鋼結構建筑的缺點（深刻認識鋼結構）

(1)結構構件剛度小,穩(wěn)定問題突出

由于鋼材輕質高強,構件不但截面尺寸小,而且都是由型鋼或鋼板組成開口或閉口截面。在相同邊界條件和荷載條件下,與傳統混凝土構件相比,鋼構件的長細比大,抗側剛度、抗扭剛度都比混凝土構件小,容易喪失整體穩(wěn)定;板件的寬厚比大,容易喪失局部穩(wěn)定;大跨度空間鋼結構的整體穩(wěn)定問題也比較突出,這些都是鋼結構設計中最容易出現問題的環(huán)節(jié)。另外,構件剛度小,變形就大,在動力荷載作用下也容易振動。

(2)鋼材耐熱性好,但耐火性差

鋼材隨著溫度的升高,性能逐漸發(fā)生變化。溫度在250℃以內時,鋼材的力學性能變化很小,達到250℃時鋼材有脆性轉向(稱為藍脆),在260~320℃之間有徐變現象,隨后強度逐漸下降,在450~540℃之間時強度急劇下降,達到650℃時,強度幾乎降為零。因此,鋼結構具有一定的耐熱性,但耐火性差《鋼結構設計規(guī)范》規(guī)定,當鋼構件表面長期受輻射熱達到150℃以上或在短時間內可能受到火焰作用時,應采取有效的防護措施(如加隔熱層等);有特殊防火要求的建筑,鋼結構更需要用耐火材料圍護。對于鋼結構住宅或高層建筑鋼結構,應根據建筑物的重要性等級和防火規(guī)范加以特別處理。例如,采用蛭石板、蛭石噴涂層、石膏板或NALC板等加以防護。防火處理使鋼結構的造價有所提高。

(3)鋼材耐腐蝕性差,應采取防護措施鋼材易于銹蝕,處于潮濕或有侵蝕性介質的環(huán)境中更容易因化學反應或電化學作用而銹蝕,因此,鋼結構必須進行防腐處理。一般鋼構件在除銹后涂刷防腐涂料即可,但這種防護措施并非一勞永逸,需相隔一段時間重新維修,因而其維護費用較高。對于有強烈侵蝕性介質、沿海建筑以及構件壁厚非常薄的鋼構件,應進行特

別處理,如鍍鋅、鍍鋁鋅復合層等,這些措施都會相應提高鋼結構的工程造價。目前國內外正發(fā)展不易銹蝕的耐候鋼,此外,長效油漆的研究也取得進展,使用這種防護措施可延長鋼結構壽命,節(jié)省維護費用。

(4)鋼結構在低溫或其他條件下,可能發(fā)生脆性斷裂鋼材在負溫環(huán)境中,塑性、韌性逐漸降低,達到某一溫度時韌性會突然急劇下降,稱為低溫冷脆,對應溫度稱為臨界脆性溫度。低溫冷脆也是國內外一些鋼結構工程在冬季發(fā)生事故的主要原因之一。

另外,鋼材在反復荷載、復雜應力、突然加載、冷作及時效硬化、焊接缺陷等條件下也容易脆斷。