钢结构技术

钢结构技术

一、什么是钢结构

钢结构工程是以钢材制作为主的结构，主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接，是主要的建筑结构类型之一。

钢结构因其自重较轻，且施工简便，广泛应用于大型厂房、桥梁、场馆、超高层等领域。

二、钢结构的应用及其前景

钢结构建筑是一种新型的建筑产业体系,其融合了建筑、钢铁冶金业以及目前炙手可热的房地产业。钢结构建筑不仅解决了钢铁业的产品渠道问题,也提升了建筑业的科技含量,在一定程度上解决了建筑业的能耗和污染难题,此外,钢结构建筑为房地产业注入了新的血液。在2l世纪,钢结构建筑作为绿色建筑、低碳建筑成为建筑业关注的焦点

从短期来看,钢结构建筑的行业需求主要为新建厂房、体育场馆、歌剧院等公共建筑。这些公共建筑不受地产调控影响,且地产调控使钢价稳中有降。这就使得钢结构公司可能在成本端受益,更促进了钢结构建筑的发展。2010上海世博会吸引了国内外人士的眼球,在这个占地5.28平方公里的园区内场馆使用钢结构的建筑比例高达80%,无疑是钢结构建筑发展的锦上添花之作,也印证了钢结构的历史舞台已经铺开。

钢材是一种不会燃烧的建筑材料，它具有抗震、抗弯等特性。在实际应用中，钢材既可以相对增加建筑物的荷载能力，也可以满足建筑设计美感造型的需要，还避免了混凝土等建筑材料不能弯曲、拉伸的缺陷，因此钢材受到了建筑行业的青睐，单层、多层、摩天大楼，厂房、库房、候车

材料的强度高，塑性和韧性好。刚才和其他建筑材料诸如混凝土，砖石和木材相比，强度要高的多。因此，特别适用于跨度大或者何在很大的结构和构件。钢材还具有塑性和韧性好的特点。塑性好，结构在一般条件下不会因为超载而突然锻炼；韧性好，结构对动力荷载的适应性强。良好的吸能性和延展性还使钢结构具有优越的抗震性能。

钢结构的质量较轻。钢材的密度虽比混凝土等建筑材料的密度大，但钢结构却比钢筋混凝土结构轻，原因是钢材的强度与密度之比要比混凝土大得多。以同样的跨度承受同样的荷载，钢屋架的质量最多不过钢筋混凝土屋架的1/4~1/3,冷弯薄壁型钢屋架甚至接近1/10，为吊装提供了方便条件。对于需要远距离运输的结构，质量轻也是一个重要的有利条件。屋盖结构的质量轻，对抵抗地震作用有利。

钢材耐腐蚀性差。钢材耐腐蚀的性能比较差，必须对结构注意防护。尤其是暴露在大气中的结构如桥梁，更应该特别注意。钢结构的这种性能使结构的维护费用比钢筋混凝土结构的高。但近几年出现的耐候钢具有较好的抗锈蚀性能，已经逐步推广应用。

随着“低碳”理念的日益深入人心,建筑行业也刮起了节能减排的低碳旋风。从材料上来说。越来越提倡绿色节能环保的装修材料;从房屋结构上来说,大家越来越青睐轻钢结构和木结构;而从节能减排的角度说,越来越多的人把节能和环保放在首位。

钢结构与其他结构在建筑流程上有着很大的区别。后者的整个建筑过程都集中于工地,更多是室外操作,其噪音较大,粉尘也较多,对于周围环境的污染指数较高。我们常会受到如

斯困扰,工地一天到晚轰鸣声不断、周遭灰尘较大,严重影响了居民的日常生活。而钢结构建筑其流程可分为两个阶段:构件制作与现场安装。构件制作主要是由承办商在其工厂车间进行集中制作,制作完成的构建通过车、船发往工地,再进行现场安装。整个过程在现场工作的时间较短,对于周遭环境的影响也较少,更符合现代的“绿色”理念,

能源问题已成为世界各国关注的重点,可持续发展是我们追求的长期目标。然而,我国的资源超支严重,在建筑业更是如此。开山采石现象比比皆是,后代子孙的资源在不知不觉中被现代人占用。较之其他建筑结构,钢结构由于自重减轻,基础施工取土量少,对土地这一宝贵资源破坏小且大量减少混凝土和砖瓦的使用。当房子使用寿命到期,结构拆除产生的固体垃圾也少,而废钢更可100%回收,循环利用。在某种情况下,钢结构建筑的保温隔热效果也较好,能够节约居住时的暖气、空调等运行费用,环保且节约资源。此外,钢结构建筑的干式施工技术,也有利于节约用水。

钢结构体系在生活应用中的选择

5－6层下面的部分可采取框架的体系，或者运用框架——支撑的体系；6层以上的部分可运用框架来支持体系，或者采用框架－混凝土剪力墙体系。大多数的高层房屋运用了双重承重体系。

如果框架柱之内有钢骨砼柱、H型钢柱以及钢管砼柱，前两个类型是组合柱型的。在小高层建筑中，Ｈ型钢柱的用钢量比组合型要省得多。

如果钢支撑的性能比剪力墙支持的性能高，那么，在经历地震时延性低的支撑所受到的地震力将会非常大，但是延性好的支撑所受到的地震力则是非常小的。鉴于此，在抗大震方面，应采用砼剪力墙米钢支撑的效果

钢框架砼剪力墙体系可以被划归到混合结构中，当前，科学界对它的抗震性能研究还不是很充分，也没有划入抗震的规范中来。尽管眼下用的比较多，但应慎重选用。应该采用小钢柱加强核心筒，这对安装有帮助。

三、钢结构的优缺点

和其它材料的结构相比，钢结构具有以下特点：

1、钢结构重量轻

钢结构的容重虽然较大，单与其它建筑材料相比，它的强度却高很多，因而当承受的荷载和条件相同时，钢结构要比其它结构轻，便于运输和安装，并可跨越更大的跨度。2、钢材的塑性和韧性好

塑性好，使钢结构一般不会因为偶然超载或局部超载而突然断裂破坏。韧性好，则使钢结构对动力荷载的适应性较强。钢材的这些性能对钢结构的安全可靠提供了充分的保证3、钢材更接近于匀质和各向同性体

钢材的内部组织比较均匀，非常接近匀质和各向同性体，在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的。这些性能和力学计算中的假定比较符合，所以钢结构的计算结果较符合实际的受力情况。

4、钢结构制造简便，易于采用工业化生产，施工安装周期短

钢结构由各种型材组成，制作简便。大量的钢结构都在专业化的金属结构制造厂中制造；

精确度高。制成的构件运到现场拼装，采用螺栓连接，且结构轻，故施工方便，施工周期短。此外，已建成的钢结构也易于拆卸、加固或改造。