一,钢结构的优越性及综合经济效益无论是结构性能、使用功能还是经济效益上,钢结构都具有一定的优越性。
1,钢材的抗拉、抗压、抗剪强度相对来说较高,钢结构构件结构断面小、自重轻。一般情况下,高层钢筋混凝土建筑物的自重在1.5-2.0吨/平方米左右,高层建筑钢结构自重大都在1吨/m2以下,甚至有的办公楼只有0.5-0.6吨/平方米。
2,钢结构有较好的延性,抗震性能好,尤其在高烈度震区,使用钢结构就更为有利,钢筋混凝土结构延性的保证在于结构的应力不太高,而钢结构的延性在于使部分构件进入塑性。
3,结构占有面积(或称为结构平面密度)小,实际上是增加了使用面积。高层建筑钢结构的结构占有面积只是同类钢筋混凝土建筑面积的28%。采用钢结构可以增加使用面积4%-8%。这实际上是增加建筑物的使用价值,增加经济效益。
4,施工速度快。采用钢结构可为施工提供较大的空间和较宽敞的施工作业面。钢结构工程的柱子一般取3-4层为一个施工段,在现场一次吊装。而且柱子的吊装、钢框架的安装、钢筋混凝土核心筒的浇筑、组合楼盖的施工等,可以实行立体交叉作业。有时在上部安装柱、框架的同时,下部可以进行内部装饰、装修工程。因此,在保证技术、供应、管理等方面的条件下,可以提前投入使用。
5,钢结构的质量容易保证。钢结构构件一般都在工厂里制造、加工、精度高。
6,钢结构建筑在使用过程中易于改造,如加固、接高、扩大楼面等内部分割、变动比较容易、灵活。一些发达国家认为,钢结构建筑是环保型建筑,可以重复利用,减少矿产资源的开采。
7,钢结构可以做成大跨度、大空间。开敞式的大平面办公室,60年代后得到较大的发展,有的国家称之为“园林化办公室”。这种办公室要求较大尺寸的柱网布置,并且柱子断面越小越合适。采用12-15m的柱网已经很普遍。钢结构正适合这种要求,因为它可以形成较宽敞的无柱空间,便于内部灵活布置。
8,管线布置方便。在钢结构的结构空间中,有许多孔洞与空腔,而且钢梁的腹板也允许穿越小于一定直径的管线,这样使管线的布置较为方便,也增加了建筑净高,而且管线的更换、修理都为方便。
二,
1,钢结构建筑造价并不高。钢结构的造价与许多因素有关,如钢铁的生产量、加工水平、钢材品种、规格、设计技术水平、计算造价的方法等等。
2,根据目前掌握的数据和资料,对于多层建筑,包括多层居住建筑,钢结构的造价,略高于砖混结构,而与钢筋砼结构持平,不会高于后者的造价,如果从综合效益看,则完全低于传统的建筑。
3.悬索和斜拉结构我国应用悬索结构比较早,但在建成北京工人体育馆和浙江体育馆后,几乎停顿下来,到90年代又开始采用。如山东淄博54米跨单层平行索的体育馆。它采用了加荷载方法,使钢索与钢筋混凝土形成具有抗弯刚度的预应力悬挂薄壳。
4、网壳网壳结构在大跨度和超大跨度时有很大优点,从50年代就开始用于体育馆和公共会堂中。
网壳型式很多,像柱面、球面、双曲抛物面、扭面及双曲扁壳等。除钢网壳外,还有多层网壳和与屋面共同工作的组合网壳。
在建筑工程采用铝合金的有1998年建成的上海国际体操中心馆,直径68m,穹顶,采用单屋铝合金球面网壳,共有12圈。铝合金结构对减轻结构自重,降低基础造价起到了很好的作用。
5.膜和索膜结构膜和索膜结构由于它适用性比较广,因此大量用于体育建筑,展览建筑、娱乐建筑及设施、演出建筑、机场建筑和各类海滨娱乐休闲建筑及设施。
最大的膜结构是上海八万人体育馆挑蓬,平面投影为288.4m×74.4m,由64榀径向悬挑钢管桁架和24道环向次桁架组成的大跨度空间结构,屋盖呈马鞍形,由57个伞状索膜单元组成。
6.单层厂房框架结构改革开放以来,又新建一批重型工业厂房,大部份都采用的是钢结构框架承重体系。
上海宝山钢铁厂的1、2期钢结构建设面积达到105万平方米。厂房结构基本上是单层框架或排架体条。一期工程主要由日本设计制造,二期工程主要由国内设计施工。它的特点在于厂房高度大,有的柱高50米,吊车起重量有的达到450吨。厂房的圆护结构,采用轻型的彩色涂层压型钢板或铝合金压型钢板。
这个时期,各地建了单层厂房不少,但仍然沿用的是过去形成的体系,有的采用钢筋砼桅,钢屋架,也有部份为钢柱(焊接H型或其它型式钢屋架的,仍属于重钢形成。但是因为有部份的厂房与日本、美国、意大利等国家的公司合作,将国外的设计思想带到国内,国外的设计比较灵活多样。) |