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【鋼結構】基本介紹

發布時間:2021-10-08

       鋼結構是由鋼制材料組成的結構,是主要的建筑結構類型之一。結構主要由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構件組成,并采用硅烷化、純錳磷化、水洗烘干、鍍鋅等除銹防銹工藝。各構件或部件之間通常采用焊縫、螺栓或鉚釘連接。因其自重較輕,且施工簡便,廣泛應用于大型廠房、場館、超高層等領域。鋼結構容易銹蝕,一般鋼結構要除銹、鍍鋅或涂料,且要定期維護。

鋼材的特點是強度高、自重輕、整體剛度好、抵抗變形能力強,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜;材料勻質性和各向同性好,屬理想彈性體,最符合一般工程力學的基本假定;材料塑性、韌性好,可有較大變形,能很好地承受動力荷載;建筑工期短;其工業化程度高,可進行機械化程度高的專業化生產。

鋼結構應研究高強度鋼材,大大提高其屈服點強度;此外要軋制新品種的型鋼,例如H型鋼(又稱寬翼緣型鋼)和T形鋼以及壓型鋼板等以適應大跨度結構和超高層建筑的需要。

另外還有無熱橋輕鋼結構體系,建筑本身是不節能的,本技術用巧妙的特種連接件解決了建筑的冷熱橋問題;小桁架結構使電纜和上下水管道從墻里穿越,施工裝修都方便。

特點:


1、材料強度高,自身重量輕

鋼材強度較高,彈性模量也高。與混凝土和木材相比,其密度與屈服強度的比值相對較低,因而在同樣受力條件下鋼結構的構件截面小,自重輕,便于運輸和安裝,適于跨度大,高度高,承載重的結構。

2、鋼材韌性,塑性好,材質均勻,結構可靠性高

適于承受沖擊和動力荷載,具有良好的抗震性能。鋼材內部組織結構均勻,近于各向同性勻質體。鋼結構的實際工作性能比較符合計算理論。所以鋼結構可靠性高。

3、鋼結構制造安裝機械化程度高

鋼結構構件便于在工廠制造、工地拼裝。工廠機械化制造鋼結構構件成品精度高、生產效率高、工地拼裝速度快、工期短。鋼結構是工業化程度最高的一種結構。

4、鋼結構密封性能好

由于焊接結構可以做到完全密封,可以作成氣密性,水密性均很好的高壓容器,大型油池,壓力管道等。

5、鋼結構耐熱不耐火

當溫度在150℃以下時,鋼材性質變化很小。因而鋼結構適用于熱車間,但結構表面受150℃左右的熱輻射時,要采用隔熱板加以保護。溫度在300℃ -400℃時.鋼材強度和彈性模量均顯著下降,溫度在600℃左右時,鋼材的強度趨于零。在有特殊防火需求的建筑中,鋼結構必須采用耐火材料加以保護以提高耐火等級。

6、鋼結構耐腐蝕性差

特別是在潮濕和腐蝕性介質的環境中,容易銹蝕。一般鋼結構要除銹、鍍鋅或涂料,且要定期維護。對處于海水中的海洋平臺結構,需采用"鋅塊陽極保護"等特殊措施予以防腐蝕。

7、低碳、節能、綠色環保,可重復利用

鋼結構建筑拆除幾乎不會產生建筑垃圾,鋼材可以回收再利用。

       發展歷程:



中國雖然早期在鐵結構方面有卓越的成就,但長期停留于鐵制建筑物的水平。直到19世紀末,我國才開始采用現代化鋼結構。新中國成立后,鋼結構的應用有了很大的發展,不論在數量上或質量上都遠遠超過了過去。輕鋼結構的樓面由冷彎薄壁型鋼架或組合梁、樓面OSB結構板,支撐、連接件等組成。所用的材料是定向刨花板,水泥纖維板,以及膠合板。在這些輕質樓面上每平方米可承受316~365公斤的荷載。

鋼結構建筑的多少,標志著一個國家或一個地區的經濟實力和經濟發達程度。進入2000年以后,我國國民經濟顯著增長,國力明顯增強,鋼產量成為世界大國,在建筑中提出了要"積極、合理地用鋼",從此甩掉了"限制用鋼"的束縛,鋼結構建筑在經濟發達地區逐漸增多。特別是2008年前后,在奧運會的推動下,出現了鋼結構建筑熱潮,強勁的市場需求,推動鋼結構建筑迅猛發展,建成了一大批鋼結構場館、機場、車站和高層建筑,其中,有的鋼結構建筑在制作安裝技術方面具有世界一流水平,如奧運會國家體育場等建筑。

奧運會后,鋼結構建筑得到普及和持續發展,鋼結構廣泛應用到建筑、鐵路、橋梁和住宅等方面,各種規模的鋼結構企業數以萬計,世界先進的鋼結構加工設備基本齊全,如多頭多維鉆床、鋼管多維相貫線切割機、波紋板自動焊接機床等。并且現在數百家鋼結構企業的加工制作水平具有世界先進水平,如鋼結構制作特級和一級企業。近幾年,鋼產量每年多達6億多噸,鋼材品種完全能滿足建筑需要。鋼結構設計規范、鋼結構材料標準、鋼結構工程施工質量驗收規范、以及各種專業規范和企業工法基本齊全。

鋼結構下游行業對鋼結構行業的發展具有較大的牽引和驅動作用,它們的需求變化直接決定了行業未來的發展狀況。

1.鋼結構的上游行業為鋼鐵等原材料供應行業

鋼鐵行業是鋼結構產業發展的物質基礎,鋼鐵行業的技術進步為鋼結構的應用創造了有利條件。國內鋼鐵行業的一些大企業已經開始了建筑結構用鋼的品種和技術的研發,相繼開發了高強鋼和耐火、耐候、耐海水、抗層狀撕裂、抗低溫用鋼,以及H 型鋼、高性能彩涂鋼板、冷彎型鋼等,為鋼結構產業的發展奠定了良好的應用基礎。

2、上下游對本行業的影響

鋼結構的上游主要是鋼鐵行業,鋼材產品價格波動直接影響本行業的采購成本。從整體上看,上游行業基本屬于競爭性行業,生產用于鋼結構的各類鋼板、鋼管、型鋼等鋼材,其中H 型鋼和中厚板是鋼結構建筑中最為常用的產品。產業洞察研究數據2011 年粗鋼產量達6.96 億噸,產量相對飽和,鋼結構生產所需的原材料能獲得穩定的供應。

下游行業對鋼結構行業的發展具有較大的牽引和驅動作用,它們的需求變化直接決定了行業未來的發展狀況。鋼結構以其強度高、自重輕、抗震性能好、工業化程度高、施工周期短、可塑性強、節能環保等綜合優勢,在工業廠房、市政基礎設施建設、文教體育建設、電力、橋梁、海洋石油工程、航空航天等行業得到了廣泛的應用,市場空間逐步擴大。另外,一旦住宅鋼結構市場取得突破,逐步取代傳統建筑形態進入住宅建設領域,鋼結構行業將引來爆發性的增長。

應用:


屋面系統

是由屋架、結構OSB面板、防水層、輕型屋面瓦(金屬或瀝青瓦)及相關連接件組成的。邁特建筑輕鋼結構的屋面,外觀可以有多種組合。材料也有多種。在保障了防水這一技術的前提下,外觀有了許多的選擇方案。

墻體結構

輕鋼結構住宅的墻體主要由墻架柱、墻頂梁、墻底梁、墻體支撐、墻板和連接件組成。建筑輕鋼結構住宅一般將內橫墻作為結構的承重墻,墻柱為C形輕鋼構件,其壁厚根據所受的荷載而定,通常為0.84~2毫米,墻柱間距一般為400~600毫米, 建筑輕鋼結構住宅這種墻體結構布置方式,可有效承受并可靠傳遞豎向荷載,且布置方便。






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