โครงสร้างเหล็ก: โครงกระดูกอเนกประสงค์ที่รองรับอาคารสมัยใหม่

คำนิยาม
เหล็กมีคุณสมบัติเด่นคือความแข็งแรงสูง น้ำหนักเบา มีความแข็งแกร่งโดยรวมที่ดี และมีความต้านทานต่อการเสียรูปสูง จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการสร้างอาคารที่มีช่วงกว้าง สูงพิเศษ และหนักพิเศษ วัสดุมีความสม่ำเสมอและไอโซทรอปิกที่ดี และเป็นตัวยืดหยุ่นที่เหมาะสม ซึ่งสอดคล้องกับสมมติฐานพื้นฐานของกลศาสตร์วิศวกรรมทั่วไปได้ดีที่สุด วัสดุมีความเหนียวและความยืดหยุ่นที่ดี สามารถมีการเสียรูปได้มาก และสามารถรับน้ำหนักแบบไดนามิกได้ดี ระยะเวลาการก่อสร้างสั้น มีการผลิตในระดับสูงและสามารถผลิตได้โดยใช้เครื่องจักรกลในระดับสูง
โครงสร้างเหล็กควรศึกษาเหล็กที่มีความแข็งแรงสูงเพื่อปรับปรุงจุดครากให้ดีขึ้นอย่างมาก นอกจากนี้ ควรรีดเหล็กประเภทใหม่ เช่น เหล็กรูปตัว H (เรียกอีกอย่างว่าเหล็กปีกกว้าง) และเหล็กรูปตัว T และแผ่นเหล็กลูกฟูก เพื่อตอบสนองความต้องการของโครงสร้างช่วงกว้างและอาคารสูงพิเศษ
นอกจากนี้ ยังมีระบบโครงสร้างเหล็กเบาที่ไม่มีสะพานความร้อน ตัวอาคารเองไม่ได้ประหยัดพลังงาน เทคโนโลยีนี้ใช้ตัวเชื่อมต่อพิเศษที่ชาญฉลาดเพื่อแก้ปัญหาสะพานร้อนและสะพานเย็นภายในอาคาร โครงสร้างโครงถักขนาดเล็กช่วยให้สายเคเบิลและท่อน้ำผ่านผนังได้ สะดวกต่อการก่อสร้างและตกแต่ง

คุณสมบัติ
1. ความแข็งแรงของวัสดุสูงและน้ำหนักเบา
เหล็กมีความแข็งแรงสูงและโมดูลัสยืดหยุ่นสูง เมื่อเทียบกับคอนกรีตและไม้ อัตราส่วนความหนาแน่นต่อกำลังครากค่อนข้างต่ำ ดังนั้น ภายใต้สภาวะความเค้นเดียวกัน โครงสร้างเหล็กจึงมีหน้าตัดเล็กและน้ำหนักเบา ง่ายต่อการขนส่งและติดตั้งง่าย เหมาะสำหรับโครงสร้างที่มีช่วงกว้าง ความสูง และน้ำหนักมาก
2. เหล็กมีความเหนียว ความยืดหยุ่น วัสดุสม่ำเสมอ และมีความน่าเชื่อถือทางโครงสร้างสูง
เหมาะสำหรับการรับแรงกระแทกและแรงสั่นสะเทือน ทนทานต่อแรงสั่นสะเทือนได้ดี โครงสร้างภายในของเหล็กมีความสม่ำเสมอและใกล้เคียงกับโครงสร้างไอโซทรอปิก ประสิทธิภาพการทำงานจริงของโครงสร้างเหล็กสอดคล้องกับทฤษฎีการคำนวณมากกว่า ดังนั้นโครงสร้างเหล็กจึงมีความน่าเชื่อถือสูง
3. มีการใช้เครื่องจักรกลขั้นสูงในการผลิตและติดตั้งโครงสร้างเหล็ก
ส่วนประกอบโครงสร้างเหล็กผลิตได้ง่ายในโรงงานและประกอบเองได้ในสถานที่ ผลิตภัณฑ์สำเร็จรูปของส่วนประกอบโครงสร้างเหล็กแบบกลไกที่ผลิตในโรงงานมีความแม่นยำสูง ประสิทธิภาพการผลิตสูง ประกอบได้รวดเร็วในสถานที่ และระยะเวลาก่อสร้างสั้น โครงสร้างเหล็กเป็นโครงสร้างที่มีการพัฒนาเชิงอุตสาหกรรมขั้นสูงสุด
4. ประสิทธิภาพการปิดผนึกที่ดีของโครงสร้างเหล็ก
เนื่องจากโครงสร้างเชื่อมสามารถปิดผนึกได้อย่างสมบูรณ์ จึงสามารถผลิตเป็นภาชนะแรงดันสูง ถังน้ำมันขนาดใหญ่ ท่อแรงดัน ฯลฯ ที่มีความแน่นหนาของอากาศและน้ำได้ดี
5.โครงสร้างเหล็กทนความร้อนแต่ไม่ทนไฟ
เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า 150 องศาเซลเซียส คุณสมบัติของเหล็กจะเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อย ดังนั้น โครงสร้างเหล็กจึงเหมาะสำหรับโรงงานที่มีอุณหภูมิสูง แต่เมื่อพื้นผิวของโครงสร้างถูกแผ่รังสีความร้อนประมาณ 150 องศาเซลเซียส ควรได้รับการปกป้องด้วยแผ่นฉนวนกันความร้อน เมื่ออุณหภูมิอยู่ที่ 300-400 องศาเซลเซียส ความแข็งแรงและโมดูลัสยืดหยุ่นของเหล็กจะลดลงอย่างมาก เมื่ออุณหภูมิอยู่ที่ประมาณ 600 องศาเซลเซียส ความแข็งแรงของเหล็กจะลดลงเหลือศูนย์ สำหรับอาคารที่มีข้อกำหนดพิเศษด้านการป้องกันอัคคีภัย โครงสร้างเหล็กจำเป็นต้องได้รับการปกป้องด้วยวัสดุทนไฟเพื่อเพิ่มระดับความทนไฟ
6. โครงสร้างเหล็กมีความต้านทานการกัดกร่อนต่ำ
โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสภาพแวดล้อมที่มีความชื้นและการกัดกร่อน สนิมจะเกิดได้ง่าย โดยทั่วไปโครงสร้างเหล็กจำเป็นต้องได้รับการป้องกันสนิม ชุบสังกะสี หรือทาสี และบำรุงรักษาอย่างสม่ำเสมอ สำหรับโครงสร้างแท่นขุดเจาะนอกชายฝั่งในน้ำทะเล จำเป็นต้องมีมาตรการพิเศษ เช่น "การป้องกันขั้วบวกบล็อกสังกะสี" เพื่อป้องกันการกัดกร่อน
7. คาร์บอนต่ำ ประหยัดพลังงาน เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม สามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้
การรื้อถอนอาคารโครงสร้างเหล็กแทบจะไม่ก่อให้เกิดขยะจากการก่อสร้าง และเหล็กยังสามารถนำไปรีไซเคิลและนำกลับมาใช้ใหม่ได้