2013年鋼結構的特點和主要應用領域
本文導讀:鋼結構構件可以制造或組合成各種造型的結構,因此,設計更加靈活、先進,它可以根據設計師的構思來完成其建筑功能及建筑造型藝術特性。如國家體育館“鳥巢”、國家游泳中心“水立方”等建筑造型就充分展現了鋼結構的可塑性特點。
鋼結構建筑是一種新型的節能環保的建筑體系,被譽為21 世紀的“綠色建筑”。就建筑結構體系而言,21 世紀是鋼結構的世紀。
鋼結構建筑具有如下優勢
強度高、自重輕
鋼結構是重量最輕的建筑,用鋼結構建造的住宅重量是鋼筋混凝土住宅的一半左右1。與其它建筑材料相比,鋼結構的強度要高很多,因而當承受的荷載和條件相同時,鋼結構要比其他結構輕。
抗震性能好
鋼結構的延展性好,抗拉伸能力強,抗震能力要強于其他建筑,是安全性能最強的建筑。在高烈度地震區,若自重減輕一半,相當于降低抗震設防烈度一度。根據測算,中等高度建筑采用鋼結構,結構自重減輕約三分之一,地震作用可減少30-40%,地面上單位面積的負荷也可減少25%以上。鋼結構建筑物由于自重輕、慣性力小,地震對其建筑結構的破壞作用小,而且鋼骨架結構本身具有優良的塑性和韌性,所以抗震性能較好,且若對鋼結構加以適當處理,其耐地震力將更加有效。
正常抗震設計的建筑鋼結構體系,極少有因地震倒塌的,即使地震損害,形成的災害也輕,而且由于鋼材便于加工,其修復也較容易。這一性能在日本、臺灣、四川等大地震中得到了充分驗證。據統計,日本等地震高發區的建筑中鋼結構占38%,混凝土結構只占20%多;我國則相反,混凝土結構占到90%以上,鋼結構還不到5%。
工業化程度高、施工周期短
鋼結構制作簡便,一般都在專業化的工廠制造,能成批大量生產,工業化程度高;鋼結構采用拼裝式的建筑模式,比傳統的施工方法快一倍以上2,施工周期短。
與鋼筋混凝土結構相比,30-50 層的鋼結構工程可以縮短施工工期8-12 個月左右,隨著高層鋼結構的發展和應用經驗的積累,施工速度還可以加快。
節能環保
鋼結構建筑所用的材料主要是鋼材和輕質保溫材料,而極少需要黏土磚瓦和木材,因而不需挖地取土燒制磚瓦而毀壞耕地。此外,現場施工主要是部件的組合安裝干作業,而且作業量少,現場極少有粉塵、污水、噪音等,大量減少了建筑垃圾的產生,因而較少造成環境污染,有利于可持續發展。
鋼結構建筑的組裝材料,大都設計的便于安裝和拆卸,如因條件變化,需要將其改建或拆除比較容易;拆下來的部件,也易改造,鋼材可循環使用,需要處理的廢料垃圾很少。
鋼結構梁柱截面小、開間大、凈空高,可提高使用面積5%-8%3;我國可利用的土地資源緊張,鋼結構建筑具有節地、節能的優點,符合發展節能省地型住宅的國家政策。
另外,鋼結構建筑體系可以帶動其它“節能環保”型建筑材料的推廣應用。由于鋼結構體系連接的靈活性,各種輕質高強高效墻體材料都可以與之配套使用,并將節能、防水、隔熱、門窗等先進的成品集合在一起,實現墻體改革和綜合成套應用。因而,鋼結構是真正的“綠色”建材。
可塑性較強,應用領域廣泛
鋼結構構件可以制造或組合成各種造型的結構,因此,設計更加靈活、先進,它可以根據設計師的構思來完成其建筑功能及建筑造型藝術特性。如國家體育館“鳥巢”、國家游泳中心“水立方”等建筑造型就充分展現了鋼結構的可塑性特點。
由于鋼結構具備較強的可塑性,使其應用領域非常廣泛,可以應用于諸如工業廠房、高層及超高層建筑、民用住宅、大型公共建筑、航站樓、火電主廠房及鍋爐剛架、公路鐵路橋梁和海洋石油平臺等很多領域。