一、什么是鋼結(jié)構(gòu)
什么是鋼結(jié)構(gòu),用學術(shù)語言來說鋼結(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)類型之一。鋼材的特點是強度高、自重 輕、整體剛性好、變形能力強,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)。
二、鋼結(jié)構(gòu)特點
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)的實際工作性能比較符合計算理論。所以鋼結(jié)構(gòu)可靠性高。
2、材料強度高,自身重量輕,鋼材強度較高,彈性模量也高。與混凝土和木材相比,其密度與屈服強度的比值相對較低,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,當溫度在150℃以下時,鋼材性質(zhì)變化很小。因而鋼結(jié)構(gòu)適用于熱車間,但結(jié)構(gòu)表面受150℃左右的熱輻 射時,要采用隔熱板加以保護。溫度在300℃ -400℃時.鋼材強度和彈性模量均顯著下降,溫度在600℃左,鋼材的強度趨于零。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以提高耐火等級。
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。對 處于海水中的海洋平臺結(jié)構(gòu),需采用“鋅塊陽極保護”等特殊措施予以防腐蝕。
6、鋼結(jié)構(gòu)制造安裝機械化程度高,鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件便于在工廠制造、工地拼裝。工廠機械化制造鋼結(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)化程度最高的一種結(jié)構(gòu)。
三、鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷史
我國早期在鐵結(jié)構(gòu)方面就有卓越的成就,但由于封建制度的束縛,科學不發(fā)達,所以我國2000多年來長期停留于鐵制建筑物的水 平。直到19世紀末,我國才開始采用現(xiàn)代化鋼結(jié)構(gòu)。新中國成立后,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 遠超過了過去。2000年以后,我國國民經(jīng)濟顯著增長,國力明顯增強,鋼產(chǎn)量成為世界大國。2008年前后,在奧運會的推動下, 出現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)建筑熱潮,強勁的市場需求,推動鋼結(jié)構(gòu)建筑迅猛發(fā)展,建成了一大批鋼結(jié)構(gòu)場館、機場、車站和高層建筑,其中 ,有的鋼結(jié)構(gòu)建筑在制作安裝技術(shù)方面具有世界一流水平,如奧運會國家體育場等建筑。在設(shè)計、制造和安裝等技術(shù)方面都達到 了較高的水平,掌握了各種復(fù)雜建筑物的設(shè)計和施工技術(shù)。
四、鋼結(jié)構(gòu)的主要特點
抗風性
型鋼結(jié)構(gòu)建筑重量輕、強度高、整體剛性好、變形能力強。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,使生 命財產(chǎn)能得到有效的保護。
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,形成了非常堅固的"板肋結(jié)構(gòu)體系",這種結(jié)構(gòu)體系有著更強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
隔音效果是評估住宅的一個重要指標,輕鋼體系安裝的窗均采用中空玻璃,隔音效果好,隔音達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,達到了更 好的保溫效果。100mm左右厚的R15保溫棉熱阻值可相當于1m厚的磚墻。
健康性
干作業(yè)施工,減少廢棄物對環(huán)境造成的污染,房屋鋼結(jié)構(gòu)材料可100%回收,其他配套材料也可大部分回收,符合當前環(huán) 保意識;所有材料為綠色建材,滿足生態(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,鋼骨采用防腐高強冷軋鍍鋅板制造,有效避免鋼板在施工和使用過程 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;屋頂具有通風功能,可以使屋內(nèi)部上空形成流動的空氣間 ,保證屋頂內(nèi)部的通風及散熱需求。
五、鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢與劣勢