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    為什么現在的鋼結構建筑越來越多?

    為什么現在的鋼結構建筑越來越多?

    【摘要】:
    建筑結構是否安全可靠,不但涉及到生命和財產的安全,還會造成一定的社會影響因此,我們首先要對建筑結構的特點有一個全面的了解。由于鋼結構主要是由鋼板、熱軋型鋼或冷彎薄壁型鋼,通過各種連接、制造、組裝而成,與其他材料的建筑結構相比,具有不同的特點。?1、強度高,質量輕建筑鋼材與其他建筑材料諸如混凝土、磚石和木材相比,強度要高得多,彈性模也高,因此結構構件質量輕且截面小。結構的輕質性可以用材、料的質量密度
    建筑結構是否安全可靠,不但涉及到生命和財產的安全,還會造成一定的社會影響因此,我們首先要對建筑結構的特點有一個全面的了解。由于鋼結構主要是由鋼板、熱軋 型鋼或冷彎薄壁型鋼,通過各種連接、制造、組裝而成,與其他材料的建筑結構相比,具有不同的特點。
     
    1、強度高,質量輕
    建筑鋼材與其他建筑材料諸如混凝土、磚石和木材相比,強度要高得多,彈性模也高,因此結構構件質量輕且截面小。結構的輕質性可以用材、料的質量密度與強度的比值α。來衡量,α值越小,結構相對越輕。建筑鋼材的α值為1.7x10-4 m-1,木材為5.4x10-4 m-1 ,鋼筋混凝土約為18x10-4 m-1 。以相同跨度且承受同樣荷載的簡支屋架為例,鋼屋架的重量最多不過是鋼筋混凝土屋架的1/4~1/3 ,冷彎薄壁型鋼屋架甚至接近 1/10。
     
    由于在同樣受力條件下的鋼結構自重輕,不但可以顯著減小地震作用,進而減小結構 內力,還可以降低基礎的造價,這個優勢在軟土地區更加明顯。此外,構件輕巧也便于運 輸和安裝。因此,鋼結構特別適用于超高層、大跨度建筑,重型工業廠房,以及橋梁、塔桅等構筑物,國內外有許多著名建筑均采用鋼結構或鋼與其他材料組成的組(混)合結構。
     
    2、材料均勻,塑性、韌性好,抗震性能優越
    由于鋼材組織均勻,接近各向同性,而且在一定的應力幅度內幾乎是完全彈性的,彈性模量大,有良好的塑性和韌性,為理想的彈性—塑性體。鋼結構的實際工作性能比較符合目前采用的理論計算模型,因此可靠性高。
     
    鋼材塑性好,可以使鋼結構不會因偶然超載或局部超載而突然斷裂破壞:鋼材韌性 好,有利于鋼結構適應振動荷載,地震區房屋采用鋼結構比其他材料的工程結構更耐震。鋼結構一般是地震中損壞最少的結構,表 框架與混凝土框架的破壞對比情況,即能說明這一點。
     
    3、制造簡單,工業化程度高,施工周期短
    鋼結構所用的材料單純,且多是成品或半成品材料,加工比較簡單,并能夠使用機械操作,易于定型化、標準化,工業化生產程度高。因此,鋼構件一般在專業化的金屬結構 加工廠制作完成,精度高,質量穩定,勞動強度低。
     
    鋼構件在工地拼裝時,多采用簡單方便的焊接連接或螺栓連接,鋼構件與其他材料構件的連接也比較方便。有時鋼構件還可以在地面拼裝成較大的單元甚至拼裝成整體后再進行吊裝,可以顯著降低高空作業量,縮短施工工期。施工周期短,使整個建筑更早地投入使用,不但可以縮短資金流動周期,而且提前收到投資回報,綜合效益高。
     
    4、 密閉性好
    鋼材及其連接(如焊接)的水密性和氣密性都比較好,適宜做要求密閉的板殼結構,如高壓容器、油庫、氣柜、管道等。
     
    5、 構件截面小,有效空間大
    由于鋼材的強度高,構件截面小,所占空間也就小。以相同受力條件的簡支梁為例,混凝土梁的高度通常是跨度的1/10~1/12.而鋼梁約為1/16~1/12,如果鋼梁有足構的側向支撐甚至以達到1/20.有效增加房屋的層間凈高。在梁高相同的條件下,鋼結構的開間可以比混凝土結構的開間大約50%。更好地滿足建筑上大開間、 靈活分割的要求。柱的截面尺寸也類似,避免了“粗柱笨梁”現象,室內視覺開闊, 美觀方便。
     
    另外,民用建筑中的管道很多,如果采用鋼結構,可在梁腹板上開洞以穿越管道,如果采用混凝土結構,則不宜開洞,管道一般從梁下通過,要占用一定的空間。在樓層凈高相同的條件下,鋼結構的樓層高度要比混凝土的小,可以減小墻體高度,并節約室內空調 所需的能源,減小房屋維護和使用費用。
     
    6、 節能 、環保
    與傳統的砌體結構和混凝土結構相比,鋼結構屬于綠色建筑結構體系。鋼結構房屋的墻體多采用新型輕質復合墻板或輕質砌塊,如高性能NALC(配筋加氣混凝土板 )、復合夾心墻板、幕墻等;樓(屋)面多采用復合樓板,例如壓型鋼板 混凝土組合板、輕鋼龍 骨樓蓋等,符合建筑節能和環保的要求。
     
    鋼結構的施工方式為干式施工,可避免混凝土濕式施工所造成的環境污染。鋼結構材 料還可利用夜間交通流暢期間運送,不影響城市鬧市區建筑物周圍的日間交通,噪聲也 小。另外,對于已建成的鋼結構也比較容易進行加固和改造,用螺栓連接的鋼結構還可以 根據需要進行拆遷,也有利于保護環境和節約資源。
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