钢管结构因其具有优美的外观、合理的受力特点以及优越的经济性,桁架是如何设计的在现代工业厂房、仓库、体育馆、展览馆、会场、航站楼、车站及办公楼、商住楼、宾馆等建筑中得到了广泛的应用,如上海体育场、上海科技城、首都机场新航站楼、广州新白云及长航站楼、广州国际会展中心、上海新国际博览中心、南京国际会展中心、南京奥林匹克体育场、江苏省南通市体育会展中心等大型工程中均采用了钢管结构。工程实际表明,钢管结构既可以很好地满足建筑要求,又能够使结构达到安全、适用、经济等性能指标,符合钢结构的最新设计观念。
钢管截面具有一系列独特的优越性能,主要有以下几个方面:
①圆管和方管的管壁一般较薄,截面回转半径较大,故抗压和抗扭性能好。对称截面形式使得截面惯性矩对各轴相同,有利于单一杆件的稳定设计。截面的闭合提高了抗扭刚度,对板件局部稳定性而言,闭合截面也优于有悬挑板件的开口截面。在许多场合下,建筑师也愿意利用钢管外观简洁的特点表达其建筑意图。
②在截面积相同的型钢中,钢管外表面积最小,这就使得钢管与大气的接触面积最小,加之钢管往往会两端封闭,内部不会生锈,这就大大减少了防腐防火涂层的材料消耗和涂装工作量。而且钢管结构较易于清刷、油漆,故维护更为方便。
③钢管截面的流体动力特性好。承受风力或水流等荷载作用时,荷载对钢管结构的作用效应比其它截面形式结构的效应要低得多。
④钢管加工便利。随着多维数控切割技术的发展,钢管的相贯线切割已经不再是难题,国内许多钢结构加工厂家已经掌握了这项技术。
虽然就材料单价而言,钢管价格高于普通开口截面形式的型钢,但上述优点综合起来,钢管结构在众多结构形式中仍然是优先选用的基本结构形式之一。