建筑多層鋼結(jié)構(gòu)房屋模版的知識

多層民用鋼結(jié)構(gòu)房屋的應(yīng)用和發(fā)展09建筑工程技術(shù)二班23目錄1.鋼結(jié)構(gòu)房屋的分類(P3)2.鋼結(jié)構(gòu)房屋的優(yōu)點(diǎn)(P5)3.發(fā)展多層結(jié)構(gòu)房屋的發(fā)展現(xiàn)狀(P10)4.多層民用鋼鋼結(jié)構(gòu)房屋的工程實(shí)例(P12)5.多層民用民用鋼結(jié)構(gòu)房屋需要解決的問題(P17)

1.鋼結(jié)構(gòu)房屋的分類鋼結(jié)構(gòu)房屋是從承重骨架的材料角度定義的，即指結(jié)構(gòu)體系中主要受力構(gòu)件由鋼材做成的房屋建筑,出鋼結(jié)構(gòu)房屋外,還有木結(jié)構(gòu)房屋、砌體結(jié)構(gòu)房屋、混泥土結(jié)構(gòu)房屋和混合解雇房屋。按照使用性質(zhì)不同，鋼結(jié)構(gòu)房屋可分為生產(chǎn)性建筑和非生產(chǎn)型建筑兩大類。前者包括工業(yè)建筑和農(nóng)業(yè)建筑，后者主要指民用建筑。民用根據(jù)房屋使用功能可分為居住建筑和和公共建筑兩類。公共建筑是為人們提供生活起居用的建筑，如住根據(jù)房屋層數(shù)和高度的不同，大致可分為單層建筑，多層建筑，高層建筑及超高層建筑。但他們之間并沒有嚴(yán)格的界限和統(tǒng)一的劃分標(biāo)準(zhǔn)，不同的規(guī)范從不同的角度作了規(guī)定。

。根據(jù)房屋層數(shù)和高度的不同，大致可分為單層建筑，多層建筑，高層建筑及超高層建筑。但他們之間并沒有嚴(yán)格的界限和統(tǒng)一的劃分標(biāo)準(zhǔn)，不同的規(guī)范從不同的角度作了規(guī)定?！督ㄖO(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GBJ16)規(guī)定的多層民用建筑界限為：九層及九層以下的住宅（包括底層設(shè)置商業(yè)服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)的住宅）和建筑高度不超過24m的其他民用建筑。從結(jié)構(gòu)角度上，多層和高層之間并沒有明確的界限，根據(jù)房屋的荷載特點(diǎn)和力學(xué)行為，特別是對地震作用的反應(yīng)，《建筑設(shè)計(jì)抗震規(guī)范》（GB50011）和《全民建筑工程設(shè)計(jì)技術(shù)措施—結(jié)構(gòu)》（2003）中都以12層為界限，12層及12層以下的結(jié)構(gòu)與12層以上的結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)方法和抗震構(gòu)造措施上都有些區(qū)別。2.鋼結(jié)構(gòu)房屋的優(yōu)點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)體系主要是由鋼板、熱軋型鋼和冷加工成型的薄壁型鋼通過連接、制造組裝而成，和其他材料的房屋結(jié)構(gòu)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.強(qiáng)度高，質(zhì)量輕鋼材與其它建筑材料如混凝土、磚石和木材相比，強(qiáng)度要高得多，彈性模量也高，因此結(jié)構(gòu)構(gòu)件質(zhì)量輕且截面小，特別適用于跨度大、荷載大的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)。即使采用強(qiáng)度較低的鋼材，其強(qiáng)度與密度的比值也比混凝土和木材大的多，從而在同樣受力條件下的鋼材結(jié)構(gòu)自重輕。研究表明，多高層鋼結(jié)構(gòu)的自重一般為混凝土結(jié)構(gòu)自重的1/2-3/5。此外，構(gòu)件輕巧也便于運(yùn)輸。（2）構(gòu)件截面小，有效空間大由于國內(nèi)鋼材的強(qiáng)度高，構(gòu)件截面小，所占空間也就小。以相同受力條件的簡支梁為例，鋼筋混凝圖的高度通常是跨度的1/10-1/8，而鋼梁約是1/16-1/12，如果鋼梁有足夠的側(cè)向支撐，甚至可以達(dá)到1/20，有效增加了房屋的層間凈高。在梁高相同的情況下，鋼結(jié)構(gòu)的開間可比混凝土結(jié)構(gòu)的開間大50%，能更好的滿足結(jié)構(gòu)大開間、靈活分割的要求。另外，多層民用建筑中的管道很多，如果采用鋼結(jié)構(gòu)，可在梁腹板上開洞以穿越管道，而混凝土結(jié)構(gòu)則不宜開洞。柱子的截面尺寸也類似，在多高層建筑中，鋼柱的截面面積占建筑面積的3%-5%，而混凝土柱則占6%-9%，并且由于梁截面較小，避免了“粗柱笨梁”現(xiàn)象，室內(nèi)視覺開闊，美觀方便。（3）材料均勻，塑性、韌性好，抗震性能優(yōu)越由于鋼材組織均勻，接近各向同性，鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能比較符合目前采用的理論計(jì)算模型，因此可靠性高。同時(shí)因鋼材塑性韌性好，耗能能力強(qiáng)，一般不會因超載而發(fā)生突然斷裂，適用于承受動力合載和沖擊荷載，抗震性能非常優(yōu)越。下表為1985年墨西哥8.1級大地震中，鋼框架與混凝土框架的破壞對比情況，即能說明這一點(diǎn)。結(jié)構(gòu)類型建造年代破壞程度<19871957-1976>1976合計(jì)鋼結(jié)構(gòu)倒塌73010嚴(yán)重破壞1102混凝土結(jié)構(gòu)倒塌2751482嚴(yán)重破壞1623645（4）制造簡單，施工周期短鋼結(jié)構(gòu)所用的材料單純，且多是成品和半成品材料，加工比較簡單，并且能夠使用機(jī)械操作，易于定型化、標(biāo)準(zhǔn)化，工業(yè)化生產(chǎn)程度高，質(zhì)量穩(wěn)定，勞動力強(qiáng)度低。一般情況下，多高層鋼結(jié)構(gòu)平均4天一層，而混凝土結(jié)構(gòu)平均6天一層，即鋼結(jié)構(gòu)的施工速度是混凝土結(jié)構(gòu)的1.5倍。結(jié)構(gòu)施工周期短，使整個(gè)建筑更早投入使用，可節(jié)約投資18%。（5）環(huán)保節(jié)能與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)屬于綠色建筑結(jié)構(gòu)體系。鋼結(jié)構(gòu)房屋的墻體均采用新型輕質(zhì)復(fù)合墻板和輕質(zhì)砌塊，符合建筑節(jié)能和環(huán)保的要求，可以達(dá)到節(jié)能50%的目標(biāo)，極大節(jié)約了我國人均相對短缺的資源。鋼結(jié)構(gòu)的施工方式為干式施工，可避免混凝土濕式施工所造成的污染。另外，對于已建成的鋼結(jié)構(gòu)也比較容易進(jìn)行改建和加固，用螺栓連接的鋼結(jié)構(gòu)還可以根據(jù)需要進(jìn)行拆遷，也有利于環(huán)境保護(hù)。2.多層民用鋼結(jié)構(gòu)房屋的發(fā)展現(xiàn)狀

我國是最早用特建造結(jié)構(gòu)的特別是在解國家之一，比較著名的是鐵鏈橋和一些紀(jì)念性建筑，比西方國家早數(shù)百年。但在18世紀(jì)末的工業(yè)革命革命興起后，西方國家的冶金技術(shù)和土木工程得到了快速發(fā)展，而此時(shí)的中國，由于封建制度下的生產(chǎn)力發(fā)展極其緩慢，放前的百年歷史中，鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展幾乎完全停滯。自20世紀(jì)五十年代以來，在前蘇聯(lián)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)援助下，我國的鋼結(jié)構(gòu)才迎來了初步發(fā)展，在工業(yè)廠房、橋梁、大型公共建筑和高聳構(gòu)筑物等方面都取得了卓越的成就，至今仍發(fā)揮著巨大作用，如鞍鋼、包鋼、武鋼、沈陽飛機(jī)制造廠、大連造船廠、北京體育館（跨度57m的兩鉸拱）、人民大會堂（跨度60.9m的鋼屋架）、武漢長江大橋（全長1670m)等，并編制了我國第一部鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)規(guī)范，縮小了與發(fā)達(dá)國家的差距，但多高層民用鋼結(jié)構(gòu)建筑仍然空白。自20世紀(jì)九十年代至今，我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)步入快速發(fā)展階段，鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展日新月異，規(guī)模更大，技術(shù)更新，出現(xiàn)數(shù)百年來未曾有過的興旺現(xiàn)象，被稱為建筑行業(yè)的“朝陽產(chǎn)業(yè)”。代表建筑有深圳帝王大廈（325m）、上海金茂大廈(460m)、上海東方明珠電視塔（468m)等等。多層民用鋼結(jié)構(gòu)房屋也開始出現(xiàn)。我國的鋼結(jié)構(gòu)主要用于工業(yè)廠房、大跨度和高層民用建筑中，鋼結(jié)構(gòu)建筑在全部建筑中的應(yīng)用比例非常低，還不到百分之一，而瑞典、美國、日本等國的鋼結(jié)構(gòu)房屋面積已達(dá)到總建筑面積的40%以上。我國建筑用鋼在鋼材產(chǎn)量中的比值也僅為20%-30%，低于發(fā)達(dá)國家的40%-55%。因此，我國鋼結(jié)構(gòu)還是一個(gè)很年輕的行業(yè)，特別是多層民用鋼結(jié)構(gòu)建筑，應(yīng)用前景十分廣闊，有待于大力發(fā)展和支持。多層民用鋼結(jié)構(gòu)的工程實(shí)例盡管我國多層民用鋼結(jié)構(gòu)房屋才僅僅出現(xiàn)幾十年，仍處在初級階段，但是各地陸續(xù)建造了數(shù)百萬平方米的多層鋼結(jié)構(gòu)民用房屋，取得了顯著的成績。如中國工商銀行總營業(yè)辦公樓、北京金辰公寓、上?，F(xiàn)代集團(tuán)在新疆庫勒爾建造的8層鋼結(jié)構(gòu)住宅、天津麗苑小區(qū)11層鋼結(jié)構(gòu)住宅、杭州天城六層鋼結(jié)構(gòu)綜合樓、上棟建筑工程學(xué)院土木館、廠商噶遠(yuǎn)大集成住宅樓、河北唐山的幾棟3-5層鋼結(jié)構(gòu)住宅、福建師大學(xué)生公寓、武漢國際會展中心、四川攀枝花市迎賓苑小區(qū)鋼結(jié)構(gòu)住宅等等。中國工商銀行總行營業(yè)辦公樓位于北京市復(fù)興門內(nèi)大街的中國工商銀行總行營業(yè)辦公樓，見右圖?？偨ㄖ娣e9.6萬平方米，純鋼結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)總用鋼量8500t，以美國產(chǎn)A572寬翼緣H型鋼和國產(chǎn)16Mn鋼為主，鋼板最厚達(dá)100mm。北京市亦莊青年公寓北京市亦莊青年公寓（右圖）總建筑面積12萬平方米。主體結(jié)構(gòu)形式為鋼框架、鋼框架-混凝土核心筒體系，梁柱截面為H型鋼，樓蓋采用壓型鋼板混凝土組合樓板。工程總造價(jià)1150元/平方米，和磚混結(jié)構(gòu)造價(jià)基本持平，但施工工期僅是磚混結(jié)構(gòu)的1/2，現(xiàn)場用工是磚混結(jié)構(gòu)的1/3.結(jié)構(gòu)總用鋼量僅為37千克/平方米，不到總造價(jià)的18%。山東建筑工程學(xué)院土木館鋼結(jié)構(gòu)公寓發(fā)展多層民用鋼結(jié)構(gòu)需要解決的問題雖然鋼結(jié)構(gòu)房屋具有很多優(yōu)點(diǎn)，我國鋼材產(chǎn)量及國家政策都已到位，但畢竟還處于發(fā)展的初期階段，目前需解決的問題還很多，主要有以下幾個(gè)方面：多層鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)及配套技術(shù)有待于進(jìn)一步開發(fā)研究和完善鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用于大跨度、重型工業(yè)廠房或大跨度高層民用建筑時(shí)，能充分發(fā)揮鋼材的力學(xué)性能，我國在這方面的技術(shù)也比較成熟。但應(yīng)用于多層民用鋼結(jié)構(gòu)房屋時(shí)，由于構(gòu)件截面小，剛度弱，純鋼結(jié)構(gòu)的側(cè)移較大，對抗力體系、樓板、墻體的要求較高。因此，結(jié)構(gòu)體系、抗震技術(shù)、連接節(jié)點(diǎn)、樓蓋技術(shù)等仍需進(jìn)一步完善理論研究，如何發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，為用戶創(chuàng)造安全舒適經(jīng)濟(jì)的建筑環(huán)境，還有很長的路要走。需解決防腐、防火問題鋼材的耐腐蝕性比較差，必須采用適當(dāng)措施予以保護(hù)，所以鋼材的維護(hù)費(fèi)用比混凝土高。不過多層民用鋼結(jié)構(gòu)室內(nèi)屬于一類環(huán)境，構(gòu)建經(jīng)過徹底除銹并涂上合格的防腐涂料，銹蝕問題并不嚴(yán)重，加上防火材料的包裹，可以減小涂層?！?.11”事件使人們目睹了鋼結(jié)構(gòu)垮塌的慘景，愈發(fā)關(guān)注國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)的防火問題。由于多層民用建筑內(nèi)的火源多，火災(zāi)荷載密度大，很容易失火，并且失火后容易成災(zāi)，因此鋼結(jié)構(gòu)的防火非常重要。目前耐火等級為二級的防火涂料的造價(jià)在每平方50元以上。如何能夠在防腐防火上做到成本低而效果好，組使建筑師和結(jié)構(gòu)師動一番腦筋。一步降低工程造價(jià)目前，多層鋼結(jié)構(gòu)房屋體系的造價(jià)比混凝土結(jié)構(gòu)的略高，因此，人們的一般概念是鋼結(jié)構(gòu)工程造價(jià)很高，有些甚至是鋼材緊缺年代的概念，這也是影響我國鋼結(jié)構(gòu)推廣應(yīng)用的一個(gè)主要因素。鋼結(jié)構(gòu)造價(jià)偏高的主要原因有兩個(gè)：首先，鋼材比混凝土貴得多，其次，在工程實(shí)踐中，由于經(jīng)驗(yàn)不足，專業(yè)技術(shù)人才缺乏，配套體系不完整，使得工程造價(jià)進(jìn)一步升高。統(tǒng)計(jì)資料表明，建筑高度為6-12層時(shí)比較經(jīng)濟(jì)，在中低層民用建筑中，鋼結(jié)構(gòu)還缺乏競爭力。對待造價(jià)問題，不宜孤立的看待，應(yīng)予以全面分析。一棟建筑的總投資除用于建筑本身的造價(jià)外，還要用于征地和動遷。隨著城市化的發(fā)展，征地和動遷費(fèi)用越來越大，一般情況下工程造價(jià)約占項(xiàng)目總投資的60%，征地動遷費(fèi)用為40%，還有，隨著生活水平的不斷提高，建筑裝修和室內(nèi)裝飾的費(fèi)用越來越高，在造價(jià)中的比例增大，即意味著工程造價(jià)的比例越來越低。目前，在辦公樓、賓館和高檔建筑工程中，結(jié)構(gòu)造價(jià)不超過工程造價(jià)的30%。因此，結(jié)構(gòu)造價(jià)單一因素不應(yīng)作為決定采用鋼結(jié)構(gòu)材料的主要依據(jù)。如果再考慮鋼結(jié)構(gòu)建筑有效空間大、施工速度快、抗震性能好、環(huán)保節(jié)能等有利因素，其綜合效益依然很顯著在市場經(jīng)濟(jì)條件下，依據(jù)現(xiàn)有的材料和技術(shù)，因地制宜，進(jìn)行優(yōu)化組合，走過與混凝土結(jié)合的道路，完全能夠做到與現(xiàn)有其他結(jié)構(gòu)體系造價(jià)相持平甚至更低，前面的北京市以亦莊青年即使典例。專業(yè)人才缺乏，觀念有待于更新我國的鋼結(jié)構(gòu)工程持續(xù)高速發(fā)展了近二十年，出現(xiàn)了許多從事鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制作、施工的企業(yè)，并積累了一些寶貴的經(jīng)驗(yàn)，但應(yīng)當(dāng)清醒看到，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)從業(yè)人員的平均水平還比較低，管理有些混亂，部分工程屬于低水平重復(fù)別人已經(jīng)做過的工程，缺乏技術(shù)創(chuàng)新和突破，甚至出現(xiàn)了很多工程事故，在一定程度上還給剛興起的鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)帶來了負(fù)面影響，應(yīng)當(dāng)及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，并予以疏導(dǎo)和改正。結(jié)束語發(fā)展民用鋼結(jié)構(gòu)建筑是大勢所趨，特別是我國在加入WTO之后，建筑業(yè)也面臨著與國際接軌，如不解決上述問題，必將落伍甚至遭到淘汰。當(dāng)然解決上述問題還需要