什么是 鋼結(jié)構(gòu),用學(xué)術(shù)語(yǔ)言來(lái)說(shuō)鋼結(jié)構(gòu)是以鋼材制作為主的結(jié)構(gòu),是現(xiàn)在主要的建筑結(jié)構(gòu)類(lèi)型之一。鋼材的特點(diǎn)是強(qiáng)度高、自重 輕、整體剛性好、變形能力強(qiáng),故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜。鋼結(jié)構(gòu)是由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼 柱、鋼桁架等構(gòu)件;各構(gòu)件或部件之間采用焊縫、螺栓或鉚釘連接的結(jié)構(gòu)。
1、鋼材韌性,塑性好,材質(zhì)均勻,結(jié)構(gòu)可靠性高,適于承受沖擊和動(dòng)力荷載,具有良好的抗震性能。鋼材內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)均勻, 近于各向同性勻質(zhì)體。鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能比較符合計(jì)算理論。所以鋼結(jié)構(gòu)可靠性高。
2、材料強(qiáng)度高,自身重量輕,鋼材強(qiáng)度較高,彈性模量也高。與混凝土和木材相比,其密度與屈服強(qiáng)度的比值相對(duì)較低,因而 在同樣受力條件下鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面小,自重輕,便于運(yùn)輸和安裝,適于跨度大,高度高,承載重的結(jié)構(gòu)。
3、鋼結(jié)構(gòu)密封性能好,由于焊接結(jié)構(gòu)可以做到完全密封,可以作成氣密性,水密性均很好的高壓容器,大型油池,壓力管道等 。
4、鋼結(jié)構(gòu)耐熱不耐火,當(dāng)溫度在150℃以下時(shí),鋼材性質(zhì)變化很小。因而鋼結(jié)構(gòu)適用于熱車(chē)間,但結(jié)構(gòu)表面受150℃左右的熱輻 射時(shí),要采用隔熱板加以保護(hù)。溫度在300℃ -400℃時(shí).鋼材強(qiáng)度和彈性模量均顯著下降,溫度在600℃左,鋼材的強(qiáng)度趨于零。在有特殊防火需求的建筑中,鋼結(jié)構(gòu)必須采用耐火材料加以保護(hù)以提高耐火等級(jí)。
5、鋼結(jié)構(gòu)耐腐蝕性差,特別是在潮濕和腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中,容易銹蝕。一般鋼結(jié)構(gòu)要除銹、鍍鋅或涂料,且要定期維護(hù)。對(duì) 處于海水中的海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu),需采用“鋅塊陽(yáng)極保護(hù)”等特殊措施予以防腐蝕。
6、鋼結(jié)構(gòu)制造安裝機(jī)械化程度高,鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件便于在工廠(chǎng)制造、工地拼裝。工廠(chǎng)機(jī)械化制造鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件成品精度高、生產(chǎn)效率 高、工地拼裝速度快、工期短。鋼結(jié)構(gòu)是工業(yè)化程度高的一種結(jié)構(gòu)。
鋼結(jié)構(gòu)知識(shí)解析,全面帶你認(rèn)識(shí)鋼結(jié)構(gòu)
三、鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史
我國(guó)早期在鐵結(jié)構(gòu)方面就有卓越的成就,但由于封建制度的束縛,科學(xué)不發(fā)達(dá),所以我國(guó)2000多年來(lái)長(zhǎng)期停留于鐵制建筑物的水 平。直到19世紀(jì)末,我國(guó)才開(kāi)始采用現(xiàn)代化鋼結(jié)構(gòu)。新中國(guó)成立后,鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用有了很大的發(fā)展,不論在數(shù)量上或質(zhì)量上都遠(yuǎn) 遠(yuǎn)超過(guò)了過(guò)去。2000年以后,我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)顯著增長(zhǎng),國(guó)力明顯增強(qiáng),鋼產(chǎn)量成為世界大國(guó)。2008年前后,在奧運(yùn)會(huì)的推動(dòng)下, 出現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)建筑熱潮,強(qiáng)勁的市場(chǎng)需求,推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)建筑迅猛發(fā)展,建成了一大批鋼結(jié)構(gòu)場(chǎng)館、機(jī)場(chǎng)、車(chē)站和高層建筑,其中 ,有的鋼結(jié)構(gòu)建筑在制作安裝技術(shù)方面具有世界水平,如奧運(yùn)會(huì)國(guó)家體育場(chǎng)等建筑。在設(shè)計(jì)、制造和安裝等技術(shù)方面都達(dá)到 了較高的水平,掌握了各種復(fù)雜建筑物的設(shè)計(jì)和施工技術(shù)。
四、鋼結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)
抗風(fēng)性
型鋼結(jié)構(gòu)建筑重量輕、強(qiáng)度高、整體剛性好、變形能力強(qiáng)。建筑物自重僅是磚混結(jié)構(gòu)的五分之一,可抵抗每秒70米的颶風(fēng),使生 命財(cái)產(chǎn)能得到有效的保護(hù)。
抗震性
低層別墅的屋面大都為坡屋面,因此屋面結(jié)構(gòu)基本上采用的是由冷彎型鋼構(gòu)件做成的三角型屋架體系,輕鋼構(gòu)件在封完結(jié)構(gòu)性板 材及石膏板之后,形成了非常堅(jiān)固的"板肋結(jié)構(gòu)體系",這種結(jié)構(gòu)體系有著更強(qiáng)的抗震及抵抗水平荷載的能力,適用于抗震烈度為 8度以上的地區(qū)。
隔音性
隔音效果是評(píng)估住宅的一個(gè)重要指標(biāo),輕鋼體系安裝的窗均采用中空玻璃,隔音效果好,隔音達(dá)40分貝以上;由輕鋼龍骨、保溫 材料石膏板組成的墻體,其隔音效果可高達(dá)60分貝。
保溫性
采用的保溫隔熱材料以玻纖棉為主,具有良好的保溫隔熱效果。用以外墻的保溫板,有效的避免墻體的“冷橋”現(xiàn)象,達(dá)到了更 好的保溫效果。100mm左右厚的R15保溫棉熱阻值可相當(dāng)于1m厚的磚墻。
健康性
干作業(yè)施工,減少?gòu)U棄物對(duì)環(huán)境造成的污染,房屋鋼結(jié)構(gòu)材料可90%回收,其他配套材料也可大部分回收,符合當(dāng)前環(huán) 保意識(shí);所有材料為綠色建材,滿(mǎn)足生態(tài)環(huán)境要求,有利于健康。
耐久性
輕鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)全部采用冷彎薄壁鋼構(gòu)件體系組成,鋼骨采用超級(jí)防腐高強(qiáng)冷軋鍍鋅板制造,有效避免鋼板在施工和使用過(guò)程 中的銹蝕的影響,增加了輕鋼構(gòu)件的使用壽命。結(jié)構(gòu)壽命可達(dá)100年。
舒適性
輕鋼墻體采用高效節(jié)能體系,具有呼吸功能,可調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣干濕度;屋頂具有通風(fēng)功能,可以使屋內(nèi)部上空形成流動(dòng)的空氣間 ,保證屋頂內(nèi)部的通風(fēng)及散熱需求。
五、鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)與劣勢(shì)
優(yōu)勢(shì)
1、鋼結(jié)構(gòu)住宅比傳統(tǒng)建筑能更好的滿(mǎn)足建筑上大開(kāi)間靈活分隔的要求,并可通過(guò)減少柱的截面面積和使用輕質(zhì)墻板,提高面積 使用率,戶(hù)內(nèi)有效使用面積提高約6%。
2、節(jié)能效果好,墻體采用輕型節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)化的C型鋼、方鋼、夾芯板,保溫性能好,抗震度好。節(jié)能50%,
3、將鋼結(jié)構(gòu)體系用于住宅建筑可充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的延性好、塑性變形能力強(qiáng),具有優(yōu)良的抗震抗風(fēng)性能,大大提高了住宅的安 全可靠性。尤其在遭遇地震、臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的情況下,鋼結(jié)構(gòu)能夠避免建筑物的倒塌性破壞。
4、建筑總重輕,鋼結(jié)構(gòu)住宅體系自重輕,約為混凝土結(jié)構(gòu)的一半,可以大大減少基礎(chǔ)造價(jià)。
5、施工速度快,工期比傳統(tǒng)住宅體系至少縮短三分之一,一棟1000平米只需20天、五個(gè)工人方可完工。
6、環(huán)保效果好。鋼結(jié)構(gòu)住宅施工時(shí)大大減少了砂、石、灰的用量,所用的材料主要是綠色,98%回收或降解的材料,在建筑物 拆除時(shí),大部分材料可以再用或降解,不會(huì)造成垃圾。
7、以靈活、豐實(shí)。大開(kāi)間設(shè)計(jì),戶(hù)內(nèi)空間可多方案分割,可滿(mǎn)足用戶(hù)的不同需求。
8、符合住宅產(chǎn)業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的要求。鋼結(jié)構(gòu)適宜工廠(chǎng)大批量生產(chǎn),工業(yè)化程度高,并且能將節(jié)能、防水、隔熱、門(mén)窗等先 進(jìn)成品集合于一體,成套應(yīng)用,將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工一體化,提高建設(shè)產(chǎn)業(yè)的水平。
劣勢(shì)
1、復(fù)雜性
鋼結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目施工質(zhì)量問(wèn)題的復(fù)雜性,主要表現(xiàn)在引發(fā)質(zhì)量問(wèn)題的因素繁多,產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題的原因也復(fù)雜,即使是同一性質(zhì)的 質(zhì)量問(wèn)題,原因有時(shí)也不一樣,從而質(zhì)量問(wèn)題的分析、判斷和處理增加了復(fù)雜性。例如焊接裂縫,其既可發(fā)生在焊縫金屬中,也 可發(fā)生在母材熱影響中,既可在焊縫表面,也可在焊縫內(nèi)部;裂縫走向既可平行于焊道,也可垂直于焊道,裂縫既可能是冷裂縫 ,也可能是熱裂縫;產(chǎn)生原因也有焊接材料選用不當(dāng)和焊接預(yù)熱或后熱不當(dāng)之分。
2、可變性
鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量問(wèn)題還將隨著外界變化和時(shí)間的延長(zhǎng)而不斷地發(fā)展變化,質(zhì)量缺陷逐漸體現(xiàn)。例如,鋼構(gòu)件的焊縫由于應(yīng)力 的變化,使原來(lái)沒(méi)有裂縫的焊縫產(chǎn)生裂縫:由于焊后在焊縫中有氫的活動(dòng)的作用便可產(chǎn)生延遲裂縫。又如構(gòu)件長(zhǎng)期承受過(guò)載,則鋼構(gòu)件要產(chǎn)生下拱彎曲變形,產(chǎn)生隱患。
3、嚴(yán)重性
鋼結(jié)構(gòu)工程項(xiàng)目施工質(zhì)量問(wèn)題的嚴(yán)重性表現(xiàn)在:一般的,影響施工順利進(jìn)行,造成工期延誤,成本增加,嚴(yán)重的,建筑物倒塌,造成人身傷亡,財(cái)產(chǎn)受損,引起不良的社會(huì)影響。
4、頻發(fā)性
由于我國(guó)現(xiàn)代建筑都是以混凝土結(jié)構(gòu)為主,從事建筑施工的管理人員和技術(shù)人員對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的制作和施工技術(shù)相對(duì)比較生疏,以民工為主的具體施工人員更不懂鋼結(jié)構(gòu)工程的科學(xué)施工方法,導(dǎo)致施工過(guò)程中的事故時(shí)常發(fā)生。