钢架结构的特点及应用范围

 钢结构的特点及应用范围

新中国成立之后，随着经济的发展，钢结构也在其中发挥过重要的作用。例如第一个五年计划，建设了一大批钢结构的厂房和桥梁。但受到钢产量的约束，在后面的很长一段时间里，钢结构被限制是用在其他结构不能代替的重大工程项目中，在一定程度上影响了钢结构的发展。随着我国国民经济的发展和科学技术的进步，以及钢结构在建筑中有许多的优点，钢结构在我国的应用范围也在不断的扩大。

     钢结构的特点

 1、经济性

钢结构采用了先进的技术和加工工艺以及大规模的生产方式，同时也存在安装简单迅速而节省大量的施工费用，使企业或开发商得以更快的投产见效。

用传统的钢筋混凝土建建筑，费用不但高，并且工期较长，费用易受外在因素的影响，如才材料价格上涨、自然灾害等等。

 2、施工进度

钢结构能够快速的交货和安装，在签订合同后的四五个月内建筑物可望安装完成，并且基本上不受冬季施工的影响。

而传统的钢筋混凝土结构，施工的速度较慢，工期可达8~10个月甚至更长。

3、承载能力

刚才强度高，且结构重量轻，钢与砖石和混凝土相比，虽然密度大，但强度更高，故其密度与强度的比值较小，承受同样荷载时，钢结构要比其他结构轻。

传统的钢筋混凝土建筑，其结构本身重量往往等于其设计的荷载能力，预制构件重，对吊装的设备要求较高。

4丶基础造价

钢结构由于结构重量轻，柱底反力较小，从而节省了大量的地基处理费用。

传统的钢筋混凝土建筑，由于本身结构自重复杂，因而基础处理较复杂。在不良土质的情况下，构建总造价的一半以上要用于基础。

5、抗震性

钢结构在破坏前有较大的变形，易于察觉和躲避。同时，由于重量轻和节点力学特性。，钢结构建筑具有较好的抗震性能。

传统的钢筋混凝土建筑基于混凝土的特性，钢筋混凝土建筑与轻钢结构相比更容易产生脆性破坏，且抗震性能要明显低于钢结构建筑。

6、大空间及平面布置

钢结构建筑内部空间宽敞，最多可以达到60m的跨度。可较轻松地进行扩建和改建，可灵活不设各种工业管线。

传统的钢筋混凝土建筑跨度受限制，必须要采用预应力等技术才能达到15m以上的跨度，内部空间布置受限制，柱多，空间浪费大。建成后较难改其结构。结构设计与其他专业配合较为复杂。

7、移动性

钢结构建筑可采用螺栓连接，只需要很少的费用就可以很容易的被拆散、转移和易地组装，有很强的移动性。

传统的钢筋混凝土建筑基本上不存在移动的可能性。

8、美观性

钢结构建筑诸如何网架结构等，具有较强烈的时代感和多变的外表，适于表达建筑师的想象。

传统的钢筋混凝土建筑，尤其是工业建筑，开工比较单一，呆板缺少变化。

9、抗腐蚀性和耐火性

钢结构建筑如果长时间暴露于空气或潮湿的环境当中而未加有效的防护时，表面就会腐蚀。腐蚀就能引起应力集中，促使结构早期破坏。钢结构建筑耐热不耐火，由于钢材的特性，钢结构在450~650度就会失去承载能力。一般未加保护的钢结构耐火性很低，这就需要采用保护措施，从而大大增加费用。

传统的钢筋混凝土结构具有较强的抗腐蚀性和较强的耐火性。从这方面讲，钢筋混凝土结构建筑的经济性较好。

10、钢结构的低温冷脆倾向

由厚钢板焊接而成的承受拉力和弯矩的构件及其连接节点，在低温下有脆性破坏的倾向，应引起足够的重视。

11、钢材的可重复使用性

钢结构加工制造过程中的余料和碎屑，以及废弃和破坏的钢结构或构件，均可回炉重新冶炼成钢材重复使用。因此钢材被称为绿色建筑材料或可持续发展的材料。

12、良好的加工性能和焊接性能

钢材具有良好的冷热加工性能和焊接性能，便于在金属化的结构厂中大批量生产出精度较高的构件，然后再运至现场，进行工地拼接和吊装，既可以保证质量，又可以缩短施工周期。

钢结构的应用

1、大跨结构

结构跨度越大，自重在荷载中所占的比例就越大减轻结构的自重会带来明显的经济效益。钢材强度高结构重量轻的优势正好适合大跨结构，因此钢结构在大跨空间结构和大跨桥梁结构中得到广泛的应用。所采用的结构形式有空间桁架、网架、网壳悬索、实腹或格构式拱架和框架等。

2、工业厂房

吊车起重量较大或者其工作繁重的车间的主要承重架多采用的是钢结构。另外，有强烈辐射热的车间，也常采用钢结构。结构的形式多为由钢屋架和阶形柱组成的门式刚架或排架，也有采用网架做屋盖的结构形式。

3、受动力荷载的影响的结构

由于钢材有良好的韧性，设有较大锻锤或产生动力作用的其他设备的厂房，即使屋度跨度不大，也往往由钢制成。对于抗震能力要求高的结构，采用钢结构也是比较适宜的。

4、多层和高层建筑

由于钢结构的综合效益指标优良，近年来在多、高层民用建筑中也德到了广泛的应用。其结构形式主要有多层框架、框架-支撑结构、框筒、悬挂、巨型框架等等。

5、高耸结构

高耸结构包括塔架和桅杆结构，如高压输电线的塔架、广播、通信和电视发射用的塔架和桅杆、火箭发射的塔架等等。

6、可拆卸的结构

钢结构不仅重量轻，还可以用螺栓或其他便于拆卸的手段来连接，因此非常适用于需要搬迁的结构，如建筑工地、油田和生活用房等等。

钢筋混凝土结构施工用的模板和支架，以及建筑施工用的脚手架等也采用大量钢材制作。

7、容器和其他构筑物

冶金、石油和化工企业中采用大量钢板做成的容器结构，包括油罐、煤气罐等等。此外，经常使用的还有管道支架、锅炉支架等其他钢筑物，海上采油平台也大都采用钢结构。

8、轻型钢结构

钢结构质量轻不仅对大跨结构有利，对屋面活荷载特别轻的小跨结构也有优越性。因为当屋面活荷载特别轻时，小跨结构的自重也成为了一个重要的因素。冷弯薄壁型钢屋架在一定条件下的用钢量可比钢筋混凝土屋架的用钢量还少。轻钢结构的结构形式有实腹变截面门式刚架、冷弯薄壁型钢结构以及钢管结构等。

从以上的几个方面对比可以看出，钢混结构建筑比传统的钢筋混凝土建筑更具有优越性，尤其是在工业建筑这一方面。今后发展的趋势是钢结构建筑和钢筋混凝土建筑组成的一种新型的组合建筑，从而有各自的优势，取得更好的效果。