鋼結構建筑的缺點（深刻認識鋼結構）

(1)結構構件剛度小,穩定問題突出

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,容易喪失整體穩定;板件的寬厚比大,容易喪失局部穩定;大跨度空間鋼結構的整體穩定問題也比較突出,這些都是鋼結構設計中最容易出現問題的環節。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《鋼結構設計規范》規定,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,節省維護費用。

(4)鋼結構在低溫或其他條件下,可能發生脆性斷裂鋼材在負溫環境中,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。