角鋼的特點是在水平和垂直軸線上都具有良好的力學(xué)性能。摟截面形狀劃分有等邊角鋼、不等邊角鋼、不等邊不等厚角鋼(又稱L型鋼)。邊緣的內(nèi)角均勻圓角。
角鋼的品種規(guī)格是熱軋型鋼中多的。等邊角鋼的型號從2號到20號,有20個型號,82種規(guī)格。不等邊角鋼的型號從2.5/1.6到20/12.5,有19個型號,65種規(guī)格。這兩種角鋼的通常長度按型號分為4-12m、4-19m和6-19m.不等邊不等厚角鋼的型號從L250*90*9*13到L500*120*13.5*35,有11個型號。其通常長度為6-12m。大型角鋼廣泛應(yīng)用于廠房、工業(yè)建筑、鐵路、交通、橋梁、車輛、船舶等大型結(jié)構(gòu)件。中型角鋼用于建筑衍架、電力通訊鐵塔、井架及其他用途的結(jié)構(gòu)件。小型角鋼用于民用建筑、家具、設(shè)備制造、支架和框架等。
汽車用特殊斷面型鋼
熱軋輪輞型鋼和擋圈型鋼是制造載重汽車車輪的主要原材料。
輪輞型鋼不經(jīng)熱處理和機(jī)加工直接經(jīng)卷圓、焊接、擴(kuò)徑等工序制成輪輞。因此要求鋼應(yīng)具有良好的延伸性能和焊接性能,采用牌號Q235鋼生產(chǎn)的輪輞型鋼,在加工過程中易出現(xiàn)彎裂、擴(kuò)裂現(xiàn)象。因此,在Q235鋼的基礎(chǔ)上,經(jīng)降低碳、錳含量、縮小碳、硅、錳含量的范圍,降低磷、硫含量,提高鋼的純凈度,派生出了專門用于生產(chǎn)輪輞型鋼的兩個牌號為12LW和5LW。
擋圈型鋼屬于小型異型鋼,與輪輞型鋼配合使用。采用的牌號除低合金鋼16Mn,優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼15、20外,還采用碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235A和鋼12LW、15LW。
冷彎型鋼
冷彎型鋼采用可冷加工變形的冷軋或熱軋鋼帶,用連續(xù)輥式冷彎機(jī)組生產(chǎn)。其種類和規(guī)格繁多,有通用冷彎開口型鋼(如等邊角鋼、不等邊角鋼、等邊槽鋼、不等邊槽鋼、內(nèi)卷邊槽鋼、外卷邊槽鋼、Z型鋼、卷邊Z型鋼等);通用冷彎閉口(空心)型鋼(如方形、矩形等);冷彎波型板,以及冷彎型鋼(貨運(yùn)汽車、客運(yùn)汽車、卷簾門窗、鋼窗、護(hù)欄用冷彎異型鋼,波形型鋼等)。
冷彎型鋼主要用于制造各種鋼結(jié)構(gòu),受力部件要承受拉力、彎曲力、扭力。

簡介性能
鍍鋁鋼板是鋁硅合金鍍層的鋼板,其中鋁含量為90%,硅10%。
型號一般為:SA1C,SA1D,SA1E
產(chǎn)地:浦項、東部、新日鐵、寶鋼
1、鍍鋁鋼板的耐熱性能遠(yuǎn)比鍍鋅鋼板、冷軋鋼板優(yōu) 越。由于鋼板基材和鍍層組織的特定組合,形成一種鐵鋁合金,使鍍鋁板具有的耐高溫性。在約450℃時,可保證極高的反射率。在約550度以下予以長時 間使用也幾乎不發(fā)生變化,仍保持其美麗的光澤,但超過約600度的高溫時,由于鐵鋁的相互擴(kuò)散而合金化,表層由灰色逐漸變成深顏色,但金屬層的融點很高, 即或超過鋁的融點,它也不融化析出。鍍鋁鋼板的耐熱性能(500-600℃)與不銹鋼板幾乎相同,而比冷軋鋼板優(yōu)秀20倍以上。
2、綠色環(huán)保性能
鍍鋁鋼板的鍍鋁層是由鋁、硅和鐵元素組成。經(jīng)日本屬下的一些機(jī)構(gòu)檢測證實,未化學(xué)鈍化的鍍鋁鋼板符合食品衛(wèi)生法,對人體的健康無害,可直接應(yīng)用于食品加工。許多專業(yè)團(tuán)體的測試報告證明其對人體無害屬環(huán)保產(chǎn)品。鍍鋁板完全可以循環(huán)利用。
3、鍍鋁鋼板是一種以冷軋鋼板為基材,經(jīng)過連續(xù)熱浸鍍加工,表面鍍層為鋁硅合金的鋼板。

筆者在設(shè)計中根據(jù)以下幾個原則來確定柱截面:
1)按方鋼管柱方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,根據(jù)計算應(yīng)力比結(jié)果接近 0.9 的情況,選定框架梁截面尺寸,根據(jù)方鋼管截面特性初選 X,Y 方向上工字鋼截面,計算時不考慮腹板作用,初步確定異型柱截面;
2)按工字鋼柱方案進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析,異型柱 T 型構(gòu)件布置方向,設(shè)柔性支撐代替異型柱中 T 型構(gòu)件在工字鋼弱軸上的剛度影響,按有側(cè)移鋼框架計算,調(diào)整異型鋼柱中工字鋼截面尺寸;完成后調(diào)整工字鋼及柔性支撐布置方向,驗算 T 型構(gòu)件與工字鋼腹板組成的工字鋼截面尺寸;
3)根據(jù)上一步建立的模型,選取工字鋼強(qiáng)軸所在的單榀框架進(jìn)行抗震驗算,只參考工字柱強(qiáng)軸應(yīng)力計算結(jié)果,檢驗異型柱單向受力是否滿足;
4)根據(jù)上述計算結(jié)果,手工核算梁柱節(jié)點處抗震承載能力,基礎(chǔ)設(shè)計時考慮偏軸引起的附加彎矩;
5)以普通工字鋼柱和方鋼管柱按無支撐框架體系分別進(jìn)行正常設(shè)計,其中鋼梁按設(shè)計所選截面計算,根據(jù)合適的計算結(jié)果,統(tǒng)計鋼柱用鋼量以控制異型柱用鋼量的上下限。
上述方法沒有可依據(jù)的計算公式及條文,對偏軸引起的附加彎矩對整體的影響沒有更多處理,這也是筆者只在二三層住宅設(shè)計中應(yīng)用,沒在更高的工程里使用異型鋼柱的原因。筆者提出異型鋼框架方案,希望得到大家的批評指正。
二、設(shè)計細(xì)節(jié)的問題
1、 整體計算時選取合適的結(jié)構(gòu)阻尼比根據(jù)抗震規(guī)范要求,除專門規(guī)定外,建筑結(jié)構(gòu)的阻尼比應(yīng)取0.05,當(dāng)阻尼比不等于0.05時,地震影響系數(shù)曲線應(yīng)進(jìn)行修正,鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)阻尼比選取值見表 1。
表 1 不同結(jié)構(gòu)阻尼比應(yīng)用值
從表 1 中數(shù)據(jù)可以看出,不同的鋼結(jié)構(gòu)體系有不同的地震影響系數(shù),如果在結(jié)構(gòu)分析時錯誤選擇阻尼比對設(shè)計結(jié)果會產(chǎn)生較大影響,其中鋼管混凝土和鋼-砼混合結(jié)構(gòu)由于是兩種材料共同作用,在選取阻尼比時,應(yīng)根據(jù)兩種材料應(yīng)用比例綜合考慮阻尼比,結(jié)構(gòu)整體剛度越柔,阻尼比選值越低。

剛接柱腳設(shè)計
常見柱腳分埋入式、外包式、外露式。在住宅設(shè)計中多采用外露式,相比其它兩種方式,其現(xiàn)場安裝、定位方便。在設(shè)計時應(yīng)注意,柱腳的剛度是靠底板的彈性變形或塑性變形來實現(xiàn)的,這就意味著整個結(jié)構(gòu)變形包括鋼結(jié)構(gòu)本身變形及底板受拉變形后引起的整體變形,如在分析內(nèi)力時視外露式為剛性柱腳,設(shè)計中要考慮層間位移角限值要有一定的富裕,同時應(yīng)考慮底層鋼柱彎矩反彎點下移引起的柱頂彎矩增大。
根據(jù)節(jié)點設(shè)計要求,為保證罕遇地震時不發(fā)生柱腳節(jié)點先于鋼柱破壞,柱腳節(jié)點連接處的極限抗彎承載能力應(yīng)大于 1.2 倍鋼柱的全塑性受彎承載力(Wpnx·f)才可以,常見設(shè)計方法是根據(jù)柱腳反力來確定柱腳螺栓直徑、連接焊縫,這樣只能保證柱腳節(jié)點在多遇地震作用下具有一定強(qiáng)度而不破壞,而柱腳彎矩設(shè)計值所需截面抵抗模量一般小于鋼柱本身截面抵抗模量(Wx),以H628X260X10X14 工字鋼為例,1.2·Wpnx/Wx=1.36 倍,外露式很難保證這項設(shè)計要求。而采用其它兩種柱腳方式在轉(zhuǎn)遞鋼柱內(nèi)力時很容易滿足前項要求,設(shè)計中傳力明確、計算容易、構(gòu)造簡單、節(jié)省鋼材。
插入式柱腳構(gòu)造相比埋入式更簡單,大部分書籍認(rèn)為可靠性不如埋入式,建議用于單層鋼結(jié)構(gòu)廠房,不適合高層建筑鋼結(jié)構(gòu)。筆者認(rèn)為在多層建筑鋼結(jié)構(gòu)可以采用,因為在許多工業(yè)項目中,單層廠房層高多在 10~30m,廠房內(nèi)設(shè)多臺吊車及大量檢修平臺,單柱荷載及地震作用往往大于普通住宅的情況,多層住宅柱腳在概念設(shè)計和計算設(shè)計都滿足規(guī)范要求的情況下,采用插入式是沒有問題的。新鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范也增加了插入式柱腳的設(shè)計和構(gòu)造規(guī)定。
樓板設(shè)計
樓板有預(yù)制樓板、現(xiàn)澆樓板、組合樓板、鋼筋桁架樓板、疊合樓板等。采用預(yù)制樓板時應(yīng)考慮預(yù)制板由于溫度變化、荷載分布等原因,造成樓板接縫處開裂形成的單側(cè)翼緣附加彎矩影響,即鋼梁平面內(nèi)整體抗彎應(yīng)力與翼緣平面外抗彎應(yīng)力雙向組合后要滿足折算應(yīng)力限值,有些項目將樓板擱置在下翼緣上尤其要注意這個問題。壓型鋼板組合樓蓋在鋼結(jié)構(gòu)住宅中應(yīng)用很多,整體分析時要考慮組合板的各向異性對框架梁的影響,包括根據(jù)樓板設(shè)置情況確定連續(xù)板或簡支板、傳力路徑是單向還是雙向、組合鋼梁是按強(qiáng)邊還是弱邊組合造成的剛度差異;樓板設(shè)計時要避免集中單向布置樓板,使結(jié)構(gòu)體系形成橫向或縱向承重,做到合理布置組合樓板,盡量形成雙向承重結(jié)構(gòu)。