刚结构房屋应用与优势

2026/4/23 6:46:16

工业厂房、多层工业厂房、办公楼以及高层建筑中的非承重构件等。对单层工业厂房而言,通常以H型钢,采用焊接连接作为梁柱,以C形或Z形轻钢板作檩条,屋盖系统或楼面系统用压型彩色钢板作面层,上面可浇混凝土,压型钢板既可作为钢筋,必要时也可以再配钢筋。墙面围护也可采用单层或夹层压型钢板,夹层板内部可充填各种保温层。 2. 主要优点

⑴施工周期短:轻钢结构的最大优点是所有构件均可以由工厂制作现场拼接安装,对一般规模较小的工业厂房仅需45d至2个月,而若采用钢筋混凝土建筑则要8~12个月左右。

⑵综合经济效益好:由于施工周期短,可以提前投入使用,提前获取投资效益;更由于采用色彩鲜艳的彩色压型钢板,美观华丽,改善了周边环境的动态感;因为建筑物本身的自重轻,一般情况下不需要做桩基,可以节省投资;由于采用了聚苯已烯泡沫夹心板或单板加保温棉等措施后,使保温、隔热和隔章等效果良好。彩色钢板是以镀锌为基板又用硅酮作为表面,经两除两烘加工而成,耐久性也较好,根据目前我国的市场价格,轻钢结构的造价已经低于钢筋混凝土结构,当厂房的跨度越大时,其优势更为明显,这也是它赖以竞争的一大优势。

⑶抗震性能好:由于钢结构属于柔性结构、自重轻,因而能有效地降低地震响应及灾害影响程度,极有利于抗震。我国是一个多地震区国家,在地震区建筑中应多多推广应用钢结构,必可大大减少地震灾害和人员伤亡。唐山地震的惨痛教训应予记起。目前,天津市已正式启动轻钢结构住宅。

⑷宜于拆卸搬迁:一旦业主对所造厂址不满意或外界环境发生意想不到的变化,则整个建筑可在很短时间内拆迁,损失极小,而所有这些是钢筋混凝土建筑所无法具备的。 钢结构近年来得到迅速的发展,正是由于轻钢结构因具有用钢量省、造价低、供货迅速、安装方便、外形美观、内部空旷等特点,而且随着近年来防火、防腐新产品的不断出现,已较好地解决了轻钢结构抗腐蚀性差的缺点,使得它在工业厂房以及民用设施中获得了广泛的应用,主要用于:

单层或多层厂房、仓库

单层或多层厂房、仓库,有单跨或多跨,跨度一般不超过30m,省材、施工速度快、造价低、耗用资源少,吊车为轻级工作制且起重量一般不超过20t,单层的承重结构用钢量一般为10~30kg/m2,多层承重框架用钢量一般为30~60kg/m2。

多层住宅、办公楼

多层住宅、办公楼柱距一般为6~9米,不超过8层,基础受力小,有利于抗震;资源耗用少;工业化程度高;施工速度快;可装拆;造价略高。

小别墅

轻钢小别墅一般2~3层。造型多变、功能齐全、建造速度快、工业化程度高、造价略高。

3.钢结构在房屋建筑中应用钢结构的优势主要体现

钢结构在国外建筑业中的重要地位,是由钢结构的优势所必然形成的。 钢结构建筑呈现5大优势:

(1)质量好。钢管混凝土柱子充分合理利用了钢和混凝土的料特性,提高相应的强度来缩小截面,其抗压、抗侧弯强度,均比混凝土柱高1.5倍,大大增加了抗强震的能力;克服了传统建筑中的“肥梁胖柱”的弊病,增大了有效空间。

(2)造价低。由于钢包混凝土的共同作用与互补优势,梁柱的断面可以缩小50%以上,因此,轻型房屋钢结构的用钢量比混凝土结构的用钢量下降15%左右,混凝土减少50%,人工费用下降75%,运费下降75%,基础处理费下降20%~30% 。虽然轻型房屋钢结构采用的合金钢的价格要比普通钢高,复合墙体的价格要比砌 体墙高得多,但这些造价与降价的费用相抵,总体投资还是比传统钢筋混凝土体系 下降5%~15%。

(3)自重轻。采用轻质的各种材料,组成高强、防火、防水、绝热、隔音、 节能的复合墙体,替代传统的粘土砖和其它笨重的砌体材料。采用轻型钢结构体系 ,混凝上用量可降低50%,房屋整体重量比混凝土建筑重量下降75%。 (4)施工周期短。采用轻型房屋钢结构体系,不需要现场绑扎钢筋,不需要 制作模板,楼板现浇混凝土时,不需要临时支撑,这样,可以大大地加快施工现场 的拼装速度。因此,轻型房屋钢结构体系的建设周期,可以比传统结构模式缩短5 0%~75%,可以大大缩短投资资金的占用周期,提高资金的使用效率。 (5)可再利用。钢结构及其配套技术的相应部件,绝大部分可以工厂化制作 ,实现产品化。钢结构住宅的材料,具有可再生利用性、可改造性。

4.钢结构市场的前景展望

钢结构的发展趋势表明,我国发展钢结构存在着巨大的市场潜力和发展前景。 1. 我国自1996年开始钢产量超过一亿吨,居世界首位。1998年投产的

轧制H型钢系列给钢结构发展创造了良好的物质基础。钢铁和其他材料工业的发展,为钢结构行业提供品质优良、规格齐全的材料。根据市场需求,今后二三年将有一批彩色钢板生产线建成,热轧H型钢也将增加一条生产线,大型冷弯机组也即将上马。到那时候我国能自行生产彩色钢板100多万吨、热轧H型钢100多万吨及冷弯大中型矩形管、圆管,加上现有的焊接薄壁H型钢、中厚板、薄板及其他建筑钢材,完全可以满足钢结构行业发展的需要。而且随着钢材产量和质量持续提高,其价格正逐步下降,钢结构的造价也相应有较大幅度的降低。与钢结构配套使用的保温隔热、防腐材料、防火涂料、各种焊接材料及螺栓连接等产品和新型建材的技术也将不断创新提高。

2. 高效的焊接工艺和新的焊接、切割设备的应用以及焊接材料的开发应用,都为发展钢结构工程创造了良好的技术条件。在普通钢结构、薄壁轻钢结构、高层民用建筑钢结构、门式钢架轻型房屋钢结构、网架结构、压型钢板结构、钢结构焊接和高强度螺栓连接、钢混凝土组合楼盖、钢管混凝土结构及钢骨混凝土结构等方面的设计、施工、验收规范规程及行业标准已发行20余本。有关钢结构的规范、规程的不断完善为钢结构体系的应用奠定了必要的技术基础和依据。

3. 目前,门式刚架轻钢结构和压型钢板拱壳结构的单位面积造价,与同类单层钢筋混凝土结构大致持平,甚至更低;而且轻型钢结构的商品化程度较高,制作和安装速度可达到每台班700--1000平方米,远快于钢筋混凝土结构,近年市场扩展很快。高层钢结构的综合价格虽高出同类钢筋混凝土结构4%--5%,但其抗震性能好、施工速度快,特别是在超高层建筑中必须采用。1997年11月建设部发布的《中国建筑技术政策》中,明确提出发展建筑钢材、建筑钢结构和建筑钢结构施工工艺的具体要求,使我国长期以来实行的 \合理用钢\政策转变为\鼓励用钢\政策。将为促进钢结构的推广应用起到积极的作用。

4. 钢结构行业将出现一批有特色有实力的专业设计院、研究所,年产量超过20万吨的大型钢结构制造厂,有几十家技术一流、设备先进的施工安装企业,上千家中小企业相互补充、协调发展,逐步形成较规范的竞争市场。经过10年左右的时间,钢结构行业的产值将从400--500亿元发展到1500亿元。 制约钢结构产业发展的一些不利因素:

我国钢产量连年居世界首位,钢结构建筑的建筑条件基本成熟,但钢结构技术仍未得到特别有力的推广,我国钢结构建筑的发展相对国外有些滞后。主要表现在:国产H型钢、方钢管、可搭接的斜卷边冷弯薄壁Z型钢、抗腐蚀性能更好的镀铝锌薄板等型材的品种、规格还不能满足建筑需要。厚板的可焊接性差是国产建筑钢材存在的

主要问题。建筑用高强度低合金钢品种还太少,高强度低合金结构钢在冷弯薄壁型钢中的应用尚未解决。钢结构住宅的造价和选择、开发外墙板,在一定程度上制约了钢结构住宅建筑的大面积推广应用。尽管目前还存在着种种不尽如人意或有待提高的方面,但钢结构的发展潜力巨大,前景广阔。

展望未来,随着经济建设的蓬勃发展和交流的进一步扩大,要建造更多的高层建筑、桥梁和大型公共场所等大空间和超大空间建筑物的需求十分旺盛。这将为钢结构的发展提供更多的机会,钢结构产业兴旺发展的新局面就在眼前。

参考文献

1.《多层民用钢结构房屋设计》 作者:郭兵 等编著 出版社:中国建筑 工业出版社

2.《钢结构(上册)钢结构基础》 高校土木工程专业指导委员会规 划推荐教材作者:陈绍蕃,顾强 主编 出版社:中国建筑工业出版社 3. 《钢结构设计》 作者:王新堂 主编出版社:同济大学出版社 4.《钢结构设计》 作者:黄呈伟 主编 出版社:科学出版社 5. 《广州远洋公寓钢结构设计特点》 作者:崔鸿超 范庆江 冯俊

致 谢

本人在做毕业设计期间得到了导师刘涛的精心指导与支持,在做实习设计的过程给予了诸多良好的建议,他在整个实习设计的过程中给予我无私帮助,帮助我进行论文结构的构思,为我提供了必要的参考书籍,也为我提供了许多有价值的参考意见和技术资料,在此我对刘老师表示忠心的感谢。


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