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。
轻钢结构结构体系和轻建筑应用问题
(一)、轻钢结构的特点及结构体系
1、轻钢结构的特点
轻钢结构是一种年轻且生命力的钢结构体系,其凭借自身特点,在多高层住宅建筑、办公楼、别墅、体育馆等大跨径建筑领域得到广泛应用。此外,其还可以用于旧房加固、改建和工期紧、运输不便的地区等。轻钢结构主要有以下特点。①轻钢结构较显著的特点是自重轻,大约为传统钢筋混凝土结构自重的10%甚至低,与普通钢结构相比,轻钢结构施工的自重也仅仅为其50%甚至达到30%。结合轻钢结构住宅自重轻的特点,可以优先考虑在地基软弱地区使用以便能节省地基处理费用。②钢结构住宅空间布置灵活,可增加使用面积5%~8%,且墙体薄,建筑使用面积大,管线穿越方便,避免穿墙打洞对结构的破坏。③因钢材是一种延性材料,且强度高,温度变化并不会使其产生裂缝,对于沉降导致的裂缝也会大大减少;轻钢结构充分发挥了钢材强度高、塑性韧性强、延性好等特点,具有较好的抗震性能。轻钢结构住宅体系凭借其抗震性能好等特点可以用于抗震烈度7度以上的地区。④轻钢结构现场湿作业少,粉尘污染少,噪音小,对周围环境影响小,大力发展轻钢结构住宅体系,大量使用钢材减少混凝土的用量,也减少了开山挖石量,有利于生态环境的保护,符合建筑环保的要求。⑤轻钢结构建筑因其构件单一,可以进行现场拼装,从而减少现场吊装、运输的作业量,节省人力、物力和财力,缩短工期,综合效率明显高于传统住宅。从整体来说,轻钢结构住宅节能环保,是能循环使用的绿色建筑,符合我国可持续发展的要求。
2、结构体系
①冷弯薄壁型钢结构体系,因其抗侧力刚度较小,只适用于1-2层的低层建筑或者是别墅。②框架结构体系适用于高层建筑,而纯框架结构体系适用于低层住宅。通常情况下,住宅层数超过3层、抗震设防烈度在7度以上的,应设置侧向支撑。③框架剪立墙结构适用于10~20层的建筑,由于开间小、造价高、施工复杂,不适合大跨度房屋设计。④框架结构支撑体系对位移减震效果较好,具有较强的抗震性,适合在中等以上强度地震作用下使用,框架结构支撑是中高层结构中应用较多的结构体系。阻尼支撑框架结构体系对框架柱内力的减少效果为明显,适合在强震地区使用。
(二)、建筑行业中轻钢结构建筑应用中所存在的问题
目前,我国的轻钢结构建筑逐渐被应用,其机械性能良好,而目还具有非常好的力学性能,在建筑使用中抗震性能良好,特别是轻钢结构具有良好的环境保护效果,所构建的环保绿色建筑体系与我国绿色可持续发展相符合。从建筑结构的外观来看,其具有广泛的应用范围,特别是其所使用的材料特殊,强度高而目轻便,具有良好的耐腐蚀性,在施工中非常便利。在轻钢的具体应用中,施工质量和施工效率都会有所提高,通过人力成本和物力成本都明显降低。与经济发达相比较,我国的现代化轻钢结构的应用依然存在着滞后性。从目前建筑行业对轻钢结构的使用情况来看,在钢结构建筑中占有比例仅为十分之一,可见,轻钢结构的发展空间是非常大的。
(1)轻钢结构建筑行业存在标准规范问题
轻钢结构建筑行业起步晚,标准规范很难满足建筑行业的发展,因此,我国的建筑依然以钢筋混凝土结构为主,对建筑业的发展起到了一定的制约作用。目前对于轻钢材料的各项性能依然缺乏理论,一些尚处于实验研究中,这就必然会使得轻钢结构建筑施工中缺乏规范的操作能力,就必然会为建筑质量埋下隐患。
(2)新建筑体系被接受还需要一个过程
轻钢结构建筑施工人员需要具备一定的技术水平,这是保证轻钢结构建筑质量的关键。但是,由于相关的技术人员数量少,就难以满足轻钢结构建筑需求。轻钢结构安装工程前,很多的施工材料需要原图运输,甚至一些材料国内没有,需要从国外进口,这就必然会导致材料成本高,也会因此难以被我国的建筑行业所接受。对于我国的建筑行业而言,由于新刑轻钢结构建筑不熟悉,要被接受还需要一个过程。
(3)轻钢结构建筑工程造价管理中所存在的问题
轻钢结构建筑行业发展中,工程造价管理是需要关注的问题。从现行的轻钢结构建筑造价情况来看,大约是4000元/平方米,对于我国的消费者而台,这个价位是相对较高的,当然也很难接受。新的科学技术的发展,都与经济背景存在必然联系。我国的人均国内生产总值相对较低,科学技术发挥发挥水平有限,生产力飞发展也存在着局限性,就会导致轻钢结构建筑不具备竞争优势,目发展必然是相对比较慢的。
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