钢结构与绿色建筑的关系分析

天津大学网络教育学院

专科毕业论文

题目：钢结构与绿色建筑的关系分析

完成期限：2016年1月8日至 2016年4月20日

学习中心：义乌

专业名称：建筑工程技术

学生姓名：***

学生学号：************

指导教师：***

钢结构与绿色建筑的关系分析

一、前言

在我国，建筑能耗占据了全社会总能耗的30%左右，“房子拆一次创造了GDP，再盖一次又创造了GDP”。在这种“破坏式建设”的怪事圈中，建筑的使用平均寿命不到30年。同时，我国又创造了两项世界第一：在消耗了全球最多的水泥和钢材的同时，也生产出全球最多的建筑垃圾——每年高达4亿吨，建筑垃圾数量已占垃圾总量的30%~40%，中国成为全球最大的建筑浪费国。

解决这个问题的方法就是采用绿色建筑和可持续发展的理念与方法，在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源、保护环境和减少污染，为人们提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。其方式主要有两种：第一种是既有建筑物的绿色更新与改造，延长建筑物的使用寿命；第二种是运用绿色、环保、节能、和谐、循环和可持续发展的建设模式，将传统的土木建筑的建造方式进行转型和升级。

唐山地震、汶川地震刻骨铭心，印尼、新西兰等海啸房塌的画面记忆犹新，“3.11”日本的强震又一次次震撼着我们的心灵。建筑，作为灾时必议的话题，注定要受到质量与安全的连番“洗涤”。东瀛邻国的这次劫难，再度给我们以正本清源的提示：建筑，其最核心的价值——就是呵护人的生命！

日本强震，对除核电站之外的建筑质量批评与疑问十分罕见，大量房屋毁坏和人员伤亡系更具破坏力的海啸所致。相反，对日本普通建筑防灾抗灾充满人性化和对生命呵护安全设计的介绍，令人难忘。每一次灾难都是一本教材，一个个惊心动魄的画面就是敲响着的一声声警钟。在人类的共同灾难面前，我们没理由不借鉴，不警醒，不反思。我们到底应该采用什么样安全的建筑结构体系呢？值得大家思考。

近年来，我国社会经济的发展突飞猛进，随着经济的不断发展也致使各类建筑业得到了空前的繁荣，一些大跨度、超高层建筑应运而生。建筑物中运用钢结构的种类越来越多，厂房、住宅、桥梁、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑也越来越广泛运用钢结构材料。钢结构本身具有自重轻、强度高、施工快等独特优点。因此对高层、大跨度，尤其是超高层、超大跨度的建筑物，采用钢结构是非常理想的，钢结构的快熟发展，在我国取得了不少成就。钢结构住宅具有自重轻、强度高、抗震性能好、便于工业化生产等优势，其节能省地、可循环利用，建造和拆除时对环境污染较少等特点更是被专家誉为21世纪的“绿色建筑”。

二、钢结构建筑在民用建筑和工业企业中的优势

钢结构之所以运用越来越广泛,这正是由于其自身巨大的优点所决定的。钢

结构具有许多优点:首先,重量轻、强度高。其次,抗震性能好,其延性比钢筋混凝土好。从国内外震后调查结果看,钢结构建筑倒塌数量是最少的

1、钢结构的特点和钢材性能

（1）材料的强度高，塑性和韧性较好

塑性好，结构在一般条件下不会因超载而突然断裂；韧性好，结构对动力荷载的适应性强。良好的吸能能力和延性还使钢结构具有优越的抗震性能。

（2）材质均匀，和力学计算的假定比较符合

钢材内部组织比较接近匀质和各向同性体，而且在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的。因此，钢结构的实际受力情况和工程力学计算结果比较符合。（3）制造简单，施工周期短

钢结构便于机械化操作，

（4）钢结构的质量轻

钢材的密度虽比混凝土等建筑材料大，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。

（5）耐腐蚀性差，钢材耐热但不耐火

对钢结构必须注意防护。钢材长期经受100℃辐射热时，强度没有多大变化，具有一定的耐热性能；但温度达到150℃以上时，就必须加以保护。钢材不耐火，重要的结构必须注意采取防火措施。

2、钢结构在民用建筑和工业企业中的适用范围

（1）大跨度结构，如大会堂、体育馆、飞机装配车间、化肥仓库、大型电子工业试验室

（2）重型厂房机构

（3）受动力荷载影响的结构，抗震要求较高的结构

（4）可拆卸的结构，如建筑工地生产和生活用房、临时性展览馆

（5）高耸结构和高层建筑，如电视塔、气象塔、高层宾馆、高层贸易中心等（6）容器和其它构筑物，如油罐、煤气罐、高炉、皮带通廊栈桥、管道支架、砖井和采油塔架等

（7）轻型钢结构

三、钢结构住宅与传统的混凝土结构和砌块结构相比具有较大的优势

1、钢结构住宅在结构性能上的优势

（1）抗震性能优

钢结构柔韧性强抗震性能好，可以通过一定的允许变形，吸收、消耗掉大量的地震力，从而减小地震力对建筑物的破坏。日本和我国台湾等地区多次大地震证明，在地震中钢结构建筑在保证人们生命安全上有不可替代的优势。

（2）结构自重轻

与传统的混凝土结构相比，由于其构件截面小，与同等框架的用钢量相当，省去了框架梁柱的砼重量。钢结构是钢筋砼重量的1/2~1/3，大大减轻基础的荷载，减少砼用量。

（3）施工精度高

大量的标准化钢构件采用机械化作业，均在工厂完成，所以构件的施工精度与现场浇注的砼结构相比，精度高、质量好。

（4）有利于建筑造型创造新意

钢结构的特性有条件使建筑变得轻盈通透，可以实现大跨度空间造型和局部较复杂的造型创意。

2、钢结构住宅在经济效益和社会效益上的优势

（1）基础造价省

当遇到地基承载力较低，由于自重轻，则可能对地基不用处理或适当处理就能够满足建筑对地基的承载力要求，从而节约地基处理费用和基础造价的费用。（2）施工工期短、占用场地小

由于钢结构主体构件工厂化生产，再运抵现场完成组装，对现场施工作业面非常狭小的场地，具有非常明显的优势，大大减少了现场加工所需要的作业面。基础施工、楼板施工与钢构件加工可以采用平行作业的方式交叉或同时进行，从而大大地缩短现场的施工工期，与传统砼结构的施工工期相比，能缩短约

1/4~1/3的工期。

（3）投资风险小

由于施工工期短，从而缩短资金的周转期，降低开发商的总体成本，能够规避或减小由于市场突变带来的不可预测的风险。

（4）提高使用率

由于钢结构柱断面尺寸小，与砼柱相比，截面约小50%以上，而且开间尺寸灵活，这将增加6%~8%的有效使用面积，还可实现内部空间自由划分。带动配套产业的发展——钢结构住宅的发展将带动高质量、高性能的新型建筑材料的出现，将推动新型墙体材料、新型门窗及其配套产品和其他新型环保建材产业的发展。（5）有利于设计施工队伍素质的提高

由于采用了新工艺、新技术，就要求设计人员、技术管理人员和建筑工人具有相当的技术素质，促进相关人员的素质提高。

3、钢结构住宅在保护生态环境方面的优势

（1）现场污染减少

由于干法施工作业，施工周期短，钢结构还减少了很多现场搅拌和现场浇注的工序，也不用大量的模板，提高了现场施工的文明程度，使施工现场干净整洁。（2）绿色环保