角鋼的特點(diǎn)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(hào)從2號(hào)到20號(hào),有20個(gè)型號(hào),82種規(guī)格。不等邊角鋼的型號(hào)從2.5/1.6到20/12.5,有19個(gè)型號(hào),65種規(guī)格。這兩種角鋼的通常長度按型號(hào)分為4-12m、4-19m和6-19m.不等邊不等厚角鋼的型號(hào)從L250*90*9*13到L500*120*13.5*35,有11個(gè)型號(hào)。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(hào)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(gè)牌號(hào)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(hào)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。

筆者在設(shè)計(jì)中根據(jù)以下幾個(gè)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(jì)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(jì)算時(shí)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(jì)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(yàn)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(yàn)算,只參考工字柱強(qiáng)軸應(yīng)力計(jì)算結(jié)果,檢驗(yàn)異型柱單向受力是否滿足;
4)根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果,手工核算梁柱節(jié)點(diǎn)處抗震承載能力,基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)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(jì),其中鋼梁按設(shè)計(jì)所選截面計(jì)算,根據(jù)合適的計(jì)算結(jié)果,統(tǒng)計(jì)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(jì)算公式及條文,對(duì)偏軸引起的附加彎矩對(duì)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(jì)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(píng)指正。
二、設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)的問題
1、 整體計(jì)算時(shí)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(shí),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(shí)錯(cuò)誤選擇阻尼比對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果會(huì)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(shí),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。

熱浸鍍鋁鋅鍍層因其兼具鍍鋅的犧牲陽極保護(hù)和鍍的隔離防護(hù)的優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)生產(chǎn)中有著廣闊的應(yīng)用前景。在鋁鋅熔池中添加不同的合金元素,可獲得滿足不同使用要求的合金鍍層。鋁鋅熔池中添加鎂元素可以大大改善鍍層的耐腐蝕性能。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),鎂對(duì)55Al-Zn高鋁合金鍍層的影響時(shí),發(fā)現(xiàn)了周期層狀組織,此外,鹽霧腐蝕結(jié)果表明,鍍層的耐蝕性能得到了提高。
為深入了解這種周期層狀組織,湘潭大學(xué)高琳潔等借助掃描電子顯微鏡(SEM)、能譜分析儀(EDS)、X射線衍射分析儀(XRD)、X射線光電子能譜分析(XPS)、電化學(xué)工作站等設(shè)備儀器,通過改變熱浸鍍鋁鋅鎂熔池中的鋁和鎂含量以及浸鍍時(shí)間,對(duì)鍍層中周期層狀組織的組織結(jié)構(gòu)、形成條件和耐蝕性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。
對(duì)鋁鋅鎂鍍層中典型的周期層狀組織進(jìn)行深入分析后發(fā)現(xiàn),周期層狀組織由交替排列的淺灰色FeAl3Znx層和深灰色的(Al+Zn)層構(gòu)成,此外,在基體與周期層狀組織之間還有一層較薄的Fe2Al5Znx層。
熔池中鋁含量在15-25 wt.%之間時(shí),鍍層為常見鋁鋅鎂鍍層,由靠近基體的鐵鋁合金層和與之相鄰的(Al+Zn)層構(gòu)成,并沒有周期層狀組織的出現(xiàn)。當(dāng)鋁含量增加至35 wt.%時(shí),鍍層中開始形成了周期層狀組織,且隨著鋁含量增加,周期層狀組織形成的孕育期縮短,然而當(dāng)鋁含量過高,周期層狀組織反而開始被破壞。在鋁鋅熔池中添加鎂元素,當(dāng)鋁含量在35-55 wt.%之間時(shí),隨著鎂含量增加,周期層狀組織的孕育期縮短,同樣,鎂含量超過一定范圍時(shí),周期層狀組織開始被破壞。
此外,熔池中鋁、鎂含量變化同樣會(huì)對(duì)FeAl3Znx層和層片對(duì)總厚度產(chǎn)生影響。對(duì)鍍層總厚度相近的周期層狀組織的樣品與一般鋁鋅鎂鍍層樣品進(jìn)行電化學(xué)測(cè)試,結(jié)果表明周期性層狀組織的耐蝕性能較優(yōu)。
東國制鋼中國江陰工廠2013年推出鍍鋁鋅鎂GLX,采用韓國KSD3033標(biāo)準(zhǔn),是將鋁鋅硅鎂合金化后,熱浸鍍?cè)阡摪迳系暮辖穑儗佑?5%鋁,43.4鋅和鎂(鎂約1~2%),1.6%硅組成。該產(chǎn)品在苛刻的腐蝕環(huán)境下也能發(fā)揮優(yōu)異的耐腐蝕性,具備使用壽命長,鍍層薄而耐腐蝕性極高的優(yōu)點(diǎn),是節(jié)省資源適合環(huán)保的產(chǎn)品。

設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)住宅應(yīng)尊重住宅使用的根本要求
鋼結(jié)構(gòu)住宅是今后發(fā)展的一個(gè)重要方向,但鋼結(jié)構(gòu)僅僅是建筑中承重體系、服務(wù)部分,它不是建筑使用中的主要成分,鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)首先要遵循住宅建筑設(shè)計(jì)的一般原則,然后才是發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì),單純突出鋼結(jié)構(gòu)而不考慮生活的舒適性、不能滿足人文要求的鋼結(jié)構(gòu)住宅項(xiàng)目是沒有市場(chǎng)的。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)住宅不能因?yàn)橐茝V鋼材在建筑中的應(yīng)用而簡單、強(qiáng)行在住宅結(jié)構(gòu)中使用,這樣作對(duì)推廣鋼結(jié)構(gòu)住宅沒有實(shí)際意義。相對(duì)而言公建、體育場(chǎng)館、工業(yè)廠房等是鋼結(jié)構(gòu)在建筑中能發(fā)揮其特長的領(lǐng)域,近年來,我們已經(jīng)深刻感覺到這種應(yīng)用變化。