钢结构房屋是第三代建筑,它采用制作H型钢及薄壁冷弯C、Z型钢组合或建筑骨架,屋面和墙体采用彩色涂层压型钢板或夹芯彩钢板,在发达已基本取代传统的钢筋混凝土建筑。它具有总量轻、跨度大、用料少、造价低、节省基础、施工周期短、可靠、造型美观等优点。钢结构房屋广泛应用与单层工业厂房、仓库、商业建筑、办公大楼、多层停车场及民宅等建筑物。
钢结构房屋是以等截面或变截面H型钢为承重主体以C型、Z型檩条及柱间支撑为辅助连接件,通过螺栓或焊接等方式固定,屋面和墙面以彩色压型钢板围护而形成的新型建筑体系。钢结构房屋与传统建筑结构相比具有诸多特性:材料强度高:钢的容重虽较大,但强度却高得多,与其它建筑材料相比钢材的容重与屈服点的比值小。
房屋自重小:钢结构房屋主体结构的含钢量通常在25KG/-80KG左右,彩色压型钢板的重量低于10KG。钢结构房屋的自重仅为砼结构的1/8-1/3,可大大降低基础的造价。
可靠:钢材质地均匀,各向同性,弹性模量大,有良好的塑性和韧性。为理想的弹性-塑性体,因此钢结构房屋计算准确,可靠性强。
工业化生产程度高:能成批大量生产,制造度高。采用工厂化制造、工地安装的施工方法,可大缩短工期,提高经济效益。
美观:钢结构房屋的围护为彩色压型钢板,使用年限为三十年不褪色,不锈蚀。由于彩钢板颜色的多样性,使得建筑物线条明朗,观感舒适,且比较容易造型。
重复利用:钢结构房屋的主体骨架连接为高强螺栓连接,围护板为自攻钉连接,拆卸比较方便,若建筑需要搬迁,只要拆掉螺栓把钢结构房屋件运到需要的地方,重新组合即可。
抗震性能好:钢结构房屋由于主要承重构重构件为钢结构,其韧性和弹性较大,檩条的抗剪和抗扭作用以及柱、梁间的支撑,大大加强了整体结构的稳定性。
适用范围广:钢结构房屋适用于各类工业厂房、仓库、超市、高层建筑等。
钢结构的塑性变形和耐性促使以及轻住宅技术工艺问题
<一>、钢结构的塑性变形和耐性促使
钢结构工程的塑性变形和耐性促使钢结构不容易因为负载过大而突然裂开。它是别的修建原材料,尤其是混泥土修建没法对比的。如今,我国有关高层住宅修建的抗震规定较为高,因为在修建中,主要考虑到的便是隐患。尤其是地震灾害的杀伤力,会使修建形变撕破,塌陷,而钢结构修建的耐性恰好能将能量缓存。因而,选择钢结构做为高层住宅修建的行为主体是因为其抗震实际效果很好。
钢结构本身抗压强度较为大,主要的是抗压强度和抗拉强度。从数据信息上看来:不锈钢板材的抗压强度可抵达345Mpa之上,而混泥土的抗压强度还欠缺10Mpa;钢结构的抗拉强度可抵达200兆帕之上,而混泥土则要是100兆帕。
常见的增加截面的加固方法主要有:增加截面高宽比、加厚型翼缘板、变工形截面为箱型截面等方法。而扩大钢结构截面的主要加固方式为粘钢或贴碳纤维布。这二种方式对结构本身损害较为小,而且这几年我国发展趋势得较为快,应用也慢慢增加,但在钢结构修建物加固应用相对性很少,尤其是在正常应用状况下的应用使用寿命仍然存在的问题。而且粘钢或碳纤维材料的工程施工难度系数较为大,务必要将原结构表面开展解决、磨去、润化后才可以黏贴。结构接纳驱动力载荷或高溫时很有可能产生开胶。身体之外预应力钢筋技术性加固方式,就是指将预应力钢筋布局在待加固结构预制构件的截面以外,根据改结构的传力方式降低预制构件的载荷效用,另外在结构的原来基本上提升结构的承载力,改进结构的形变特性,减少构件中的地应力,能使损伤工程项目结构修复其原来的技术性作用,进而考虑新的承重标准和应用作用的要求。结构由预应力钢筋、管路、防腐涂料、转为块、钢筋锚固系统软件等构件构成。
<二>、轻钢结构住宅技术工艺问题
1、耐火性差
钢结构较致命的弱点就是耐火性差。钢结构本身不会燃烧,但是它对于温度非常的敏感。通常它的耐火是15min,在450~650℃时就会丧失承载能力,发生较大的变形,甚至导致结构坍塌。因此人们对于它在这方面的性能十分担忧。在其表面涂防火材料十分的必要,虽然在大火的情况下也可能避免不了结构的损坏,但是可以延长结构损坏的时间,供人们逃生。现在常用的钢结构防火保护方法有在结构外添加外包层、喷涂石灰水泥或石膏砂浆、采用膨胀材料等,都可以达到所需要的目的。
2、施工技术工艺不完善
我国低廉的劳动力很充裕,但由于市场没有大量的需求,钢结构施工过程需要加复杂的工具所以成本上很高,各个施工团队所能完成的工作十分有限,能够掌握钢结构施工技艺的人员并不特别多。一旦这项技能被很好地利用,工艺流水线十分的顺畅,那么就可以从施工层面充分发挥材料的优点。
3、设计研究不深入、综合型人才少
我国多采用平面分析方法进行设计,较少考虑整体结构的空间作用,结构设计过于保守,没有充分发挥材料的承载能力,整体用钢量还是较大。国外轻钢结构软件有STAA-DⅢ/pro系列、通用结构分析软件SAP.x系列、ANSYS等,都得到了较好的应用。国内也逐渐开发了有PKPM系3D列、3S、PS2000,这些软件都方便了轻钢结构设计,希望他们能够广泛地应用于实际工程,而不是仅停留在数学模型中,这还需要科研工作者们的不断努力。同时还需要注重人才的培养,加强产业的创新能力。
随着我国与接轨的程度不断提高,国外已经拥有了丰富的理论基础和实践经验,并且收益良好,已逐渐打入了我国市场。我国在该领域也需要不断学习、打造自己的品牌和特色,赢得市场的竞争力,重要的是造福于人民的生活。轻钢结构的发展,不仅有益于建筑业本身的进步,是一种有益于环境的大事,具有很好的发展前景。我国轻钢结构住宅建筑处于摸索阶段的时期,在示范阶段积极尝试,逐步完善技术,稳步地推广。
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