鋼框架結構

作者：Dwight Burdette（自己的作品）[CC-BY-3.0（http://creativecommons.org/licenses/by/3.0）]，透過維基共享資源

大多數鋼結構都是用一種叫做低碳鋼的鋼製成的。溫和鋼是一種非常堅固的材料。取一根直徑為1英寸/25毫米的圓形鋼棒。如果您要將此杆牢固地連線到天花板上，您可以懸掛20,000公斤（即20噸）或以下任何一種：

18輛本田城市汽車
2只半非洲大象
1輛半倫敦城市Routemaster雙層巴士

我們敦促你在家裡嘗試這個，除非你結婚了。

這種巨大的力量對建築物有很大的優勢。鋼框架的另一個重要特徵是其靈活性。它可以彎曲而不開裂，這是另一個巨大優勢，因為鋼結構建築在被風或地震推到一邊時可以彎曲。鋼的第三個特點是其可塑性或延展性。這意味著，當受到巨大的力量時，它不會突然像玻璃一樣裂開，而是慢慢彎曲。該物業允許鋼鐵建築彎曲或變形，從而警告居民逃跑。鋼框架的故障不是突然的——鋼結構很少坍塌。由於這些特性，鋼在大多數情況下在地震中的效能比大多數其他材料都要好得多。

然而，鋼鐵的一個重要特性是，它在火災中迅速失去強度。在500攝氏度（930華氏度）時，低碳鋼可能會失去近一半的強度。這就是2001年世貿塔倒塌時發生的事情。因此，建築物中的鋼材必須免受火災或高溫的影響；這通常透過用木板或稱為防火的噴塗材料包裹來完成。

使用鋼框架結構的地方

鋼結構最常用於

高層建築，因為它的強度、重量輕和施工速度

工業建築，因為它能夠以低成本創造大跨度空間

出於同樣的原因，倉庫建築

住宅建築採用一種稱為輕型鋼結構的技術

臨時結構，因為這些結構可以快速設定和刪除

鋼結構建築型別

鋼結構建築有幾種型別。鋼結構也被稱為鋼結構製造。

傳統的鋼鐵製造是指鋼鐵製造商團隊將鋼材成員切割到正確的長度，然後將它們焊接在一起，形成最終結構。這完全可以在勞動密集型建築工地進行，也可以部分在車間完成，以提供更好的工作條件並縮短時間。

螺栓鋼結構發生在鋼結構時，鋼製造商生產成品和噴漆鋼部件，然後這些部件被運到現場並簡單地螺栓固定到位。這是鋼結構的首選方法，因為大部分製造可以在車間完成，並具有正確的機械、照明和工作條件。部件的尺寸由它們運輸的卡車或拖車的尺寸決定，普通卡車的最大長度通常為6米（20英尺），長拖車的最大長度為12米（40英尺）。由於現場唯一需要完成的工作是將鋼製件抬到位（用起重機）並螺栓固定，因此現場的工作速度非常快。 預先設計的建築是螺栓鋼結構的一個例子，由一家公司設計、製造、運輸和豎立給業主。

輕量級鋼結構是北美和歐洲部分地區住宅和小型建築中常見的一種建築。這類似於木框架結構，除了輕型鋼構件代替木材二乘四。輕型鋼是以薄（1-3毫米）鋼板形式彎曲成C型或Z截面的鋼。

鋼框架結構的重量

考慮一棟5 x 8米（16 x 26英尺）的單層建築。讓我們先用混凝土建造它，角落有四根柱子，柱子之間有橫樑，頂部有150毫米（6英寸）厚的混凝土板。這種結構的重量約為800公斤/平方米，或總共32噸（32,000公斤）。如果我們改用鋼建造這個，傾斜的屋頂上覆蓋著帶絕緣材料的瓦楞金屬板，這隻能重約65公斤/平方米。鋼框架建築的重量只有2.6噸（2,600公斤）。所以混凝土建築重了12倍以上！這是針對單層結構的——在多層結構中，差異將小，因為多層鋼結構的地板是用混凝土板建造的，以經濟為止——但差異仍然很大。

這種低重量的鋼框架建築意味著它們必須牢牢地固定在基金會以抵禦風力，否則它們可能會像甲板傘一樣被吹走！