首页建筑研究 专题列表

钢结构在民用建筑上应用价值、发展重点和难点

收录时间:2013-01-25 10:15 来源:沈阳多维轻钢彩板有限公司  作者:王卓  阅读:0次 评论:0我要评论

内容提示:建筑按使用功能可分为工业建筑和民用建筑(包括公共建筑),钢结构在建筑上的应用也分为工业钢结构建筑和民用钢结构建筑。钢结构是用钢材制造而成的工程结构。在选用钢结构时,要充分利用其优点,避免其缺点,作到扬长避短,合理利用。

延伸阅读:民用建筑 设计 钢结构

        一、钢结构在民用建筑上的应用价值

        在我国,长期以来,钢结构在工业建筑上的应用程度远高于在民用建筑的程度。从以往看,其主要原因是:

        1.以前有很长一段时间,我国的钢结构产量很低,钢材的价格又很高,采用钢结构的建筑成本会很高,很大程度的限制了钢结构在建筑上的应用,即使应用,也多用于具有生产性的工业建筑。(参考《建筑中文网

        2.工业建筑一般都具有一定模数,而钢结构的产品化高、施工速度快的特点,正好满足此要求,而且,还可使建筑提早投入使用,以促进生产。

        3.钢材的耐火性和耐腐蚀性差。钢材曝露于空气中,特别是潮湿空气中时,很容易发生缓慢的化学作用,从而使钢材腐蚀,影响到建筑的美观;而且,如发生火灾,钢结构又表现出很差的耐火性。当钢结构用于工业建筑时,由于工业建筑对美观要求并不高,同时其内的人数少且多是流动性的,这两方面影响不大;而民用建筑,不仅要求有较高的美观效果,而且,其内固定人口可能会很多,要求发生火灾等灾害时,能尽可能保证安全,这对选用钢结构是有很大挑战性的。

        而现今,情况发生了很大的变化。首先,我国钢材产量己极大提高,连续几年位居世界第一(尽管,人均还不高),为钢材在民用建筑上的应用铺平了道路。其次,钢材用于民用建筑,经合理设计后,其综合经济指标很好,原因是:(1)钢材是轻质高强材料,达到同样强度时,钢构件的截面尺寸相对较小,所占建筑面积较小,相对建筑的使用面积会增加,这对于“黄金地段”很重要。(2)钢材的轻质使得结构的自重会有所降低,对地基的压力相对减小,节省地基造价。(3)钢结构建筑的施工速度快,可使建筑很快投入使用,这在时间就是效益的现今社会,显得尤为重要。最后,随着科技水平的提高,研制出越来越多的新型材料,以加强钢材的防腐性能,提高钢的耐火极限(也有通过改善钢自身的组成,来提高这些性能)。以上这些对推动钢结构在民用建筑上的发展起到有利作用。

        此外,钢结构用于民用建筑还有以下优势:(l)钢结构的塑性和韧性好,合理设计后,会具有很好的抗震性能,以保证“大震不倒、小震不坏、中震可修”,这对于以人为本的民用建筑,至关重要。(2)采用钢结构,可建成造型新颖别致的建筑。由于钢材良好的性能,使得其既可很大程度的发挥建筑师的创造灵感,又可最大限度满足用户对使用和建筑美观的要求。(3)采用钢材能做到可持续发展,符合时代要求。现今社会,随着人们对美的追求,却不忘对自然的保护和对能源的节约,从而实现可持续发展。钢材属“环保、节能、产品化材料”,钢结构为“绿色建筑”,符合历史发展潮流。同时,钢结构在民用建筑上的推广已受到国家相关部门的重视。发展钢结构住宅,扩大钢结构住宅的市场占有率,将会加速住宅产业化过程,对我国建筑、冶金及相关产业的发展具有重大意义。

        二、钢结构在民用建筑上的发展重点

        钢结构用于民用建筑,主要发挥它的轻质高强以及良好的塑性和韧性,同时兼顷到其利于产品化、机械化。故钢结构主要用于民用建筑以下几个方面:

        1.单层民用钢结构。此类型多为大跨度的公共建筑,采用钢结构不但可提供较大的空间、较美的造型,还为其改建和扩建提供方便。如单层钢结构的网架不但很容易跨越大空间,而且其经济性、安全性较好,适应性很强,制作、安装方便,设计、计算简便,网壳可设计成风格多变,立体美观的各种大跨度建筑。我国在这方面已有大量工程实例。

        2.高层钢结构。高层建筑高度较高,如采用钢筋混凝土结构,不但向上运送混凝土不方便,而且庞大的躯体使得下部地基承受巨大压力,这就迫切需求钢结构这种轻质高强的材料。高层建筑采用钢结构时,构件并不是全部采用钢材,而多为混合结构,即下部可采用钢骨混凝土结构或组合结构,而上部一般都为钢结构。

        三、民用钢结构设计中的难点

        对于用材已选定为钢材的建筑,设计中首要的,也是关键的,便是结构体系的选型。结构体系选择的是否合适,不仅影响结构的安全性和经济性,还关系到建筑整体造型的美观和其功能的完美实现。一般,对于一个设计,可选用的结构体系有很多种,而每种结构体系的适用范围受各种条件影响,影响的情况非常复杂,再加上实际情况的多样性和特殊性,不但使钢结构体系难于选择,更使结构体系的规范化难上加难。钢结构设计中的另一个非常重要的方面,便是节点形式的选择。钢结构中每种体系可备选用的节点形式都很多,而且还在不断推陈出新,日益向“两高一强发展”,即:(1)安全储备越来越高;(2)可欣赏性和艺术性越来越强;(3)机械化程度越来越高。一个合理的节点体系,不但要使建筑能够结构安全、施工便利,还要做到造型美观、维护方便。

        目前所采用的节点形式,通常不能保证在某一条件下,各项因素都最优,需根据实际条件,有所选择,来强化某一方面,而弱化另一方面,从而选出最佳形式。

        由上可知,民用钢结构设计中的两大难点为结构体系的选型和节点形式的选择,同时,它们也是设计中的重点。当前,对于这两方面问题,研究者和设计者产生了矛盾。研究者鉴于问题的复杂,多采用从形式到条件的方式来解决问题,即研究每种形式(指结构体系或节点形式)的最佳适用条件,其结果往往导致多种形式有相同或相近的适用条件。而从事实际工程的设计者,则希望从条件到形式,即找到一种规则,使得在给定一些条件后,便可得到对应的最佳形式或得到可选形式的优劣顺序,从而简化设计工作。这种矛盾的存在,很大程度上制约了钢结构在我国民用建筑上的发展。

        参考文献:

        [1]张万祯. 浅谈如何加强工业建筑和民用建筑的施工质量控制[J].科技情报开发与经济. 2010(34) .

        [2]张彩霞,张皓,庄宇,张国忠. 钢结构稳定性研究中存在的问题及解决办法[J]. 科技信息. 2012(06) . 来源: 《建筑中文网》.

原文网址:http://www.fourtwentydesign.com/research/201301/15187.htm

也许您还喜欢阅读:

高层民用建筑消防给水设计的若干问题探讨

高层民用建筑供电系统的设计

钢结构设计简单步骤和思路的探讨

多层轻钢房屋楼梯的设计分析

浅谈现代钢结构构件的连接与设计

钢结构CAD软件STS的功能和应用

钢结构设计、施工常见小问题

门式刚架轻型房屋钢结构设计及施工中的几点体会

浅谈民用建筑的总平面设计

民用建筑防火探析


【重要声明】本作品版权归建筑中文网和作者所有,允许以学习、研究之目的转载、复制和传播,但必须在明显位置注明原文出处和作者署名(请参考以下引文格式)且保证内容一致性,不得用于出售、出版、付费数据库或其它商业目的,本站保留追究一切法律责任的权利。投稿信箱
引用复制:网址 QQ/MSN 论文/著作 HTML代码

请告诉我们

请告诉我们您的知识需求以及对本站的评价与建议。
满意 不满意

Email:
2021年最新最全三级片免费观看互动交流平台