鋼結(jié)構(gòu)建筑以其高強(qiáng)度、輕質(zhì)和可回收利用的特點(diǎn),在環(huán)保方面具有顯著貢獻(xiàn)。鋼結(jié)構(gòu)的自重輕,可以有效減少對(duì)地基的壓力,降低基礎(chǔ)工程的成本。鋼材的可回收性高,減少了資源消耗和環(huán)境污染。鋼材的生產(chǎn)與加工過程中產(chǎn)生的碳排放較少,有助于減緩全球氣候變化。鋼結(jié)構(gòu)建筑的模塊化設(shè)計(jì)使得施工過程更加高效,減少了施工過程中的能源消耗和材料浪費(fèi)。
一、鋼結(jié)構(gòu)建筑的定義
鋼結(jié)構(gòu)建筑是由型鋼和鋼板制成的梁、柱、桁架等構(gòu)成承重結(jié)構(gòu)的建筑,屬于新型建筑體系,能打通房地產(chǎn)、建筑業(yè),集合成為新的產(chǎn)業(yè)體系,具有安裝方便、施工較快等優(yōu)點(diǎn)。
二、鋼結(jié)構(gòu)建筑的類型
- 夾層:型鋼材料第一層為承重梁,連接主墻,主體結(jié)構(gòu)上壓型鋼板,再鋪鋼筋,和原結(jié)構(gòu)周邊進(jìn)行植筋,然后澆注混凝土。
- 別墅擴(kuò)建:主梁、柱支撐由冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)組成,安裝方便,便于裝拆。
- 塔架:主要結(jié)構(gòu)材料為鋼管,使用范圍廣,可以用于工廠煙囪支撐、水塔架上、監(jiān)控、通信工程等特殊用途。
- 樓梯:采用鋼板踏板制作,扶手采用平行斜線形式,占地面積小,施工速度快,實(shí)用性強(qiáng)。
- 車庫入口:加工精度高、生產(chǎn)速度快、外型美觀多樣、生產(chǎn)效率高。
- 購物中心入口:建筑與結(jié)構(gòu)能夠完美結(jié)合,而且鋼材外表選用熱鍍鋅,氟碳噴涂工藝,具有持久、明亮、美觀的特點(diǎn)。
三、鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)點(diǎn)
- 抗震性強(qiáng)
- 低層別墅的屋面大都為坡屋面,屋面結(jié)構(gòu)采用冷彎型鋼構(gòu)件做成的三角型屋架體系,輕鋼構(gòu)件在封完結(jié)構(gòu)性板材及石膏板之后,形成堅(jiān)固的板肋結(jié)構(gòu)體系,抗震及抵抗水平荷載能力強(qiáng),適用于抗震烈度為8度以上的地區(qū)。
- 抗風(fēng)性好
- 型鋼結(jié)構(gòu)建筑重量輕、強(qiáng)度高、整體剛性好、變形能力強(qiáng)。建筑物自重僅是磚混結(jié)構(gòu)的五分之一,可抵抗每秒70米的颶風(fēng),有效保護(hù)生命財(cái)產(chǎn)。
- 耐久性佳
- 輕鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)全部采用冷彎薄壁鋼構(gòu)件體系組成,鋼骨采用超級(jí)防腐高強(qiáng)材料,在全球臺(tái)風(fēng)地震頻發(fā)的環(huán)境下,能讓屋主住得安心。
- 節(jié)約施工時(shí)間且不受季節(jié)影響:大大縮短施工周期,并且施工不受季節(jié)限制,例如在冬季也可正常施工,不像一些傳統(tǒng)建筑受溫度等季節(jié)因素影響較大。
- 增大住宅空間使用面積:鋼結(jié)構(gòu)建筑在空間布局上相對(duì)靈活,相比一些傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)建筑能夠增加住宅的可使用面積。
- 減少建筑垃圾和環(huán)境污染,建筑材料可重復(fù)利用:施工過程中產(chǎn)生的建筑垃圾較少,并且鋼材本身可回收再利用,符合環(huán)保理念。
- 拉動(dòng)其他新型建材行業(yè)的發(fā)展:由于鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的發(fā)展,帶動(dòng)了與之相關(guān)的新型建材行業(yè)發(fā)展,如新型墻體材料等。
- 使用中易于改造、靈活方便:在使用過程中,如果需要對(duì)建筑進(jìn)行改造,鋼結(jié)構(gòu)建筑更容易進(jìn)行結(jié)構(gòu)調(diào)整等改造操作。
- 給人帶來舒適感:鋼結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使得建筑內(nèi)部空間布局更加合理,居住或使用起來較為舒適。
四、鋼結(jié)構(gòu)建筑存在的問題
- 配套部品工業(yè)化程度低
- 鋼結(jié)構(gòu)住宅是住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展方向,但目前其相關(guān)的、技術(shù)成熟的部品、配件缺乏,或工業(yè)化程度低,或缺乏技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或與鋼結(jié)構(gòu)住宅相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)不一致,特別是墻體、樓板、陽臺(tái)、樓梯等濕作業(yè)較多,導(dǎo)致目前鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展面臨尷尬境地。
- 模數(shù)化缺失嚴(yán)重
- 目前只有樓梯、門窗、廚房和衛(wèi)生間等部位有模數(shù)標(biāo)準(zhǔn),屋面、隔墻、電梯等大多數(shù)部位及部品尚缺統(tǒng)一的模數(shù)標(biāo)準(zhǔn),這嚴(yán)重制約了鋼結(jié)構(gòu)住宅的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
- 設(shè)計(jì)優(yōu)化問題
- 如建筑平面及柱網(wǎng)優(yōu)化、冷彎矩形管代替焊接箱型柱、變截面柱應(yīng)用、屈曲約束支撐應(yīng)用等方面的優(yōu)化不足,影響工程造價(jià)和鋼結(jié)構(gòu)住宅經(jīng)濟(jì)性。
- 設(shè)計(jì)規(guī)范缺失
- 導(dǎo)致部分新型優(yōu)質(zhì)鋼材得不到推廣或出現(xiàn)優(yōu)材劣用等問題。
- 防腐問題
- 對(duì)防腐涂層層數(shù)及厚度雖有一般性規(guī)定,但防腐效果和維護(hù)檢修周期缺乏明確標(biāo)準(zhǔn)。
五、著名鋼結(jié)構(gòu)建筑實(shí)例
- 埃菲爾鐵塔(法國):矗立在法國巴黎的戰(zhàn)神廣場(chǎng),高324米(含天線),1889年建成。是鋼結(jié)構(gòu)空心建筑,框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,上小下大、上輕下重,能有效減少風(fēng)的影響,是法國文化象征、巴黎城市地標(biāo)之一。
- 紐約帝國大廈(美國):位于美國紐約州紐約市曼哈頓第五大道350號(hào),是著名摩天大樓。采用鋼筋混凝土筒中筒結(jié)構(gòu),抗側(cè)剛度大,在每小時(shí)130公里的風(fēng)速下,大樓頂部最大位移僅為25.65厘米,是紐約市和美國的著名地標(biāo)及旅游景點(diǎn)之一。
- 舊金山金門大橋(美國):世界著名的鋼結(jié)構(gòu)橋梁,近代橋梁工程的奇跡,有著橘色鋼結(jié)構(gòu)橋梁經(jīng)典之美譽(yù)。
- 東京電視塔(日本):1958年12月建成,1968年7月對(duì)游客開放,塔高333米,占地2118平方米。使用建筑材料是埃菲爾鐵塔的一半,造塔費(fèi)時(shí)不到埃菲爾鐵塔施工時(shí)間的三分之一。
- 芝加哥西爾斯大廈(美國):又譯為韋萊集團(tuán)大廈,位于美國伊利諾伊州芝加哥,有110層,曾是北美第一高樓。采用由鋼框架構(gòu)成束筒結(jié)構(gòu)體系,整幢大廈被當(dāng)作懸挑的束筒空間結(jié)構(gòu),離地面越遠(yuǎn)剪力越小,大廈頂部由風(fēng)壓引起振動(dòng)也明顯減輕,大大增強(qiáng)了大廈的剛度和抗側(cè)向力的能力。
- 吉隆坡雙子塔(馬來西亞):坐落于吉隆坡市區(qū)西北角,與吉隆坡塔同為吉隆坡的知名地標(biāo)及象征。采用鋼筋混凝土框架(核心筒)伸臂結(jié)構(gòu)體系,是以鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)為主的混合結(jié)構(gòu),用鋼量7500噸,附屬圓形框架結(jié)構(gòu)與主體相連可增大主體結(jié)構(gòu)的抗側(cè)能力。
- 倫敦千年穹頂(英國):是倫敦的代表性建筑物,但曾被形容為畸形的建筑物,還被《福布斯》民意調(diào)查選為世界上最丑東西的首位。
- 美國世貿(mào)大廈(美國):位于紐約曼哈頓島西南端,西臨哈德遜河,1962 - 1976年建成,由兩座并立的塔式摩天樓、4幢7層辦公樓和1幢22層的旅館組成。采用創(chuàng)新的鋼框架套筒結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì),通過水平樓層桁架將外圍支承結(jié)構(gòu)與中央核心結(jié)構(gòu)連接在一起,建筑物穩(wěn)定性非凡。2001年9月11日在恐怖襲擊中崩塌。
- 悉尼大劇院(澳大利亞):主體建筑呈空間馬鞍橢圓形,是目前世界上跨度最大的單體鋼結(jié)構(gòu)工程,貝殼形屋頂下方是結(jié)合劇院和廳室的水上綜合建筑,內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)仿效瑪雅文化和阿茲特克神廟。
鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震性能如何?
鋼結(jié)構(gòu)建筑的耐久性優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在哪些方面?
鋼結(jié)構(gòu)建筑的施工周期為何較短?
鋼結(jié)構(gòu)建筑在環(huán)保方面的貢獻(xiàn)是什么?