)高(多)層及超高層鋼結(jié)構(gòu)——房屋類結(jié)構(gòu);
(2)高聳鋼結(jié)構(gòu)——塔架、桅桿類結(jié)構(gòu);
(3)橋梁鋼結(jié)構(gòu)——各種橋梁結(jié)構(gòu);
(4)空間鋼結(jié)構(gòu)——各種屋蓋、公共建筑、城市雕塑、工業(yè)建筑結(jié)構(gòu);
(5)特種鋼結(jié)構(gòu)——各種適用于特殊用途的結(jié)構(gòu),如管線、工作平臺、容器罐、航天器材等。
鋼結(jié)構(gòu)的具體應(yīng)用有:
(1)大跨度結(jié)構(gòu)
跨度越大,自重在荷載中所占的比例越大,減輕結(jié)構(gòu)自重會帶來明顯的經(jīng)濟效益。鋼材強度高、重量輕的優(yōu)勢正好適合于大跨度結(jié)構(gòu)。典型的大跨鋼結(jié)構(gòu)包括鋼橋、體育場、儲煤倉、工業(yè)廠房、航站樓、博物館等,其結(jié)構(gòu)形式有空間桁架、網(wǎng)架、網(wǎng)殼、懸索、張弦梁、實腹式或格構(gòu)式拱架和框架等。我國國家體育場——鳥巢,主承重結(jié)構(gòu)采用加肋薄壁箱形截面鋼構(gòu)件,總用鋼量達16萬t。
現(xiàn)代大跨度空間結(jié)構(gòu)體系可分為三大類,剛性結(jié)構(gòu)體系(框架、薄殼、網(wǎng)架、網(wǎng)殼、空間桁架等)、柔性結(jié)構(gòu)體系(索結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)、索膜結(jié)構(gòu)、張拉集成體系等)和雜交結(jié)構(gòu)體系(拉索—網(wǎng)架、拉索—網(wǎng)殼、拱—索、索—桁架等)。
(2)工業(yè)廠房和受動力荷載影響的結(jié)構(gòu)
鋼材料非常適合建造有較大起重量吊車的廠房、吊車工作較繁重的廠房、有強烈輻射熱的車間。一般采用由鋼屋架和階形柱組成的門式剛架或排架形式,也可采用網(wǎng)架屋蓋。鋼材具有良好韌性,有較大鍛錘或產(chǎn)生動力設(shè)備的廠房往往使用鋼結(jié)構(gòu)。對于抗震能力、要求高的結(jié)構(gòu),也應(yīng)采用鋼結(jié)構(gòu)。
(3)多層和高層建筑
高強度、塑性耗能能力使得鋼結(jié)構(gòu)在多層、高層民用建筑中也得到了廣泛的應(yīng)用。結(jié)構(gòu)形式有多層框架、框架—支撐結(jié)構(gòu)、框筒、懸掛、巨型框架等。
(4)高聳結(jié)構(gòu)
包括塔架和桅桿結(jié)構(gòu),如高壓輸電線路的塔架,廣播、通信和電視發(fā)射用的塔架和桅桿,火箭發(fā)射塔架等。
(5)可拆卸結(jié)構(gòu)
由于重量輕,加上螺栓連接便于拆裝,鋼結(jié)構(gòu)非常適用于需要搬遷的結(jié)構(gòu),如建筑工地、油田和需野外作業(yè)的生產(chǎn)和生活用房。
(6)容器和其他構(gòu)筑物
冶金、石油、化工企業(yè)大量采用鋼板容器,包括油罐、煤氣罐、高爐、熱風(fēng)爐、儲煤倉等。此外還有通廊棧橋、管道支架、鍋爐支架、海洋平臺等。
(7)輕型鋼結(jié)構(gòu)
近年隨著壓型鋼板等輕型屋面的采用,輕型鋼結(jié)構(gòu)得到了迅速的發(fā)展。冷彎薄壁型鋼屋架在一定條件下的用鋼量比鋼筋混凝土屋架的用鋼量少。輕鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式有實腹式變截面門式剛架、冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)(包括金屬拱形波紋屋蓋)以及鋼管結(jié)構(gòu)等。
(8)鋼和混凝土的組合結(jié)構(gòu)
鋼板件容易受壓失穩(wěn),不能充分發(fā)揮它的高強度,而混凝土則宜于受壓不適于受拉,將鋼材和混凝土并用,可使兩種材料都充分發(fā)揮各自的長處。近年來,組合結(jié)構(gòu)在我國得到了快速的發(fā)展,并廣泛應(yīng)用于高層建筑(如深圳的賽格廣場)、大跨橋梁、工業(yè)廠房和地鐵站等。主要構(gòu)件形式有鋼筋與混凝土組合梁和鋼管混凝土柱。
中交路橋工程檢測主要檢測業(yè)務(wù):鋼結(jié)構(gòu)檢測、橋梁檢測、隧道檢測