結構鋼

結構鋼屬於鋼的一個分類，用來製造各種形狀的建築施工材料。許多結構鋼形狀採取具有特定橫截面輪廓的細長梁的形式。結構鋼的形狀，尺寸，化學成分，機械效能例如強度，存放方式等，在多數工業化國家均受標準規範。大多數結構鋼的形狀，諸如I-beams ，具有很高的截面二次軸距，意味著它們相對於其橫截面面積非常硬，因此可以支援高負荷，而不會發生過度下垂。常見結構形狀.現在工程中可用的形狀已在全球許多已釋出的標準中進行了闡述，這些標準還提供了許多專業和專有的橫截面。許多型鋼透過熱軋或冷軋製作，其他則透過由焊接在一起的平坦或彎曲的鋼板製作。自從將鍛鐵替換成鋼用於商業用途之前，術語“"角鐵”" ，“"槽鐵"”和“"薄鐵”"一直很常用。在商業鍛鐵時代之後，它們就得以留存，在今天有時也能聽到關於角鋼，槽鋼和薄板這些非正式詞語，儘管有時它們是名詞誤用。在針對金屬加工環境的正式文書工作中，使用了諸如"角鋼"，"槽鋼"和"板材之"類的準確術語。標準.標準結構鋼.整個歐洲使用的大多數鋼都符合歐洲標準EN 10025 。但是，許多國家標準仍然有效。鋼材典型的級別型號被定義為“S275J2”或“S355K2W”。在這些示例中，“ S”表示結構鋼，而不是工程鋼；275或355表示屈服強度，以牛頓/平方毫米或等效的兆帕斯卡為單位; J2或K2以夏比衝擊試驗值為參考表示材料韌性；W表示耐候鋼。可以使用其他字母來表示細晶粒鋼。1. S275JOH規範是EN 10219規範，EN 10210標準的鋼種。最廣泛使用的規範是EN10219標準，它是非合金鋼和細晶粒鋼的冷彎焊接結構空心型材。EN10219-1規定了圓形，方形或矩形的冷成型焊接結構空心型材的技術交貨條件，並適用於未經後續熱處理而冷成型的結構空心型材。S275JOH管道公差，尺寸和s275管道截面特性的要求包含在EN 10219-2中。2. S275JOH鋼管的製造工藝鋼鐵生產過程應由鋼鐵生產商自行決定。 S275JOH碳鋼管可以採用ERW，SAW或無縫工藝製成。所有S275JOH鋼材和S275JOH管道均應符合EN10219標準。可用的正常屈服強度等級為195、235、275、355、420和460，儘管某些等級比其他等級更常用，例如在英國，幾乎所有結構鋼的等級均為S275和S355。淬火和回火材料的等級更高。一系列歐洲規範定義了一組標準結構輪廓的形狀：結構鋼.美國用於建築施工的鋼使用ASTM International標識和指定的標準合金。這些鋼的合金標識以A開頭，然後是兩個，三個或四個數字。通常用於機械工程，機器和車輛的AISI鋼號為四種，是完全不同的規格系列。常用的標準結構鋼為：CE標誌.《建築產品指令》引入了所有建築產品和鋼材的CE標誌概念。 CPD是一項歐洲指令，可確保歐盟內所有建築產品的自由流通。由於鋼部件是“安全關鍵”的部件，因此除非經過歐盟委員會批准的適當認證機構對用於生產鋼部件的工廠生產控制系統進行評估，否則不允許使用CE標誌。對於鋼製品，例如型鋼，螺栓和鋼結構，CE標記表明該產品符合相關的協調標準。對於鋼結構，主要的協調標準是：涵蓋CE標記的標準是EN 1090 -1。該標準於2010年底生效。經過兩年的過渡期，CE標記將在2012年初的某個時候在大多數歐洲國家強制執行。 過渡期的正式結束日期是2014年7月1日。鋼與混凝土.選擇理想的結構材料.大多數建築專案需要使用數百種不同的材料。這些範圍包括所有不同規格的混凝土，不同規格的結構鋼，粘土，砂漿，陶瓷，木材等。就承重結構框架而言，它們通常由結構鋼，混凝土，磚石和/或木材組成，並使用每種材料的適當組合來產生有效的結構。大多數商業和工業建築結構主要使用結構鋼或鋼筋混凝土建造。設計結構時，工程師必須確定最適合設計的材料，如果都不是最適合的則同時使用兩種材料。選擇建築材料時要考慮許多因素。成本通常是控制全域性的因素；但是，在做出最終決定之前，還會考慮其他因素，例如重量，強度，可施工性，可用性，可持續性和耐火性。結構鋼.當今最高的結構或任何具有簡單直線形狀的建築物，尤其如此。結構鋼和鋼筋混凝土並非總是作為建築材料單獨選擇的，因為它們是結構的最理想材料。公司和設計師一樣，都依賴於為任何建設專案獲利的能力。原材料的價格不斷變化。如果可以使用任何一種材料來構造結構，則這兩種材料中最便宜的一種可能會得到青睞。另一個重要變數是專案的地理位置。最近的鋼鐵製造廠可能比最近的混凝土供應商離施工現場更遠。能源和運輸的高成本也將控制材料的選擇。在開始建設專案的概念設計之前，所有這些成本都將被考慮在內。鋼筋和鋼筋混凝土的結合.兩種材料組成的結構都利用了結構鋼和鋼筋混凝土的優點。在鋼筋混凝土中，這已經是很普遍的做法，因為鋼筋用於為結構混凝土構件提供鋼的抗拉強度。一個常見的例子是停車場。一些停車場是使用鋼結構柱和鋼筋混凝土板建造的。混凝土將被澆築作為基礎，為停車場的地面提供了基礎。鋼柱將透過螺栓連線和/或焊接到從澆築的混凝土樓板表面伸出的鋼釘上，從而連線到鋼板。預製混凝土梁可以在現場交付以安裝到第二層，然後可以將混凝土樓板澆築到人行道區域。可以針對多個情況執行此操作。 這種型別的停車場只是許多可能同時使用鋼筋混凝土和結構鋼的結構一個可能的例子。結構工程師瞭解，有無數的設計可以建造出高效，安全和可承擔的建築。與業主，承包商和所有其他有關部門共同努力，生產出適合每個人需求的理想產品，這是工程師應該做的。 在為結構選擇結構材料時，工程師要考慮許多變數，例如成本，強度/重量比，材料的可持續性，可施工性等。熱效能.鋼的效能因為要取決於合金元素，從而相差很大。鋼的奧氏體化溫度接近時，這個奧氏體化溫度重新爬升回來，達到。類似地，鋼的熔點根據合金而變化。普通碳鋼開始融化的最低融點是。低於此溫度時鋼永遠不會變成液體。純鐵在熔化 ，並且在達到完全呈液體 。碳含量為2.1％的鋼在開始熔化 ，並在達到完全熔化 。碳含量超過2.1％的“鋼”不再是鋼，而是被稱為鑄鐵。防火效能.充分加熱會使鋼失去強度。鋼構件達到其"臨界溫度時就"不能安全支撐其載荷了。建築規範和結構工程實踐標準根據結構元件的型別，配置，方向和載荷特性定義了不同的臨界溫度。臨界溫度通常被認為是其屈服應力已降至室溫屈服應力60％的溫度。 為了確定鋼構件的耐火等級，可以使用公認的計算方法， 或可以進行阻燃測試，其臨界溫度是由具有管轄權的機構所接受的標準來設定的，例如建築規範。在日本，這個數值低於400攝氏度。在中國，歐洲和北美。要測試的鋼元件達到測試標準設定的溫度所需的時間決定了耐火等級的持續時間。使用防火材料可以減慢鋼的熱傳遞，從而限制鋼的溫度。結構鋼的常見防火方法包括覆蓋膨脹型，吸熱和灰泥型塗料以及設定幹牆，矽酸鈣覆層和佈置礦棉隔熱毯。混凝土建築結構通常是滿足規範要求的耐火等級的，因為鋼筋上的混凝土厚度可提供足夠的耐火性。但是，混凝土可能會容易剝落，尤其是含水量較高時。儘管附加的防火措施並不經常應用於混凝土建築結構，但有時會在交通隧道和更有可能發生烴類燃料著火的地方使用，因為與普通可燃物在同樣的火災週期內發生的火災相比，易燃液體火災為結構元件提供了更多的熱量。鋼結構防火材料包括膨脹型，吸熱型和灰泥型塗料以及幹牆，矽酸鈣覆層以及礦物或高溫隔熱羊毛毯。施工時也要多注意連線，因為結構元件的熱膨脹會損害耐火元件。製造業.製造時通常用帶鋸將工件切成一定長度。長期以來，束流鑽孔線一直被認為是在梁，通道和HSS元件上鑽孔和銑槽的必不可少的方法。 CNC梁鑽生產線通常配備有進料傳送帶和位置感測器，以將元件移動到鑽孔位置，此外還具有探測功能，可以確定要切割孔或槽的精確位置。為了在規定尺寸的元件上切割不規則的開口或不均勻的末端，通常使用割炬。含氧燃料割炬是最常見的技術，從簡單的手持割炬到自動CNC應對機器，均可根據程式設計至機器中的切削指令使割炬頭圍繞結構元件移動。平板的製造是在鋼板加工中心進行的，鋼板被平放在固定的“工作臺”上，不同的切割頭從龍門式臂或“橋”橫穿鋼板。切割頭可以包括衝頭，鑽頭或火炬。