钢结构的应用

钢结构的应用

一：钢结构的主要使用范围

1.轻钢结构

所谓轻钢是指以彩钢板作为屋面和墙面。以薄壁型钢作檩条和圈梁，以焊接“H”型截面做主与梁．现场用螺栓或焊接拼接的门式刚架为主要结构的一种建筑，再配以零件、扣件、门窗等形成比较完善的建筑体系，即轻钢结构体系。这种体系由工厂制作。现场按要求拼装形成。具有自重轻。建设周期短，适应性强。外表美观，造价低，易维护等特点。由于自重轻，也降低了基础的造价。轻钢结构在一些发达国家已被广泛应用于工厂、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑。国外轻钢结构厂商如Butler、BHP、ABC等都已经进入了中国市场。我国企业应奋起直追．创造条件积极发展我国自己的轻钢结构体系，以适应今后我国建筑钢结构不断发展的要求。目前，轻钢结构如厂房、仓库、展览馆等在我国已经逐渐被

接受．并应用于实践中。但是轻钢住宅却没有得到发展，国内外许多企业不约而同地想把轻钢结构住宅技术移植到中国来．但效果却不像人们事先想象的那样乐观。首先，我国缺乏有针对性的钢结构住宅规范。我国的标准规范是针对几十年来大量使用的混凝土结构体系编制的．轻钢结构住宅体系此前在我国属于技术空白，所以从设计、审图、施工到验收的技术性方面就寻找不到有针对性的规范作为依据。其次，是整个社会对这种新住宅体系的接受需要一个过程。中国的消费者由于长期以来住惯了砖混或钢筋混凝土结构的住宅，从慢慢开始接受到逐步喜欢轻钢结构住宅，也需要一个渐进的过程。

2．多层钢框架结构

多层钢框架结构是多层厂房最常用的结构，也是将来建筑产业发展的一个重点。钢框架结构是指沿房屋的纵向和横向来用钢梁和钢柱组成的框架结构来作为承重和抵抗侧力的结构体系，其自重轻，抗震性能好，施工速度快．机械化程度高；结构简单。构件易于标准化和定型化，对层数不多的高层建筑而言，钢框架结构体系是一种比较经济合理、运用广泛的结构体系。但同时它也存在一定的缺点．如用钢量稍大，耐火性能差，后期维修费用高．造价略高于混凝土框架。从目前来看。钢框架结构建筑是对城市环境影响最小的一种结构之一，在西方已被广泛采用。所以被有关称为绿色建筑。与钢筋混凝土结构相比，更具有在“高、大、轻”．三方面发展的独特优势。因此．两者相结合以至达到更好的使用功能效果。

3．高层及超高层钢结构

由于人类文化生活不断提高。对高层、大跨度建筑的要求也就越来越高。而钢结构本身具备

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。采用钢结构更是非常理想。目前世界上最高，最大的结构采用的大多都是钢结构。世界上已经建成的几个纯钢结构超高层建筑已经很多。

我国于1997年建成的上海金茂大厦(95层。建筑高度421m．结构高度395m)，还有上海浦东环球金融中心也跻身于世界超高层的行列。巨型钢结构为高层或超高层建筑的一种崭新体系．它是为了满足特殊功能或综合功能而产生的。它具有良好的建筑适应性和潜在的高效结构性能。是一种很有发展的结构。如日本千叶县43层、高180m的NEC大楼，该建筑内部布置大开口和大空间庭院，其巨型结构是由四根巨型结构柱和四个巨型的空间桁架梁组成的巨型空间桁架体系。经分析，这种体系具有极强的抗推刚度。

4．大跨度钢结构

大跨度钢结构多用于多功能体育场馆，会议展览中心，博览馆，候机厅，飞机库等。还有历届奥运会、博览会等都可以显示钢结构的发展水平。1988年韩国汉城(120m直径体操馆及93m直径击剑馆都是索穹顶)，1992年西班牙巴塞罗那圣乔地体育馆(128m J．1996年美国亚特兰大乔治亚穹顶(186m×235m索穹顶)．2000年澳大利亚悉尼主体育场(1l万人．两个220m×70m的双曲抛物面网壳)，2008年我国奥运会主场馆国家体育馆鸟巢。此外，飞机场和机库都属于大跨度结构，在工程中基本上也都采用钢结构。而我国近年来建成的首都机库(2-153mx90m)采用三层斜放四角锥网格、焊接球节点平板网架。其跨度规模之大，在国际上也是数一数二的。

5．我国建筑钢结构的前景与差距

从美国、日本、欧洲一些发达国家的经验看。建筑业即将成为钢材应用的主要市场。但是目前．国内高层钢结构钢材几乎都从国外进121，工程总承包由国外承担，制造和安装则由国内廉价劳动力承包，这种局面应从速扭转，因为这与我国产钢大国的地位很不相称。大跨度钢结构钢材不象高层钢结构那样突出。但设计方案(包括建筑和结构)经常国外中标，这种局面与中央强调建立我们自己的科技创新体系的号召相距甚远。应该引起我国建筑界的关注。我们应在技术规范、计算软件、施工技术、加工工艺、人才培养等方面奋起直追，跟国外缩小差距。在借鉴国外先进技术水平的基础上，结合我国的实际．总结出自己的钢结构发展之路。

二：钢结构的优缺点

钢结构是以钢材为材料做成受力构件的结构。钢结构住宅依其自重轻，基础造

价低，适用于软弱地基，安装容易，施工快，周期短，投资回收快，施工污染环境

少，抗震性能好等综合优势而受到各方的重视。

钢结构与其它结构――砖混结构、砼结构相比，在使用功能、设计、施工，以及综合经济方面都具有优势，在住宅建筑中应用钢结构的优劣势主要体现在以下几个方面：

1、钢结构重量轻，强度高，适合于大跨度和高层结构

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

钢结构施工速度快。应该体现在连接方式上。用在写字楼住宅这一块，高层结构，基础比较省。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。已建成的钢结构也易于拆卸、加固或改造。

5、钢结构的密封性好

钢结构的气密性和水密性较好。

6、抗电性能好，主要表现为盐性好，在比较高的地区，优先采用钢结构。

从另外一个角度来讲，强度高，可利用空间比较大。高层结构像电视塔。桥梁钢结构用的更多了。高层钢结构方面，在公共建筑：办公楼、医院急商店、建材超市等等适用比较广泛。

7、钢结构的耐热性好，但防火性能差

钢材耐热而不耐高温。随着温度的升高，强度就降低。当周围存在着辐射热，温度在150度以上时，就应采取遮挡措施。如果一旦发生火灾，结构温度达到500度以上时，就可能全部瞬时崩溃。为了提高钢结构的耐火等级，通常都用混凝土或砖把它包裹起来。

8、钢材易于锈蚀，应采取防护措施

钢材在潮湿环境中，特别是处于有腐蚀介质的环境中容易锈蚀，必须刷涂料或镀锌，而且在使用期间还应定期维护。

我相信，钢结构会是未来的建筑主流方向，以后就业朝着钢结构的方向努力。