論鋼結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代建筑發(fā)展的重要性

1、<p>　　論鋼結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代建筑發(fā)展的重要性</p><p>　　摘要：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展科技進(jìn)步，在現(xiàn)代建筑中所應(yīng)用的技術(shù)也越來越多，本文主要是同過介紹鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用，分析鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，與其他建筑結(jié)構(gòu)對比，其優(yōu)勢，在某些項目 應(yīng)用的重要性，最后，結(jié)合個人經(jīng)驗分析在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中所堅持的原則與一些注意的問題。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu);應(yīng)用;原則 </p>

2、<p>　　Abstract: With the development of science and technology progress to economic, the application in modern building technology more and more, this paper mainly with application of steel structure in construction

3、, analyzes the advantages of steel structure, compared with other structures, its advantages, in the weight, to some of the project application finally, combined with personal experience analysis the stick in steel struc

4、ture design principle and some problems needing attention. </p><p>　　Key words: steel structure; application; principle </p><p>　　中圖分類號：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　1、引言 &

5、lt;/b></p><p>　　我國鋼結(jié)構(gòu)住宅起步很晚，只是改革開放后，從國外引進(jìn)了一些低層和多層鋼結(jié)構(gòu)住宅，才使我們有了學(xué)習(xí)與借鑒的機(jī)會。大規(guī)模研究開發(fā)、設(shè)計制造、施工安裝鋼結(jié)構(gòu)住宅還是近二三年才發(fā)展起來。鋼結(jié)構(gòu)住宅體系區(qū)別于傳統(tǒng)體系住宅的內(nèi)容主要是指主體鋼結(jié)構(gòu)體系、外圍護(hù)墻和內(nèi)隔墻體體系以及樓板體系。 </p><p>　　2、鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)點分析 </p><p

6、>　　一般來說，材料的特性是推出新型建筑形式的出發(fā)點。鋼結(jié)構(gòu)是用鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼制造而成的。和其它材料的結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)有如下一些特點。 </p><p>　　2.1材料的綜合性好 </p><p>　　首先是鋼材的強(qiáng)度要高，鋼材和其它建筑材料諸如混凝土、磚石和木材相比，強(qiáng)度要高得多。因此，特別適用于跨度大或荷載很大的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)。鋼材還具有塑性和韌性好的特點。塑性

7、好，結(jié)構(gòu)在一般條件下不會因超載而突然斷裂；韌性好，結(jié)構(gòu)對動力荷載的適應(yīng)性強(qiáng)。良好的吸能能力和延性還使鋼結(jié)構(gòu)具有優(yōu)越的抗震性能。另一方面，由于鋼材的強(qiáng)度高，做成的構(gòu)件截面小而壁薄，受壓時需要滿足穩(wěn)定的要求，強(qiáng)度有時不能充分發(fā)揮。 </p><p>　　然后，材質(zhì)均勻方便使用構(gòu)造，與力學(xué)計算的假定比較符合。鋼材內(nèi)部組織比較接近于勻質(zhì)和各向同性，而且在一定的應(yīng)力幅度內(nèi)幾乎是完全彈性的。因此，鋼結(jié)構(gòu)的實際受力情況和工程力

8、學(xué)計算果比較符合。鋼材在冶煉和軋制過程中質(zhì)量可以得到嚴(yán)格控制，材質(zhì)波動的范圍小。 </p><p>　　2.2鋼結(jié)構(gòu)可以大大縮短工期 </p><p>　　鋼結(jié)構(gòu)所用的材料單純而且是成材，加工比較簡便，并能使用機(jī)械操作，因此，大量的鋼結(jié)構(gòu)一般在專業(yè)化的金屬結(jié)構(gòu)廠做成構(gòu)件，精確度較高。構(gòu)件在工地拼裝，可以采用安設(shè)簡便的普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓，有時還可以在地面拼裝和焊接成較大的單元再行吊裝，以縮

9、短施工周期。此外，對已建成的鋼結(jié)構(gòu)也比較容易進(jìn)行改建和加固，用螺栓連接的結(jié)構(gòu)還可以根據(jù)需要進(jìn)行拆遷。 </p><p>　　2.3鋼結(jié)構(gòu)重量輕盈節(jié)省成本 </p><p>　　鋼材的密度雖比混凝土等建筑材料大，但鋼結(jié)構(gòu)卻比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)輕，原因是鋼材的強(qiáng)度與密度之比要比混凝土大得多。以同樣的跨度承受同樣荷載，鋼屋架的重量最多不超過鋼筋混凝土屋架的 1/3 至 1/4，冷彎薄壁型鋼屋架甚至接

10、近 1/10，為吊裝提供了方便條件。對于需要遠(yuǎn)距離運輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)，如建造在交通不便的山區(qū)和邊遠(yuǎn)地區(qū)的工程，重量輕也是一個重要的有利條件。當(dāng)然任何一種材料都不是十全十美的，鋼材的耐腐蝕性和耐火性就較為欠缺，在對結(jié)構(gòu)進(jìn)行防護(hù)時費用比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)高。不過在沒有侵蝕性介質(zhì)的一般廠房中，構(gòu)件經(jīng)過徹底除銹并涂上合格的油漆，銹蝕問題也并不嚴(yán)重。近年來出現(xiàn)的耐大氣腐蝕的鋼材具有較好的抗銹性能，已經(jīng)逐步推廣應(yīng)用，并取得了良好的效果。鋼材長期經(jīng)受 100℃輻

11、射熱時，強(qiáng)度沒有多大變化，具有一定的耐熱性能，但溫度達(dá) 150℃以上時，就須用隔熱層加以保護(hù)。鋼材不耐火，重要的結(jié)構(gòu)必須注意采取防火措施。 </p><p>　　3、鋼結(jié)構(gòu)在現(xiàn)代建筑的應(yīng)用 </p><p>　　在建筑的應(yīng)用以及推廣價值與磚混結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)相比，在建筑中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)主要具有優(yōu)勢如下： </p><p>　?。?）結(jié)構(gòu)自重輕，根據(jù)比較，相同的建筑造型，

12、六層鋼結(jié)構(gòu)住宅重量僅相當(dāng)于四層磚混結(jié)構(gòu)住宅的重量。建筑總質(zhì)量小，地震力效應(yīng)小，且延性好，相應(yīng)抗震性能優(yōu)良。歷次大地震災(zāi)害資料對比都說明了這一點。 </p><p>　?。?）材料各向同性，符合力學(xué)假定，提高了設(shè)計精度。 </p><p>　?。?）由于工廠化加工制造，精度高，易于保證質(zhì)量，與混凝土相比，更符合結(jié)構(gòu)設(shè)計要求。同時施工速度快，工期縮短40%以上，可使建筑物更早的投入使用，提早產(chǎn)

13、生效益。 </p><p>　?。?）在設(shè)計中由于業(yè)主的要求，經(jīng)常要進(jìn)行變更，采用鋼結(jié)構(gòu)較易配合變更。施工時干式作業(yè)減少了對環(huán)境的污染，且構(gòu)件運輸方便，費用低。 </p><p>　?。?）可在梁腹板處開孔走管道，不像混凝土結(jié)構(gòu)在梁底通過。因此在樓層高度一樣的情況下，采用鋼結(jié)構(gòu)可提高層間凈高。 </p><p>　?。?）輕質(zhì)高強(qiáng)，簡單實現(xiàn)大跨與復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造開

14、放式住宅。傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)（磚混、混凝土）由于受材料限制，其開間一般在 3.0m、3.3m、3.6m、4.2m。如果需要更大開間，則會造成“肥梁胖柱”，房高也會受到影響。而在梁高相同的情況下，鋼結(jié)構(gòu)開間可比混凝土大 50%。在梁柱等強(qiáng)度條件下，可增加建筑有效使用面積 5%～7%。 </p><p>　　4、鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計的準(zhǔn)則 </p><p>　　結(jié)合個人的工作經(jīng)驗，本人認(rèn)為在鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計中

15、是鋼結(jié)構(gòu)的一個突出問題。在各種類型的鋼結(jié)構(gòu)中，都會遇到穩(wěn)定問題。對于這個問題處理不好，將會造成不應(yīng)有的損失。根據(jù)穩(wěn)定問題在實際設(shè)計中的特點提出了以下三項原則并具體闡明了這些原則，以更好地保證鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計中構(gòu)件不會喪失穩(wěn)定。 </p><p>　　4.1結(jié)構(gòu)整體布置必須考慮整個體系以及組成部分的穩(wěn)定性要求。目前結(jié)構(gòu)大多數(shù)是按照平面體系來設(shè)計的，如桁架和框架都是如此。保證這些平面結(jié)構(gòu)不致出平面失穩(wěn)，需要從結(jié)構(gòu)整體布

16、置來解決，亦即設(shè)計必要的支撐構(gòu)件。這就是說，平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的出平面穩(wěn)定計算必須和結(jié)構(gòu)布置相一致。就如上述很早之前的加拿大一停車場的屋蓋結(jié)構(gòu)塌落等，事件中沒有設(shè)置適當(dāng)?shù)闹味斐沙銎矫媸Х€(wěn)。 </p><p>　　4.2結(jié)構(gòu)計算簡圖和實用計算方法所依據(jù)的簡圖相一致，這對框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定計算十分重要。目前任設(shè)計單層和多層框架結(jié)構(gòu)時，經(jīng)常不作框架穩(wěn)定分析而是代之以框架柱的穩(wěn)定計算。在采用這種方法時，計算框架柱穩(wěn)定時用到的柱

17、計算長度系數(shù)，自應(yīng)通過框架整體穩(wěn)定分析得出，才能使柱穩(wěn)定計算等效于框架穩(wěn)定計算。然而，實際框架多種多樣，而設(shè)計中為了簡化計算工作，需要設(shè)定一些典型條件。 </p><p>　　4.3設(shè)計結(jié)構(gòu)的細(xì)部構(gòu)造和構(gòu)件的穩(wěn)定計算必須相互配合，使二者有一致性。結(jié)構(gòu)計算和構(gòu)造設(shè)計相符合，一直是結(jié)構(gòu)設(shè)計中大家都注意的問題。對要求傳遞彎矩和不傳遞彎矩的節(jié)點連接，應(yīng)分別賦予它足夠的剛度和柔度，對桁架節(jié)點應(yīng)盡量減少桿件偏心。這些都是設(shè)計

18、者處理構(gòu)造細(xì)部時經(jīng)常考慮到的。但是，當(dāng)涉及穩(wěn)定性能時，構(gòu)造上時常有不同于強(qiáng)度的要求或特殊考慮。例如，簡支梁就抗彎強(qiáng)度來說，對不動鉸支座的要求僅僅是阻止位移，同時允許在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動。然而在處理梁整體穩(wěn)定時上述要求就不夠了。支座還需能夠阻止梁繞縱軸扭轉(zhuǎn)，同時允許梁在水平平面內(nèi)轉(zhuǎn)動和梁端截面自由翹曲，以符合穩(wěn)定分析所采取的邊界條件。 </p><p>　　5、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計所注意的問題 </p><p&g

19、t;　　在鋼結(jié)構(gòu)，有低層和多層之分。低層一般不超過3層，用于別墅；多層用于公寓。然而， 超過9層為高層。10～12層又稱小高層?？拐鹨?guī)范GB50011 對12層以下和12層以上的房屋提出不同要求。住宅鋼結(jié)構(gòu)一般不宜超過 12 層。 </p><p>　　在結(jié)構(gòu)抗震性能與結(jié)構(gòu)布置規(guī)則性有很大關(guān)系。結(jié)構(gòu)布置不規(guī)則，地震時易損壞，而且除彈性設(shè)計外還要作彈塑性層間位移驗算。因此應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)布置符合規(guī)則性要求。 </

20、p><p>　　在鋼結(jié)構(gòu)的平面布置應(yīng)力求規(guī)則、對稱。住宅鋼結(jié)構(gòu)常見的布置不規(guī)則，主要是平面不規(guī)則。如平面形狀不規(guī)則，L 形等，特別是支撐剪力墻偏置，明顯不對稱等。若樓層的最大彈性水平位移超過質(zhì)心水平位移的1.2倍就屬于平面不規(guī)則，此時需對支撐剪力墻的配置進(jìn)行調(diào)整。目前，國內(nèi)高層鋼結(jié)構(gòu)鋼材幾乎都從國外進(jìn)口，工程總承包由國外承擔(dān)，制造和安裝則由國內(nèi)廉價勞動力承包，隨著我國鋼產(chǎn)量的增加，鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用必然會越來越廣泛

21、，也必然會產(chǎn)生越來越深遠(yuǎn)的影響。 </p><p><b>　　6、結(jié)語 </b></p><p>　　總之，鋼結(jié)構(gòu)無論是在住宅建筑還是一些工業(yè)、商業(yè)建筑中，都符合國家未來發(fā)展的其中目標(biāo)之一，符合可持續(xù)性發(fā)展的戰(zhàn)略，并對保護(hù)耕地、提高城市建設(shè)水平有較大作用。有了國家政策的支持、技術(shù)的保證，鋼結(jié)構(gòu)住宅具有光明的前景。 </p><p><b

22、>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]梁龍星.我國鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展前景展望[J].交通科技與經(jīng)濟(jì).2010.(02). </p><p>　　[2]何遠(yuǎn)鵬.劉巖.淺談鋼結(jié)構(gòu)住宅[J].遼寧建材.2011.(03). </p><p>　　[3黃福昌.鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國的發(fā)展前景[J].房材與應(yīng)用.2009.(03). </p>