鋼結構的特點及在建筑工程中的應用

1、鋼結構的特點及在建筑工程中的應用 鋼結構的特點及在建筑工程中的應用 摘要：鋼結構住宅有著技術高、效率高等優(yōu)勢特征，應加強對其研究步伐，進一步推動建筑業(yè)朝著技術密集型方向開展，同時，帶動冶金、信息機械，特別是鋼鐵業(yè)的良好開展。當前，雖然鋼結構住宅體系在我國才剛開始實行，但是，其具有的優(yōu)勢之處眾多，在將其配套技術與市場問題全部處理之后，這一體系將會有廣闊的開展空間。 關鍵詞：鋼結構；優(yōu)勢；應用 中圖分類號：TU391文獻標識碼： A 文章編號： 0引言 目前，國內的建筑業(yè)生產(chǎn)效率較低，尚屬勞動密集型產(chǎn)業(yè)。而鋼結構住宅屬于高技術、高效率的產(chǎn)業(yè)，加快對鋼結構住宅的研究，將促進建筑業(yè)向技術密集型產(chǎn)業(yè)轉化

2、，并將帶動建材、冶金、信息機械尤其是鋼鐵企業(yè)的開展。鋼結構住宅的開展將帶動住宅施工行業(yè)的革新。盡管鋼結構住宅體系在我國還處在剛剛起步階段，但該體系集眾多優(yōu)點于一身，一旦相關的配套技術及市場問題進一步解決之后，鋼結構住宅的開展將有著非常光明、廣闊的前景。鋼結構與傳統(tǒng)磚混、鋼混結構相比，具有抗震、抗颶風、環(huán)保、節(jié)能、結構自重輕、根底承載力要求低、構件生產(chǎn)工業(yè)化、現(xiàn)場裝配化施工、施工周期短、室內空間分隔靈活、有效使用面積高優(yōu)點。鋼結構建筑房屋體系的綜合經(jīng)濟指標要優(yōu)于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結構，其保溫、隔音性能遠優(yōu)于鋼筋混凝土結構。正是由于該結構體系具有如此多的優(yōu)點，輕鋼結構建筑體系必將開展成為今后我國低層

3、建筑結構的重要形式之一。 1鋼結構具有的優(yōu)勢特征 11鋼結構的重量輕 雖然鋼材有著較大的容重，且強度較高，但是最后的結構卻十分的輕。之所以做出來的結構比擬輕，主要是因為材料的質量密度與強度的比值而決定，比值較小，其結構就會較輕。所以，在所承受的荷載及條件保持一致時，鋼結構相對其他結構而言就比擬輕，大大降低了根底的負荷，使得地基、根底局部的造價更低，給運輸與吊裝帶來了極大的便利。 12塑性韌性好 建筑鋼材有著較高的強度，對于跨度大、高度高、承載重的結構比擬適用。不過，由于它的強度高，一般構件截面不僅小，而且壁薄，受壓過程中通常會被剛度計算與穩(wěn)定計算所限制，很難將其強度優(yōu)點全面的發(fā)揮。另外，建筑鋼

4、材的塑像也比擬好，在一般條件下，其結構不會因為超載而發(fā)生斷裂現(xiàn)象，僅僅會出現(xiàn)變形情況，所以，很容易被發(fā)現(xiàn)。 13鋼結構制作簡單，施工工期短 通常情況下，在制作鋼結構構件時，主要在金屬結構場完成，施工使用的是機械化，具有高準確度與高精密度特征。將鋼結構的材料進行了軋制，構成了諸多的型材，加工起來非?？旖?。鋼結構重量輕，有著簡便的連接方式，實際安裝簡單，施工周期短，具有特殊的連接性 ，為加固、拆遷、改建提供了便捷。 14鋼結構具有環(huán)保功能 首先，其可以實施干式施工，不會有太大的噪音、粉塵較少；其次，由于其重量輕，所以，根底施工取土量較少，不會對土地資源造成多大的侵害，另外，在建筑結構使用期結束與結

5、構撤除之后，不會存在大量的固體垃圾，并且，廢棄的鋼材具有較高的回收價值。 2鋼結構的核心構件與結構體系 21核心構件 211梁、柱 在設計鋼結構住宅結構時，通常以強柱弱梁形式為主，梁柱采用的是等截面形式。梁設計時，主要以高頻焊接與熱軋H 鋼為主，其屬于傳統(tǒng)的工字鋼的升級版，優(yōu)勢之處是：較好的抗彎性能、側向剛度大、構造簡便等特征。在設計柱時，主要以雙軸等強的鋼管柱或者方鋼管混凝土柱為主。方鋼管混凝土柱除了截面受力較為理想之外，并且，還可以將框架的側向剛度進一步抬高、具有較高的防火性能，同時，當其結構遭到破壞時，主體不會立即就發(fā)生屈曲現(xiàn)象。 212樓板 應認真仔細的選擇樓板結構，因為，其不僅要豎向

6、荷載分配給墻柱，而且，還要時刻確保和抗側力結構間有良好的空間協(xié)調。并且，樓板還必須與住宅功能要求相一致，比方，隔音要求、隔熱要求等。 21.3支撐體系 支撐主要有兩種形式，一種是軸交支撐，一種是偏交支撐。軸交支撐的耐震性能較差，而偏交支撐在強震的作用下有著吸能耗能性能的優(yōu)勢，并且，對于門窗洞的布置十分有利，這一技術在我國建筑中運用較少，可在烈度高的區(qū)域中使用這一支撐形式。 22結構體系 221純鋼結構體系 現(xiàn)階段，使用該體系較廣的是多層鋼結構住宅，在四層與八層住宅中采用的是純框架體系?？v向與橫向均設計成鋼框架，門窗的設置十分靈活，進一步擴大了開間，給用戶們進行二次設計提供了便利。 222冷彎薄

7、壁型鋼體系 構件主要以薄鋼板冷彎成C形、Z性構件為主，能夠單獨進行使用，也可以組合進行使用，桿件間主要用自攻螺絲連接。該結構體系的節(jié)點剛性不夠穩(wěn)定，沒有較高的抗側能力，只適合在一到兩層住宅中使用。 223框架的支撐體系 這一體系是由焊接工字型梁柱組合而成，通常而言，該體系屬于橫向承重，在橫向上，梁柱節(jié)點主要是剛接形式，在縱向上主要是鉸接形式。所以，結構在縱向時，就如同排架，不具備較高的抗側移剛度，應及時的進行側向支撐的設置，以此應對水平荷載，防止結構發(fā)生水平變形。 224周圍抗側力體系 該體系的特征是鋼架柱的強軸和其相交的建筑軸線呈垂直狀態(tài)，構成外筒形式以應對水平荷載。其在建筑外型貌似正方形的

8、結構中比擬適用，我們可以在框架的支撐體系中運用這一思路。不要縱向支撐，把原有位置上的鋼架柱設置在九十度，將之前梁柱采用的鉸接方式改變成剛接方式。這樣一來，鋼架柱就具備了抗風柱和豎向支撐的功能。 3 鋼結構在建筑工程中的應用 3.1 鋼結構施工技術 3.1.1 鋼結構建筑的平面布置及選型 鋼結構建筑受鋼結構強度及其形變的影響，多適用于規(guī)整，結構相對均勻，凹凸變化較少的的建筑結構平面當中。而通常軸線錯位較大以及質心距離較大的建筑平面不適合采用鋼結構建筑。當建筑開發(fā)工程確定采用鋼結構時，那么需要對鋼結構建筑物的風與地震荷載作用下所產(chǎn)生的水平位移加以設定，并對其進行嚴格的控制，確保鋼結構的抗側力結構具

9、有良好的抗風荷載與抗震荷載的性能，在遭受狂風以及地震等自然災害時建筑機構能夠保持良好的穩(wěn)定性，不會在外力的作用下導致建筑結構發(fā)生位移，影響建筑物的平安施工性能。在對鋼結構建筑抗側力結構進行設計時，通常將樓梯間以及電梯間作為抗側力機構，如果此時鋼結構建筑整體的位移值仍不能被控制在合理的范圍之內時，此時可以考慮將廚房、衛(wèi)生間作為鋼結構建筑中的抗側力機構，一定要將鋼結構的位移值控制在合理的范圍之內。 3.1.2 對鋼結構建筑物層數(shù)及層高確實定 鋼結構建筑以其獨有的性能通常適用于高層建筑、超高層建筑物的結構選擇上。鋼結構的建筑物其房梁以及柱腳與鋼筋混凝土結構的建筑物中的房梁及柱腳相比要小的多，可以滿足

10、現(xiàn)代用戶對房屋空間的需求，防止梁柱占用大量的房屋空間。為此選擇鋼結構作為高層建筑或是超高層建筑的結構具有一定的優(yōu)勢。在確保房屋空間加大的前提下，為了確保鋼結構建筑的穩(wěn)固性，那么需要對鋼結構建筑的樓板進行加厚處理，為了能夠承受樓板增加的重量，此時那么需要增加建筑樓板的用鋼量。此時建筑結構的自重便會提升，建筑結構自重的加大將導致地震力加大 進而對剪力墻的厚度、強度以及配筋帶來影響。 3.1.3 建筑鋼結構中的節(jié)點構造 鋼結構中的節(jié)點構造主要影響建筑物中的鋼材用量，通常狀況下在鋼結構試點工程中主要從柱腳生根部位以及鋼結構框架中的鋼梁和鋼筋混凝土剪力墻的連接部位采用階段做法。試點工程地下層結構按鋼筋混

11、凝土框架 剪力墻結構考慮，柱腳位于地下室頂板標高處，柱腳與頂板預埋鋼板用高強螺栓連接。首層超市用鋼筋混凝土包柱按鋼骨混凝土框架 鋼筋混凝土剪力墻結構考慮，二層以上鋼框架 鋼筋混凝土剪力墻結構。為了確保試點工程平安可靠，設計中沒有采用單純在剪力墻中預埋鋼板的連接方法，而是在剪力墻端部和核心簡拐角處白柱腳標高起，設置上下貫穿的I型芯柱，并且，在鋼梁高度處用鋼桁架作為芯柱與芯柱之間的橫向連接，以確保該部位節(jié)點的工作狀態(tài)和計算假定相吻合。 3.2 應用 用型鋼或鋼板制成根本構件，根據(jù)使用要求，通過焊接或螺栓連接等方法，按照一定規(guī)律組成的承載機構叫鋼結構。根據(jù)實踐經(jīng)驗，工業(yè)與民用建筑鋼結構的應用范圍為：

12、工業(yè)廠房、大跨結構、高聳結構、多層和高層建筑、承受震動荷載影響及地震作用的結構、板殼結構、可拆卸或移動的結構、輕型鋼結構、和混凝土組合成的組合結構及其它特種結構。鋼結構的合理應用范圍不僅取決于鋼結構本身的特性，還取決于國民經(jīng)濟開展的具體情況。過去由于我國鋼產(chǎn)量不能滿足國民經(jīng)濟各部門的需要，鋼結構的應用受到一定的限制。近幾年來我國鋼產(chǎn)量有了很大開展，加以鋼結構結構形式的改良，鋼結構的應用得到了很大的開展。我國的建筑用鋼總量約占全部鋼產(chǎn)量的20%25%，而工業(yè)興旺的國家那么占30%以上。如美國和日本，該項指標均已超過50%。在我國，鋼在建筑中主要用于建筑用鋼結構，鋼筋混凝土用鋼筋，鋼絞線，鋼絲，門

13、窗等，而其中鋼結構用鋼只占10%左右，在我國一億噸的鋼產(chǎn)量中，真正用于鋼結構上的也就200300萬噸。假設是在城市中采用鋼結構住宅，因為其工廠化程度高、施工周期短的優(yōu)勢，將能很好地解決城市市區(qū)，尤其是中心市區(qū)人口稠密交通繁忙、施工生產(chǎn)不便的問題。因此鋼結構住宅應該是城市住宅設計的主要方案之一，同時鋼結構體系住宅成套技術的研究成果必將大大促進住宅產(chǎn)業(yè)化的快速開展，直接影響著我國住宅產(chǎn)業(yè)的開展水平和前途。 4 結論 鋼結構建筑工程施工質量對建筑結構的穩(wěn)固性與平安性具有至關重要的影響，工程質量問題關乎使用者的生命財產(chǎn)平安，更加關系到鋼結構建筑的開展以及我國社會主義社會的和諧與穩(wěn)定，為此必須對鋼結構建筑工程施工進行全過程的在質量控制工作，防止因細小的漏洞影響整個工程的建筑質量。 參考文獻： 【1】 冼世明.淺談