鋼材的特點(diǎn)是強(qiáng)度高、自重輕、整體剛度好、變形能力強(qiáng),故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜;材料勻質(zhì)性和各向同性好,屬理想彈性體,最符合一般工程力學(xué)的基本假定;材料塑性、韌性好,可有較大變形,能很好地承受動(dòng)力荷載;建筑工期短;其工業(yè)化程度高,可進(jìn)行機(jī)械化程度高的專業(yè)化生產(chǎn)。
鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)研究高強(qiáng)度鋼材,大大提高其屈服點(diǎn)強(qiáng)度;此外要軋制新品種的型鋼,例如H型鋼(又稱寬翼緣型鋼)和T形鋼以及壓型鋼板等以適應(yīng)大跨度結(jié)構(gòu)和超高層建筑的需要。
另外還有無(wú)熱橋輕鋼結(jié)構(gòu)體系,建筑本身是不節(jié)能的,本技術(shù)用巧妙的特種連接件解決了建筑的冷熱橋問(wèn)題;小桁架結(jié)構(gòu)使電纜和上下水管道從墻里穿越,施工裝修都方便。
特點(diǎn)編輯
1、材料強(qiáng)度高,自身重量輕
鋼材強(qiáng)度較高,彈性模量也高。與混凝土和木材相比,其密度與屈服強(qiáng)度的比值相對(duì)較低,因而在同樣受力條件下鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面小,自重輕,便于運(yùn)輸和安裝,適于跨度大,高度高,承載重的結(jié)構(gòu)。
2、鋼材韌性,塑性好,材質(zhì)均勻,結(jié)構(gòu)可靠性高
適于承受沖擊和動(dòng)力荷載,具有良好的抗震性能。鋼材內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)均勻,近于各向同性勻質(zhì)體。鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能比較符合計(jì)算理論。所以鋼結(jié)構(gòu)可靠性高。
3、鋼結(jié)構(gòu)制造安裝機(jī)械化程度高
鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件便于在工廠制造、工地拼裝。工廠機(jī)械化制造鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件成品精度高、生產(chǎn)效率高、工地拼裝速度快、工期短。鋼結(jié)構(gòu)是工業(yè)化程度最高的一種結(jié)構(gòu)。
4、鋼結(jié)構(gòu)密封性能好
由于焊接結(jié)構(gòu)可以做到完全密封,可以作成氣密性,水密性均很好的高壓容器,大型油池,壓力管道等。
5、鋼結(jié)構(gòu)耐熱不耐火
當(dāng)溫度在150℃以下時(shí),鋼材性質(zhì)變化很小。因而鋼結(jié)構(gòu)適用于熱車間,但結(jié)構(gòu)表面受150℃左右的熱輻射時(shí),要采用隔熱板加以保護(hù)。溫度在300℃ -400℃時(shí).鋼材強(qiáng)度和彈性模量均顯著下降,溫度在600℃左右時(shí),鋼材的強(qiáng)度趨于零。在有特殊防火需求的建筑中,鋼結(jié)構(gòu)必須采用耐火材料加以保護(hù)以提高耐火等級(jí)。
6、鋼結(jié)構(gòu)耐腐蝕性差
特別是在潮濕和腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中,容易銹蝕。一般鋼結(jié)構(gòu)要除銹、鍍鋅或涂料,且要定期維護(hù)。對(duì)處于海水中的海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu),需采用“鋅塊陽(yáng)極保護(hù)”等特殊措施予以防腐蝕。
7、低碳、節(jié)能、綠色環(huán)保,可重復(fù)利用
鋼結(jié)構(gòu)建筑拆除幾乎不會(huì)產(chǎn)生建筑垃圾,鋼材可以回收再利用。
發(fā)展歷程編輯
中國(guó)雖然早期在鐵結(jié)構(gòu)方面有卓越的成就,但長(zhǎng)期停留于鐵制建筑物的水平。直到19世紀(jì)末,我國(guó)才開(kāi)始采用現(xiàn)代化鋼結(jié)構(gòu)。新中國(guó)成立后,鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用有了很大的發(fā)展,不論在數(shù)量上或質(zhì)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了過(guò)去。輕鋼結(jié)構(gòu)的樓面由冷彎薄壁型鋼架或組合梁、樓面OSB結(jié)構(gòu)板,支撐、連接件等組成。所用的材料是定向刨花板,水泥纖維板,以及膠合板。在這些輕質(zhì)樓面上每平方米可承受316~365公斤的荷載。
鋼結(jié)構(gòu)建筑的多少,標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家或一個(gè)地區(qū)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)程度。進(jìn)入2000年以后,我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)顯著增長(zhǎng),國(guó)力明顯增強(qiáng),鋼產(chǎn)量成為世界大國(guó),在建筑中提出了要“積極、合理地用鋼”,從此甩掉了“限制用鋼”的束縛,鋼結(jié)構(gòu)建筑在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)逐漸增多。特別是2008年前后,在奧運(yùn)會(huì)的推動(dòng)下,出現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)建筑熱潮,強(qiáng)勁的市場(chǎng)需求,推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)建筑迅猛發(fā)展,建成了一大批鋼結(jié)構(gòu)場(chǎng)館、機(jī)場(chǎng)、車站和高層建筑,其中,有的鋼結(jié)構(gòu)建筑在制作安裝技術(shù)方面具有世界一流水平,如奧運(yùn)會(huì)國(guó)家體育場(chǎng)等建筑。
奧運(yùn)會(huì)后,鋼結(jié)構(gòu)建筑得到普及和持續(xù)發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用到建筑、鐵路、橋梁和住宅等方面,各種規(guī)模的鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)數(shù)以萬(wàn)計(jì),世界先進(jìn)的鋼結(jié)構(gòu)加工設(shè)備基本齊全,如多頭多維鉆床、鋼管多維相貫線切割機(jī)、波紋板自動(dòng)焊接機(jī)床等。并且現(xiàn)在數(shù)百家鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)的加工制作水平具有世界先進(jìn)水平,如鋼結(jié)構(gòu)制作特級(jí)和一級(jí)企業(yè)。近幾年,鋼產(chǎn)量每年多達(dá)6億多噸,鋼材品種完全能滿足建筑需要。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、鋼結(jié)構(gòu)材料標(biāo)準(zhǔn)、鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范、以及各種專業(yè)規(guī)范和企業(yè)工法基本齊全。
鋼結(jié)構(gòu)下游行業(yè)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展具有較大的牽引和驅(qū)動(dòng)作用,它們的需求變化直接決定了行業(yè)未來(lái)的發(fā)展?fàn)顩r。
1.鋼結(jié)構(gòu)的上游行業(yè)為鋼鐵等原材料供應(yīng)行業(yè)
鋼鐵行業(yè)是鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ),鋼鐵行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步為鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用創(chuàng)造了有利條件。國(guó)內(nèi)鋼鐵行業(yè)的一些大企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始了建筑結(jié)構(gòu)用鋼的品種和技術(shù)的研發(fā),相繼開(kāi)發(fā)了高強(qiáng)鋼和耐火、耐候、耐海水、抗層狀撕裂、抗低溫用鋼,以及H 型鋼、高性能彩涂鋼板、冷彎型鋼等,為鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展奠定了良好的應(yīng)用基礎(chǔ)。
2、上下游對(duì)本行業(yè)的影響
鋼結(jié)構(gòu)的上游主要是鋼鐵行業(yè),鋼材產(chǎn)品價(jià)格波動(dòng)直接影響本行業(yè)的采購(gòu)成本。從整體上看,上游行業(yè)基本屬于競(jìng)爭(zhēng)性行業(yè),生產(chǎn)用于鋼結(jié)構(gòu)的各類鋼板、鋼管、型鋼等鋼材,其中H 型鋼和中厚板是鋼結(jié)構(gòu)建筑中最為常用的產(chǎn)品。產(chǎn)業(yè)洞察研究數(shù)據(jù)2011 年粗鋼產(chǎn)量達(dá)6.96 億噸,產(chǎn)量相對(duì)飽和,鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)所需的原材料能獲得穩(wěn)定的供應(yīng)。
下游行業(yè)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展具有較大的牽引和驅(qū)動(dòng)作用,它們的需求變化直接決定了行業(yè)未來(lái)的發(fā)展?fàn)顩r。鋼結(jié)構(gòu)以其強(qiáng)度高、自重輕、抗震性能好、工業(yè)化程度高、施工周期短、可塑性強(qiáng)、節(jié)能環(huán)保等綜合優(yōu)勢(shì),在工業(yè)廠房、市政基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、文教體育建設(shè)、電力、橋梁、海洋石油工程、航空航天等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用,市場(chǎng)空間逐步擴(kuò)大。另外,一旦住宅鋼結(jié)構(gòu)市場(chǎng)取得突破,逐步取代傳統(tǒng)建筑形態(tài)進(jìn)入住宅建設(shè)領(lǐng)域,鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)將引來(lái)爆發(fā)性的增長(zhǎng)。
應(yīng)用編輯
屋面系統(tǒng)
輕鋼結(jié)構(gòu)住宅屋面系統(tǒng)
輕鋼結(jié)構(gòu)住宅屋面系統(tǒng)
是由屋架、結(jié)構(gòu)OSB面板、防水層、輕型屋面瓦(金屬或?yàn)r青瓦)及相關(guān)連接件組成的。邁特建筑輕鋼結(jié)構(gòu)的屋面,外觀可以有多種組合。材料也有多種。在保障了防水這一技術(shù)的前提下,外觀有了許多的選擇方案。
墻體結(jié)構(gòu)
輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的墻體主要由墻架柱、墻頂梁、墻底梁、墻體支撐、墻板和連接件組成。建筑輕鋼結(jié)構(gòu)住宅一般將內(nèi)橫墻作為結(jié)構(gòu)的承重墻,墻柱為C形輕鋼構(gòu)件,其壁厚根據(jù)所受的荷載而定,通常為0.84~2毫米,墻柱間距一般為400~600毫米, 建筑輕鋼結(jié)構(gòu)住宅這種墻體結(jié)構(gòu)布置方式,可有效承受并可靠傳遞豎向荷載,且布置方便。
技術(shù)性能編輯
保溫節(jié)能技術(shù)輕鋼結(jié)構(gòu)為確保達(dá)到保溫效果,在建筑物的外墻和屋面中使用的保溫隔熱材料能長(zhǎng)期使用并能保溫隔熱。建筑輕鋼結(jié)構(gòu)住宅一般除了在墻的墻柱間填充玻璃纖維網(wǎng)格布外,在墻外側(cè)再貼一層保溫材料,有效隔斷了通過(guò)墻柱至外墻板的熱橋;樓層之間擱柵內(nèi)填充玻璃纖維,減少通過(guò)樓層的熱傳遞;所有內(nèi)墻墻體的墻柱之間均填充玻璃纖維,減少戶墻之間的熱傳遞。
防火技術(shù)輕鋼結(jié)構(gòu)一個(gè)最關(guān)鍵的問(wèn)題是防火技術(shù)的應(yīng)用, 輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的耐火等級(jí)為四級(jí)。建筑輕鋼結(jié)構(gòu)住宅在墻的兩側(cè)與樓蓋的天花處貼防火石膏板,對(duì)于普通防火墻和分戶墻用25.4毫米厚(1吋)石膏板保護(hù),以達(dá)到1個(gè)小時(shí)的防火要求,另外在墻體墻柱間與樓蓋擱柵間填充的玻璃纖維對(duì)于防火與熱傳遞也起了積極的保護(hù)作用。
隔聲技術(shù)輕鋼結(jié)構(gòu)在內(nèi)外墻及樓蓋擱柵間填充玻璃棉,有效阻止了通過(guò)空氣傳播的音頻部分,而對(duì)于通過(guò)固體傳播的沖擊聲,作如下構(gòu)造處理:對(duì)于分戶墻用二道墻柱構(gòu)成帶有中間空隙的二道墻體;而對(duì)于吊頂用的固定石膏板的小龍骨,用帶有小切槽的彈性構(gòu)造以有效減少樓層間的固體聲傳播。