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鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及應(yīng)用
1.1 鋼結(jié)構(gòu)簡介
鋼結(jié)構(gòu)是土木工程的主要結(jié)構(gòu)形式之一,是以鋼材作為建筑的主體結(jié)構(gòu),通常由型鋼和鋼板等鋼材制成各種建筑構(gòu)件,如鋼梁、鋼柱、鋼桁架等,并采用焊接、螺栓和鉚釘?shù)倪B接方式,將各部件拼裝成完整的結(jié)構(gòu)體系,再配以輕質(zhì)墻板或節(jié)能磚等新型材料作為外圍護(hù)墻體建造而成。鋼結(jié)構(gòu)以其強(qiáng)度高、自重輕、材性好、結(jié)構(gòu)變化多樣、工期短、密封性好、抗震性好、耐熱性好等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于房屋建筑、地下建筑、橋梁、港口建筑、礦山建筑、水工建筑、海洋平臺(tái)等領(lǐng)域。民用鋼結(jié)構(gòu)住宅是十五期間我國重點(diǎn)推廣的項(xiàng)目,鋼結(jié)構(gòu)住宅是既環(huán)保又節(jié)能的綠色建筑,是符合可持續(xù)發(fā)展概念的新型建筑形式,勢必成為住宅結(jié)構(gòu)體系的主流。
1.2 鋼結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn)
1.2.1強(qiáng)度高、剛度大、自重輕
大體而言鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土自重之比約為1:1 .6,而地震力=質(zhì)量*地震加速度,故重量愈輕,地震力也減少。鋼結(jié)構(gòu)若再加以適當(dāng)處理,對(duì)抵抗地震作用更有效。同時(shí)還可以減少基礎(chǔ)工程量和基礎(chǔ)造價(jià)。
1.2.2鋼結(jié)構(gòu)件及其配套技術(shù)相應(yīng)部件絕大部分可以實(shí)現(xiàn)工廠化制作,使質(zhì)量容易保證,便于標(biāo)準(zhǔn)化及推廣使用。
1.2.3施工周期短(約為混凝土結(jié)構(gòu)的1/3至1/2),可以大大縮短投資資金的占有周期,提高資金的投資效益, 并且不受季節(jié)因素影響。例如:5 萬平方米的鋼結(jié)構(gòu)庫房,從加工制作到施工安裝2個(gè)月即可完成(鋼筋砼結(jié)構(gòu)最少需要10個(gè)月, 同時(shí)在北方冬季無法施工)。
1.2.4可做成大跨度、大開間
鋼結(jié)構(gòu)對(duì)梁高及柱間跨度,有一定的優(yōu)勢。如一般鋼筋混凝土的梁高及跨度比約為1:12,而鋼結(jié)構(gòu)則最大可達(dá)1:20 ,并可以提高使用面積率5%~8%。
1.2. 5垃圾少,便于資源重復(fù)利用和環(huán)境保護(hù)。同時(shí),有利于節(jié)約耕地,保護(hù)土地資源,易拆遷。
1.2.6現(xiàn)場濕作業(yè)少,符合環(huán)保建筑的要求,適宜于在城市繁華地段、不允許施工周期過長和混凝土等建材運(yùn)輸不便的情況下施工。
雖然鋼結(jié)構(gòu)建筑有很大的優(yōu)勢,但不得不承認(rèn),與國外相比,我國鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展相對(duì)滯后,在我國鋼產(chǎn)量連年居世界首位,鋼結(jié)構(gòu)建筑的建造條件基本成熟的前提下,鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)仍未得到有效推廣,是頗值得令人深思的。目前我國建筑設(shè)計(jì)界普遍存在著對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑認(rèn)識(shí)不足,觀念落后;對(duì)鋼結(jié)構(gòu)體系積極性不高,管理跟不上等問題。這些都嚴(yán)重阻礙著鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國的進(jìn)一步發(fā)展。這也為我們?cè)谝院蟮慕ㄖ牧现械膽?yīng)用奠定了基礎(chǔ),我們堅(jiān)信,大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)在建筑材料中的應(yīng)用比重,提倡環(huán)保節(jié)能,將成為未來建筑工業(yè)的大趨勢。
二、鋼結(jié)構(gòu)住宅的應(yīng)用
輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋引入中國的時(shí)間很短,最初僅用于臨時(shí)性建筑,直到目前,這種結(jié)構(gòu)形式仍然廣泛應(yīng)用于各種臨時(shí)性建筑。鋼結(jié)構(gòu)組合房屋在使用性質(zhì)上發(fā)生了改變,是一種永久性的、適合人居的、高品質(zhì)的鋼結(jié)構(gòu)組合房屋。
我國的輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅鋼結(jié)構(gòu)組合房屋尚處于起步階段,主要服務(wù)人群是新農(nóng)村改造項(xiàng)目和城市中多、高層建筑以及別墅區(qū)。最初許多用戶對(duì)輕鋼結(jié)構(gòu)組合房屋是否抗震、節(jié)能、環(huán)保持懷疑態(tài)度,這對(duì)市場推廣也產(chǎn)生了一定阻力。經(jīng)過汶川大地震和玉樹地震,老百姓對(duì)輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震性有了一定的認(rèn)識(shí)。隨著我國節(jié)能產(chǎn)業(yè)政策的不斷推進(jìn),輕型鋼結(jié)構(gòu)組合房屋以其獨(dú)特的優(yōu)勢正在逐步被人們所接受,節(jié)能、綠色、富有個(gè)性化的建筑正在改變著人們的居住觀念。那么,鋼結(jié)構(gòu)住宅有什么樣的優(yōu)點(diǎn)呢?
2.1 鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)點(diǎn):
2.1.1鋼結(jié)構(gòu)住宅施工快,工期短
現(xiàn)在,業(yè)主一般買的都是期房,如果說磚混結(jié)構(gòu)工期是兩年,那么鋼結(jié)構(gòu)只需要一半的時(shí)間。這樣就提前了開發(fā)商的交房時(shí)間,也能讓期盼已久的業(yè)主早日住上自己心儀的房。
2.1.2鋼結(jié)構(gòu)住宅造型活躍,格局個(gè)性化
鋼結(jié)構(gòu)住宅除了廚房、衛(wèi)生間固定,室內(nèi)格局可以隨意改變,不受原有傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的限制。
2.1.3房子面積利用率高
因?yàn)闆]有室內(nèi)格局的限制,所以業(yè)主可以充分利用室內(nèi)的空間,提高利用率。
2.1.4從抗震的角度考慮,也是一般住宅結(jié)構(gòu)不能相比的
在國外,比如日本一些處于地震帶地區(qū)的住宅都采用鋼結(jié)構(gòu)建筑,抗震能力比較強(qiáng)。
不僅于此,鋼結(jié)構(gòu)住宅具有以下技術(shù)優(yōu)勢:
1)比起傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu),可以更好的滿足建筑上大開間、靈活分隔的要求,并可以提高使用面積率5%~8%;
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與鋼結(jié)構(gòu)配套技術(shù)的輕質(zhì)墻板、復(fù)合樓板等采用新型材料,符合節(jié)能建筑的要求;
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鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及其配套技術(shù)相應(yīng)部件絕大部分可以實(shí)現(xiàn)工廠化制做、產(chǎn)品化;
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鋼結(jié)構(gòu)住宅體系可以實(shí)現(xiàn)住宅建筑技術(shù)集成化的產(chǎn)業(yè)化新思路;
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鋼結(jié)構(gòu)體系自重輕(約為混凝土結(jié)構(gòu)的一半),可以大大減少基礎(chǔ)的造價(jià);
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鋼結(jié)構(gòu)體系住宅直接造價(jià)略高于混凝土結(jié)構(gòu),但其綜合效益卻明顯高于傳統(tǒng)的住宅體系。
基于以上介紹,不難得知,鋼結(jié)構(gòu)住宅在現(xiàn)有建筑材料中有著巨大的優(yōu)勢,并且隨著我國環(huán)保節(jié)能等目標(biāo)規(guī)劃,鋼結(jié)構(gòu)住宅也必將成為建筑行業(yè)的嬌寵。
三、鋼結(jié)構(gòu)住宅面臨的問題及發(fā)展前景
3.1鋼結(jié)構(gòu)住宅面臨的問題
鋼結(jié)構(gòu)住宅具有以上的綜合優(yōu)勢,因而受到各方的重視。但目前,中國的鋼結(jié)構(gòu)住宅還只是處于起步階段,研究力度還不夠,實(shí)際設(shè)計(jì)和施工還存在不少爭議和問題需要解決。
3.1.1 鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)問題
首先,全國已興建了部分鋼結(jié)構(gòu)住宅,基本上是等效采用外國標(biāo)準(zhǔn),缺乏有針對(duì)性的適合中國國情的鋼結(jié)構(gòu)住宅規(guī)范,所以應(yīng)該有計(jì)劃地建造一批試驗(yàn)工程,逐步使該技術(shù)在國內(nèi)成熟起來,同時(shí)中國已加人WI0,編制規(guī)范考慮與國際接軌問題也是必不可少的。第二,鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑要以建筑設(shè)計(jì)為主導(dǎo),其他專業(yè)緊密配合。不但要遵循住宅建筑設(shè)計(jì)一般原則,還要特別注重如何發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。一方面考慮鋼梁跨度可增大、結(jié)構(gòu)開間更靈活、盡量為住戶創(chuàng)造更大的空間;另一方面,還要考慮如何避免鋼結(jié)構(gòu)帶來的平、立面單調(diào)呆板的問題。這兩方面都要處理好。第三,為了更好地推廣鋼結(jié)構(gòu)住宅,設(shè)計(jì)和制定規(guī)范時(shí),要保證構(gòu)件制造實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn),便于運(yùn)輸,還要保證現(xiàn)場安裝連接方便,施工迅速。第四,關(guān)于施工資質(zhì)問題,上級(jí)主管部門要加大審核力度,實(shí)現(xiàn)資質(zhì)審核規(guī)范化、程序化。
3.1.2 設(shè)備配套、原材料供應(yīng)問題
建筑設(shè)備應(yīng)與鋼結(jié)構(gòu)住宅配套,是住戶首先關(guān)心的問題。要選用和開發(fā)適合鋼結(jié)構(gòu)住宅的各項(xiàng)配套設(shè)備,如:室內(nèi)裝修、高檔廚衛(wèi)設(shè)備、室內(nèi)生活配套設(shè)備以及室外管線、綠化環(huán)境等。目前,大部分鋼結(jié)構(gòu)住宅需用原材料都可以在國內(nèi)配套,但仍有一些高檔材料需要進(jìn)口。因此尚需加大材料研發(fā)力度。
3.1.3 降低成本問題