โครงสร้างเหล็ก: โครงกระดูกอเนกประสงค์ที่รองรับอาคารสมัยใหม่

คำนิยาม
เหล็กมีคุณสมบัติเด่นคือความแข็งแรงสูง น้ำหนักเบา มีความแข็งแรงโดยรวมดี และมีความต้านทานการเสียรูปได้ดี จึงเหมาะเป็นพิเศษสำหรับการสร้างอาคารที่มีช่วงกว้างมาก สูงมากๆ และหนักมากๆ วัสดุมีความสม่ำเสมอและไอโซทรอปิกที่ดี และเป็นตัวยืดหยุ่นในอุดมคติ ซึ่งสอดคล้องที่สุดกับสมมติฐานพื้นฐานของกลศาสตร์วิศวกรรมทั่วไป วัสดุมีความเหนียวและความยืดหยุ่นที่ดี สามารถเสียรูปได้มาก และสามารถทนต่อน้ำหนักแบบไดนามิกได้ดี ระยะเวลาการก่อสร้างสั้น มีการพัฒนาอุตสาหกรรมในระดับสูง และสามารถผลิตได้โดยใช้เครื่องจักรกลในระดับสูง
โครงสร้างเหล็กควรศึกษาเหล็กแรงสูงเพื่อปรับปรุงจุดยืดหยุ่นของเหล็กให้ดียิ่งขึ้น นอกจากนี้ ควรรีดเหล็กประเภทใหม่ เช่น เหล็กรูปตัว H (เรียกอีกอย่างว่าเหล็กปีกกว้าง) และเหล็กรูปตัว T และเหล็กแผ่นลูกฟูก เพื่อตอบสนองความต้องการของโครงสร้างที่มีช่วงกว้างและอาคารสูงมากๆ
นอกจากนี้ยังมีระบบโครงสร้างเหล็กเบาที่ไม่มีสะพานความร้อน ตัวอาคารเองก็ไม่ได้ประหยัดพลังงาน เทคโนโลยีนี้ใช้ตัวเชื่อมต่อพิเศษที่ชาญฉลาดเพื่อแก้ปัญหาสะพานเย็นและร้อนในอาคาร โครงถักขนาดเล็กช่วยให้สายเคเบิลและท่อน้ำผ่านผนังได้ ซึ่งสะดวกสำหรับการก่อสร้างและตกแต่ง

คุณสมบัติ
1. วัสดุมีความแข็งแรงและมีน้ำหนักเบา
เหล็กมีความแข็งแรงสูงและโมดูลัสความยืดหยุ่นสูง เมื่อเปรียบเทียบกับคอนกรีตและไม้ อัตราส่วนความหนาแน่นต่อความแข็งแรงจะค่อนข้างต่ำ ดังนั้น ภายใต้สภาวะความเค้นเดียวกัน โครงสร้างเหล็กจึงมีหน้าตัดเล็กและน้ำหนักเบา ทำให้เคลื่อนย้ายและติดตั้งได้ง่าย เหมาะสำหรับโครงสร้างที่มีช่วงกว้าง ความสูง และน้ำหนักมาก
2. เหล็กมีความเหนียว ความยืดหยุ่น วัสดุมีความสม่ำเสมอ และมีความน่าเชื่อถือทางโครงสร้างสูง
เหมาะสำหรับการรับแรงกระแทกและแรงไดนามิก ทนต่อแรงสั่นสะเทือนได้ดี โครงสร้างภายในของเหล็กมีความสม่ำเสมอและใกล้เคียงกับโครงสร้างแบบไอโซทรอปิก ประสิทธิภาพการทำงานจริงของโครงสร้างเหล็กสอดคล้องกับทฤษฎีการคำนวณมากกว่า ดังนั้น โครงสร้างเหล็กจึงมีความน่าเชื่อถือสูง
3. มีการใช้เครื่องจักรขั้นสูงในการผลิตและติดตั้งโครงสร้างเหล็ก
ส่วนประกอบโครงสร้างเหล็กสามารถผลิตในโรงงานและประกอบในสถานที่ได้ง่าย ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปของส่วนประกอบโครงสร้างเหล็กแบบกลไกที่ผลิตในโรงงานมีความแม่นยำสูง ประสิทธิภาพการผลิตสูง ความเร็วในการประกอบที่รวดเร็วในสถานที่ และระยะเวลาการก่อสร้างสั้น โครงสร้างเหล็กเป็นโครงสร้างที่มีระดับการพัฒนาอุตสาหกรรมสูงสุด
4. ประสิทธิภาพการปิดผนึกที่ดีของโครงสร้างเหล็ก
เนื่องจากโครงสร้างที่เชื่อมสามารถปิดผนึกได้อย่างสมบูรณ์ จึงสามารถนำไปใช้เป็นภาชนะแรงดันสูง ถังน้ำมันขนาดใหญ่ ท่อแรงดัน ฯลฯ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยมีการกันอากาศเข้าและกันน้ำได้ดี
5.โครงสร้างเหล็กทนความร้อนแต่ไม่ทนไฟ
เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า 150℃ คุณสมบัติของเหล็กจะเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย ดังนั้นโครงสร้างเหล็กจึงเหมาะสำหรับโรงงานที่มีอุณหภูมิสูง แต่เมื่อพื้นผิวของโครงสร้างได้รับรังสีความร้อนประมาณ 150℃ ควรได้รับการปกป้องด้วยแผ่นฉนวนกันความร้อน เมื่ออุณหภูมิอยู่ที่ 300℃-400℃ ความแข็งแรงและโมดูลัสยืดหยุ่นของเหล็กจะลดลงอย่างมาก เมื่ออุณหภูมิอยู่ที่ประมาณ 600℃ ความแข็งแรงของเหล็กจะลดลงเหลือศูนย์ ในอาคารที่มีข้อกำหนดการป้องกันอัคคีภัยพิเศษ โครงสร้างเหล็กจะต้องได้รับการปกป้องด้วยวัสดุทนไฟเพื่อปรับปรุงระดับความต้านทานไฟ
6. โครงสร้างเหล็กมีความต้านทานการกัดกร่อนต่ำ
โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นและกัดกร่อน สนิมจะเกิดขึ้นได้ง่าย โดยทั่วไปโครงสร้างเหล็กจะต้องป้องกันสนิม ชุบสังกะสีหรือทาสี และบำรุงรักษาเป็นประจำ สำหรับโครงสร้างแท่นขุดเจาะนอกชายฝั่งในน้ำทะเล จำเป็นต้องมีมาตรการพิเศษ เช่น "การป้องกันขั้วบวกบล็อกสังกะสี" เพื่อป้องกันการกัดกร่อน
7. คาร์บอนต่ำ ประหยัดพลังงาน เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้
การรื้อถอนอาคารโครงสร้างเหล็กแทบจะไม่ก่อให้เกิดขยะจากการก่อสร้างเลย และเหล็กยังสามารถนำไปรีไซเคิลและนำกลับมาใช้ใหม่ได้