第一章钢结构类型。
随着钢铁行业的技术进步，钢材的生产为钢结构产业的发展提供了物质基础，同时也为钢结构的应用创造了有利条件。国内钢铁行业开始了建筑结构用钢的品种和技术的研发，相继开发了高强钢和耐火、耐候、耐海水、抗层状撕裂、抗低温用钢，以及h 型钢、高性能彩涂钢板、冷弯型钢等，为钢结构产业的发展奠定了良好的应用基础。
钢结构以其强度高、自重轻、抗震性能好、工业化程度高、施工周期短、可塑性强、节能环保等综合优势，在工业厂房、市政基础设施建设、文教体育建设、电力、桥梁、海洋石油工程、航空航天等行业得到了广泛的应用，市场空间逐步扩大。目前，住宅钢结构市场逐步取得突破，一旦取代传统建筑形态进入住宅建设领域，钢结构行业将引来爆发性的增长。近年来，为了响应国家号召，钢结构行业正在逐步推行装配式建筑的发展，现在的高层钢结构建筑、钢结构别墅、钢结构智能停车库及停车楼等新型建筑项目正在兴起，随着时代的发展，这些新型产业的技术研发将日臻完善，终将把钢结构行业推向一个新的高度。
既然钢结构应用如此广泛，那么钢结构类型应如何划分呢？
其实到目前为止，钢结构类型的划分实际上并没有规范性的标准及严格的定义，即使在《钢结构设计规范》（gb50017-2003）上也没有明确的定义和划分。不过，随着我国钢结构多年的发展和应用，大体上的分类还是有迹可循的。
一、按照结构所承受的荷载可分为：重钢结构、轻钢结构两大类。
重钢结构与轻钢结构的区别：
判定结构为重钢与轻钢结构确实没有一个统一的标准，很多有经验的设计师或项目经理也常常不能完全说明白，但我们可以以一些数据综合考虑并加以判断：
1、厂房行车起吊重量：大于等于25吨，可以认为为重钢结构。
2、每平米用钢量：大于等于50kg/㎡，可认为是重钢结构。
3、主要构件钢板厚度：大于等于10mm，轻钢结构用的较少。
另外，还有一些参考值：如每平米造价，最大构件重量，最大跨度，结构形式，檐高等，以上这些在判断厂房是否为重钢或轻钢时可以提供经验数据，当然很多建筑都是轻、重钢都有。但有一些我们可以较肯定的说是重钢：
如：石化厂房设施、电厂厂房、大跨度的体育场馆、展览中心，高层或超高层钢结构。
实际上国家规范和技术文件都并没有重钢一说，为区别轻型房屋钢结构，也许称一般钢结构为“普钢”更合适。因为普通钢结构的范围很广，可以包含各种钢结构，不管荷载大小，甚至包括轻型钢结构的许多内容，轻型房屋钢结构技术规程只是针对其“轻”的特点而规定了一些更具体的内容，而且范围只局限在单层门式刚架。
轻钢也是一个比较含糊的名词，一般可以有两种理解。一种是现行《钢结构设计规范》（gbj 17－88）中第十一章“圆钢、小角钢的轻型钢结构”，是指用圆钢和小于l45*4和l56*36*4的角钢制作的轻型钢结构。
由此可见，轻钢与重钢之分不在结构本身的轻重，而在所承受的围护材料的轻重，而在结构设计概念上还是一致的 。
我国的国家体育馆（鸟巢）就属于重钢结构的建筑。
—鸟巢建筑面积25.8万㎡，外部钢结构的钢材用量为4.2万吨，整个工程包括混凝土中的钢材、螺纹钢等，总用钢量达11万吨。
主体钢结构形成整体的巨型空间马鞍形钢桁架编织式“鸟巢”结构，钢结构总用钢量为4.2万吨。
按照每平米用钢量计算：42000000kg÷258000㎡=162.79（kg/㎡）远远超过重钢衡量标准的大于等于50kg/㎡。
我国的国家游泳中心（水立方）也属于重钢结构的建筑。
—水立方建筑面积79532㎡，总用钢量6900吨，是跨度最大的膜结构建筑（最大跨度130米）。
按照每平米用钢量计算：6900000kg÷79532㎡=86.76（kg/㎡）也超过重钢衡量标准的大于等于50kg/㎡。
二、按照应用领域的不同，钢结构可以分为：建筑重钢结构、建筑轻钢结构、设备钢结构、桥梁钢结构、空间钢结构等五大类。
一）、建筑重钢结构：如上面所述，此处不再赘述。
二）、建筑轻钢结构：如上面所述，此处不再赘述。
三）、设备钢结构：设备钢结构是指大型设备中的钢结构部分，根据技术人员的经验，以下结构应可划入设备钢结构范畴：架桥机的塔架钢结构、起重机的起重大梁、起重机车身、大型设备支架等，属于对精密性、材质、连接等要求较高的精密钢结构之一。
对于成套设备来说，是最主要的受力部分，在功能上起到结构性作用的都属于这一范畴。
四）、桥梁钢结构：顾名思义就是用于桥梁上的钢结构。是桥梁中主要的承重结构之一，梁和腿或墩（台）身构成刚性连接。结构形式可分为门式钢构桥、斜腿钢构桥 、t形钢构桥和连续钢构桥。
五）、空间钢结构：空间钢结构建筑是指空间跨度较大的钢结构建筑，目前在建筑领域主要的结构形式有网架、网壳、桁架、门式刚架、拉索结构及以上几种结构的组合，主要应用于厂房、体育场馆、汽（火）车站、飞机场、大型会议室等需要比较大空间的公共、运动场所。
空间钢结构主要分为网架结构、悬索结构、壳体结构、管桁架结构、膜结构等类型。
空间结构能适应不同跨度、不同支承条件的各种建筑要求。形状上也能适应正方形、矩形、多边形、圆形、扇形、三角形以及由此组合而成的各种形状的建筑平面，同时，又有建筑造型轻巧、美观、便于建筑处理。主要用于车站、飞机场、体育馆等大型公共建筑。
三、钢结构按用途包括四个类型：高耸钢结构、板壳钢结构、工业厂房钢结构、轻型钢结构。
高耸钢结构：高耸结构包含电视塔、微波塔、通讯塔、高压输电线路塔、石油化工塔、大气监测塔、火箭发射塔、旅行嘹望塔、钻井塔、排气塔、水塔、烟囱等，而大多数高耸结构均选用钢结构。336m高的黑龙江电视塔是中国当前最高的钢结构多功能电视塔，同一类型200～300m的钢塔还有许多。
中国在20世纪60—-70年代建成的大型钢塔桅结构有200m广州电视塔、210m上海电视塔、194m南京跨过长江输电线路塔、325m北京环境气候桅杆。2023年完工的212m汕头电视塔、260m大庆电视塔等也都是钢结构。量大而面广的高耸结构是通讯塔和输电塔，跟着信息和电力开发，这种50m左右的钢塔将遍及神州大地。
板壳钢结构：需求密闭的容器，如大型储油库、煤气库、炉壳等需求能接受很大内力及温度急剧改变的高炉结构、大直径高压输油管道都是板壳钢结构，还有一些大型水工结构的船闸闸口也是板壳结构。
工业厂房钢结构：钢结构通常用于重型车间的承重骨架，例如冶金工厂的平炉车间、初轧车间、混铁炉车间，重型机器厂的铸钢车间、水压机车间、锻压车间，造船厂的船台车间，飞机制造厂的装配车间，以及其他工厂跨度较大车间的屋盖、吊车梁等。中国鞍钢、武钢、包钢和上海宝钢等几个闻名的冶金联合企业的许多车间都选用了各种规划的钢结构厂房，上海重型机器厂水压机车间、上海江南造船厂中也都有巨大的钢结构厂房。
轻型钢结构：轻型钢结构通常指由圆钢、小角钢、薄壁型钢或薄钢板焊接而成的结构。轻型钢结构的长处是自重轻、造价低、出产制造工厂化程度高、现场装置工作量小、建造速度快，一起外型漂亮、内部空阔、修建面积及空间利用率高，因此在修建商场极具竞争力。
近几年来轻型钢结构在中国开展迅速，其使用规模已从工业厂房、中小型房屋修建、体育场看台雨篷、小型库房等向住所、别墅开展。
四、钢结构按其结构型式可分为：排架结构、框架结构、刚架结构、网架结构、索膜结构等五大类。细分如下：
下面主要针对上述钢结构分类方式对各类型进行逐一剖析：
一）排架结构。
排架由屋架（或屋面梁）、柱和基础组成，柱与屋架铰接，与基础刚接。是单层厂房结构的基本结构形式。
排架结构：顾名思义，就是一排一排的（可以是两排，也可以是多排）。主要用于单层厂房，由屋架、柱子和基础构成横向平面排架，是厂房的主要承重体系，再通过屋面板、吊车梁、支撑等纵向构件将平面排架联结起来，构成整体的空间结构。
排架结构厂房实例。
排架结构特点：是在自身的平面内承载力和刚度都较大，而排架间的承载能力则较弱，通常在两个支架之间应该加上相应的支撑，避免风荷载的推动而发生侧向的移动。
排架体系常用于高大空旷的单层建筑物如工业厂房、飞机库和影剧院的观众厅等。其柱顶用大型屋架或桁架连接，再覆以装配式的屋面板，根据需要，有的排架建筑屋顶还要设置大型的天窗、有的则需沿纵向设置吊车梁。由于排架体系的房屋刚度小，重心高，需承受动荷载，因此需要安装柱间斜支撑和屋盖部分的水平平斜支撑，还要在两侧山墙设置抗风柱。
二）框架结构。
框架结构是指由梁和柱以钢筋相连接而成，构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗使用过程**现的水平荷载和竖向荷载。框架结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用，一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、陶粒等轻质板材砌筑或装配而成。
框架结构又称构架式结构。房屋的框架按跨数分有单跨、多跨；按层数分有单层、多层；按立面构成分为对称、不对称；按所用材料分为钢框架、混凝土框架、胶合木结构框架或钢与钢筋混凝土混合框架等。其中最常用的是混凝土框架（现浇式、装配式、整体装配式，也可根据需要施加预应力，主要是对梁或板）、钢框架。
装配式、装配整体式混凝土框架和钢框架适合大规模工业化施工，效率较高，工程质量较好。
框架建筑的主要优点：空间分隔灵活，自重轻，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期；采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，设计处理好也能达到较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。
框架结构，原本属于土建工程类别的结构形式。随着钢结构的发展，这一结构形式也完全适合钢结构工程。
框架结构与排架结构的主要区别：
1.排架结构一般为单层结构，框架结构既可以是单层，也可以是多层的结构。
2.排架结构在设计上一般讲究其对称性，而框架结构的布局既可以是对称的布局，也可以是不对称的较为复杂的布局。
3.排架结构在使用上比较单一，一般用于钢结构厂房。而框架结构使用就非常广泛了，常用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些特殊用途的建筑物中，如剧场、商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、以及工业设备的结构体系等。
三）刚架结构。
刚架是由梁和柱组成的结构，即“刚性结构”，各杆件主要受弯。刚架的结点主要是刚结点，也可以有部分铰结点或组合结点。
钢架全部是钢材组成的结构，一般用于超高层的办公大楼，或大型的会场和展厅。
刚架与钢架的区别是：刚架是钢架的上位概念，是全集与子集的关系， “钢架”是“刚架”的子集。刚架强调的是结构的刚度，不一定是钢结构，并且三点的固结。
钢构强调的是材质，顾名思义---全钢结构。
刚架结构在钢结构中，与上面的框架结构类似。刚架结构中可以是混凝土框架柱与钢柱的结合体。
四）网架结构。
网架是由多根杆件按照一定的网格形式通过节点连结而成的空间结构。由于其整体结构成“网状”形式，故称之为网架。
构成网架的基本单元有三角锥、三棱体、正方体、四角锥和六角锥等。这些基本单元可组合成平面形状的三边形、四边形、六边形、八边形、圆形或其他任何形体。具有空间受力、重量轻、刚度大、抗震性能好等优点；可用作体育馆、 影剧院、展览厅、候车厅、体育场看台雨篷、飞机库、双向大柱网架结构距车间等建筑的屋盖。
缺点是汇交于节点上的杆件数量较多，制作安装较平面结构复杂。
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