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(lái)越多，本文主要是同過(guò)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(diǎn)，與其他建筑結(jié)構(gòu)對(duì)比，其優(yōu)勢(shì)，在某些項(xiàng)目 應(yīng)用的重要性，最后，結(jié)合個(gè)人經(jīng)驗(yàn)分析在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所堅(jiān)持的原則與一些注意的問(wèn)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(lèi)號(hào)：TU391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)： </p><p><b>　　1、引言 &

5、lt;/b></p><p>　　我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅起步很晚，只是改革開(kāi)放后，從國(guó)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(huì)。大規(guī)模研究開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)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(lái)。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(diǎn)分析 </p><p

6、>　　一般來(lái)說(shuō)，材料的特性是推出新型建筑形式的出發(fā)點(diǎn)。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(diǎn)。 </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(diǎn)。塑性

7、好，結(jié)構(gòu)在一般條件下不會(huì)因超載而突然斷裂；韌性好，結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)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(shí)需要滿(mǎn)足穩(wěn)定的要求，強(qiáng)度有時(shí)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(jì)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(shí)際受力情況和工程力

8、學(xué)計(jì)算果比較符合。鋼材在冶煉和軋制過(guò)程中質(zhì)量可以得到嚴(yán)格控制，材質(zhì)波動(dòng)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(jiǎn)便，并能使用機(jī)械操作，因此，大量的鋼結(jié)構(gòu)一般在專(zhuān)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(jiǎn)便的普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓，有時(shí)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(duì)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(guò)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(duì)于需要遠(yuǎn)距離運(yùn)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(gè)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(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行防護(hù)時(shí)費(fèi)用比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)高。不過(guò)在沒(méi)有侵蝕性介質(zhì)的一般廠房中，構(gòu)件經(jīng)過(guò)徹底除銹并涂上合格的油漆，銹蝕問(wèn)題也并不嚴(yán)重。近年來(lái)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(zhǎng)期經(jīng)受 100℃輻

11、射熱時(shí)，強(qiáng)度沒(méi)有多大變化，具有一定的耐熱性能，但溫度達(dá) 150℃以上時(shí)，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(jià)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(shì)如下： </p><p>　　（1）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?jī)H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(duì)比都說(shuō)明了這一點(diǎn)。 </p><p>　?。?）材料各向同性，符合力學(xué)假定，提高了設(shè)計(jì)精度。 </p><p>　　（3）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(jì)要求。同時(shí)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(jì)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(shí)干式作業(yè)減少了對(duì)環(huán)境的污染，且構(gòu)件運(yùn)輸方便，費(fèi)用低。 </p><p>　?。?）可在梁腹板處開(kāi)孔走管道，不像混凝土結(jié)構(gòu)在梁底通過(guò)。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(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)大跨與復(fù)雜幾何結(jié)構(gòu)，創(chuàng)造開(kāi)

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(kāi)間一般在 3.0m、3.3m、3.6m、4.2m。如果需要更大開(kāi)間，則會(huì)造成“肥梁胖柱”，房高也會(huì)受到影響。而在梁高相同的情況下，鋼結(jié)構(gòu)開(kāi)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(jì)的準(zhǔn)則 </p><p>　　結(jié)合個(gè)人的工作經(jīng)驗(yàn)，本人認(rèn)為在鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)中

15、是鋼結(jié)構(gòu)的一個(gè)突出問(wèn)題。在各種類(lèi)型的鋼結(jié)構(gòu)中，都會(huì)遇到穩(wěn)定問(wèn)題。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題處理不好，將會(huì)造成不應(yīng)有的損失。根據(jù)穩(wěn)定問(wèn)題在實(shí)際設(shè)計(jì)中的特點(diǎn)提出了以下三項(xiàng)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(jì)中構(gòu)件不會(huì)喪失穩(wěn)定。 </p><p>　　4.1結(jié)構(gòu)整體布置必須考慮整個(gè)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(lái)設(shè)計(jì)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(lái)解決，亦即設(shè)計(jì)必要的支撐構(gòu)件。這就是說(shuō)，平面結(jié)構(gòu)構(gòu)件的出平面穩(wěn)定計(jì)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(chē)場(chǎng)的屋蓋結(jié)構(gòu)塌落等，事件中沒(méi)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(jì)算簡(jiǎn)圖和實(shí)用計(jì)算方法所依據(jù)的簡(jiǎn)圖相一致，這對(duì)框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定計(jì)算十分重要。目前任設(shè)計(jì)單層和多層框架結(jié)構(gòu)時(shí)，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(jì)算。在采用這種方法時(shí)，計(jì)算框架柱穩(wěn)定時(shí)用到的柱

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

18、者處理構(gòu)造細(xì)部時(shí)經(jīng)?？紤]到的。但是，當(dāng)涉及穩(wěn)定性能時(shí)，構(gòu)造上時(shí)常有不同于強(qiáng)度的要求或特殊考慮。例如，簡(jiǎn)支梁就抗彎強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，對(duì)不動(dòng)鉸支座的要求僅僅是阻止位移，同時(shí)允許在平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。然而在處理梁整體穩(wěn)定時(shí)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(shí)允許梁在水平平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)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(jì)所注意的問(wèn)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(guò)3層，用于別墅；多層用于公寓。然而， 超過(guò)9層為高層。10～12層又稱(chēng)小高層。抗震規(guī)范GB50011 對(duì)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(guò) 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(shí)易損壞，而且除彈性設(shè)計(jì)外還要作彈塑性層間位移驗(yàn)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(duì)稱(chēng)。住宅鋼結(jié)構(gòu)常見(jiàn)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(duì)稱(chēng)等。若樓層的最大彈性水平位移超過(guò)質(zhì)心水平位移的1.2倍就屬于平面不規(guī)則，此時(shí)需對(duì)支撐剪力墻的配置進(jìn)行調(diào)整。目前，國(guó)內(nèi)高層鋼結(jié)構(gòu)鋼材幾乎都從國(guó)外進(jìn)口，工程總承包由國(guó)外承擔(dān)，制造和安裝則由國(guó)內(nèi)廉價(jià)勞動(dòng)力承包，隨著我國(guó)鋼產(chǎn)量的增加，鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用必然會(huì)越來(lái)越廣泛

21、，也必然會(huì)產(chǎn)生越來(lái)越深遠(yuǎn)的影響。 </p><p><b>　　6、結(jié)語(yǔ) </b></p><p>　　總之，鋼結(jié)構(gòu)無(wú)論是在住宅建筑還是一些工業(yè)、商業(yè)建筑中，都符合國(guó)家未來(lái)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(duì)保護(hù)耕地、提高城市建設(shè)水平有較大作用。有了國(guó)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(guó)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(guó)的發(fā)展前景[J].房材與應(yīng)用.2009.(03). </p>