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钢结构工程的优缺点

发表时间:2018-12-26 16:11来源:百家号

钢结构在工程中迅速的发展,得益于钢结构与其他结构相比具有很多的优点。

下面我们来分别讲解一下钢结构工程的优缺点:

一.钢结构的优点

(1)强度高,质量轻。

钢材与其他建筑材料诸如混凝土、砖石和木材相比,强度要高得多,弹性模量也高(钢材的弹性模量?:=206\103^1111112)。在同样受力条件下,钢结构构件质量轻且截面小,特别适用于 跨度大、荷载大的构件和结构。以同样跨度承受同样荷载,钢屋架的质量最多不过为钢筋混凝土屋架的1/4?1/3,冷弯薄壁型钢屋架甚至接近1/10,结构自重的降低,可以减小地震作用,进而减小结构内力,相比较而言可以使基础的造价更低,尤其这个优势在软土地区更加明显。此外,构件轻巧也便于运输和安装。

(2)材料均匀,塑性、韧性好,抗震性能优越。

钢材由于组织均匀,接近各向同性,而且在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的,弹性模量大,有良好的塑性和韧性,为理想的弹性一塑性体。钢结构的实际工作性能比较符合目前采用的理论计算模型,因此可靠性高。钢材塑性好,钢结构不会因偶然超载或局部超载而突然断裂破坏;钢材韧性好,使钢 结构较能适应振动荷载,地震区的钢结构比其他材料的工程结构更耐震,钢结构一般是地震中损坏最少的结构。

因为上述优点,钢结构适应于高层建筑、大跨空间结构、重型钢结构厂房的承重骨架和受动力荷载影响的结构,如有较大锻锤、产生动力作用或有航吊设备的厂房。

(3)制造简单,工业化程度高,施工期短。

钢结构所用的材料单纯,且多是成品或半成品材料,加工比较简单,并能够使用机械操作,易于定型化、标准化,工业化生产程度 高。因此,钢构件一般在加工厂制作而成,精度高,质量稳定,劳动强度低。构件在工地拼装时,多采用简单方便的焊接或螺栓连接,钢构件与其他材料构件的连接也比较方便。有时钢构件还可以在地面拼装成较大的单元后再进行吊装,以降低高空作业量,所以大大缩短施工工期。由于施工周期短,使整个建筑更早投入使用。

(4)构件截面小,有效空间大。

由于钢材的强度高,构件截面小,所占空间也就小。在梁高相同的条件下,钢结构的开间可以比混凝土结构的开间大50%,能更好地满足建筑上大开间、灵活分割的要求。从而使得室内视觉开阔,美观方便。钢结构的类墙体厚度小,而减小了房屋维护和使用费用。

(5)节能、环保。

与传统的砌体结构和混凝土结构相比,钢结构属于绿色建筑结构体系。目前钢结构房屋的墙体多采用新型轻质复合墙板或轻质砌块,如高性能NALC板 (即加气混凝土板)、复合夹心墙板、幕墙等;楼(屋)面多采用复合楼板,如压型钢板,混凝土组合板、轻钢龙骨楼盖等,符合建筑节能和环保的要求。

此外,钢结构的施工方式为干式施工,可避免混凝土湿式施工所造成的环境污染。另外,对于巳建成的钢结构也比较容易进行改建和加固,用螺栓连接的钢结构可以根据需要进行拆迁,也有利于环境保护。采用钢结构可大大减少砂、石、灰的用量,减轻对不可再生资源的破坏;钢结构拆除后可回炉再生循环利用,可大大减少灰色建筑垃圾。

二.钢结构的缺点

1)钢材耐热性好,但耐火性差。

钢材耐热而不耐火,随着温度升高而强度降低。钢结构的防火性能 比钢筋混凝土差,一般用于温度不高于250°C的场所。当温度升至150°C以上时,需要隔热层加以保护。有特殊防火要求的建筑,钢结构更需要用耐火材料围护,对于钢结构住宅或高层建筑钢结构,应根据建筑物的重要性等级和防火规范加以特别处理。例如,利用蛭 石板、蛭石喷涂层、石膏板或NALC板等加以防护。

2)钢材耐腐蚀性差,应采取防护措施。

钢材在潮湿环境中易于锈蚀,处于有腐蚀性 介质的环境中更易生锈,因此,钢结构必须进行防镑处理。尤其是暴露在大气中的结构、有腐蚀性介质的化工车间以及沿海建筑,更应特别注意防腐问题。

钢结构的防护可采用油漆、镀铝(锌)复合涂层。但这种防护并非一劳永逸,需相隔一段时间重新维修,因而其维护费用较高。目前国内外正发展不易锈蚀的耐候钢,此外, 长效油漆的研究也取得进展,使用这种防护措施可延长钢结构寿命,节省维护费用。


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