混凝土泵管因其輕質(zhì)高強的優(yōu)良特性,已成為各種大跨度建筑屋面承重骨架的重要材料。各種鋼結(jié)構(gòu)形式已經(jīng)成為建筑結(jié)構(gòu)的主要研究對象。近年來,隨著鋼鐵產(chǎn)量的快速增長和國民經(jīng)濟的快速發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)在各類大跨度建筑中發(fā)揮著越來越重要的作用。嚴格來說,輕鋼結(jié)構(gòu)與普通鋼結(jié)構(gòu)沒有明顯的界限和設(shè)計差異。在我國,“跨度不超過18米、起重量不超過5t的輕中型橋式起重機房”中,人們最初僅將圓鋼或小角鋼(小于L454或L56364)的混凝土泵管結(jié)構(gòu)狹義地視為輕鋼結(jié)構(gòu),而忽略了大量由其他截面尺寸較小、壁較薄、截面較厚的構(gòu)件或截面組成的輕鋼結(jié)構(gòu)。事實上,廣義輕鋼結(jié)構(gòu)不僅指構(gòu)成主框架的構(gòu)件和相關(guān)的次構(gòu)件,如圓鋼、小角鋼或薄壁鋼,而且其圍護結(jié)構(gòu)(墻體和屋頂)也是由輕質(zhì)材料制成,如壁厚小于1 mm的薄壁卷材制成的壓型鋼板。目前,輕鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍并不局限于小跨度房屋和吊車,而是已經(jīng)擴展到一些常見的鋼結(jié)構(gòu)。
輕鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟指標較好。輕鋼屋面結(jié)構(gòu)的用鋼量一般僅為8 ~ 15公斤/平方米,與同等條件下的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相近,節(jié)省了大量木材、水泥等建筑材料,使結(jié)構(gòu)自重降低到普通鋼結(jié)構(gòu)的70%~80%,總成本相對較低。由于其重量輕、結(jié)構(gòu)形式多樣,從一開始就被廣泛應(yīng)用于各種輕工業(yè)廠房和許多建筑的屋頂結(jié)構(gòu)中。但是,必須注意的是,對于采用冷彎薄壁型鋼的輕鋼結(jié)構(gòu),其設(shè)計應(yīng)滿足《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定,如混凝土泵管的強度設(shè)計值、焊接強度設(shè)計值、螺栓連接強度設(shè)計值和構(gòu)件的允許長細比,這些都不同于普通鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范。薄壁鋼結(jié)構(gòu)是近幾十年發(fā)展起來的輕型鋼結(jié)構(gòu)。薄壁型鋼具有更好的截面特性。與熱軋型鋼相比,在相同截面面積的情況下,其回轉(zhuǎn)半徑可提高50%~60%,截面慣性矩和阻力矩可提高0.5~3.0倍。因此,可以合理利用材料的強度,節(jié)約鋼材30%(與相同截面面積的普通熱軋鋼結(jié)構(gòu)相比)。