輕鋼建筑的優(yōu)缺點(diǎn)及應(yīng)用

PAGE淺談?shì)p型鋼結(jié)構(gòu)建筑的應(yīng)用及優(yōu)缺點(diǎn)所謂輕鋼結(jié)構(gòu)通常是指由下列鋼材所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)：①冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)；②熱軋輕型鋼結(jié)構(gòu)；③焊接或高頻焊接輕型鋼結(jié)構(gòu)；④輕型鋼管結(jié)構(gòu)；⑤板壁較薄的焊接組合梁及焊接組合柱而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。根據(jù)我國(guó)目前情況來(lái)看，這種結(jié)構(gòu)由于其用度廣、優(yōu)勢(shì)明顯，已大量應(yīng)用于單層工業(yè)廠房、多層工業(yè)廠房、辦公樓以及高層建筑中的非承重構(gòu)件等。一、輕型鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用1、低層輕型鋼建筑方面：低層輕鋼建筑，指兩層以下（含兩層）的輕鋼房屋建筑，主要采用實(shí)腹式或格構(gòu)式門式平面鋼架結(jié)構(gòu)體系。目前國(guó)內(nèi)輕鋼結(jié)構(gòu)低層建筑主要應(yīng)用有：工業(yè)廠房、機(jī)庫(kù)、候車室、碼頭建筑、超市、農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)、飲食娛樂用房、體育設(shè)施以及各種臨時(shí)性建筑。我國(guó)已建成的門式鋼架輕鋼結(jié)構(gòu)房屋有800多萬(wàn)平方米，而且以每年約100萬(wàn)平方米的速度增加。2、多層輕鋼建筑方面：多層輕鋼建筑是另一種很有發(fā)展前途的建筑形式，一般可定義10層以下的住宅；總高度低于24米的公共建筑，樓面荷載小于8KN/M2的工業(yè)廠房。這類建筑多采用三維框架架構(gòu)體系，亦可采用平面鋼架結(jié)構(gòu)體系。國(guó)內(nèi)多層輕鋼建筑主要有：住宅、多層工業(yè)廠房、學(xué)校、醫(yī)院、辦公、娛樂等公共建筑，超市、零售、百貨等商業(yè)建筑，舊建筑加層，改擴(kuò)建等。二、輕型鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)1、空間大、重量輕、體積?。狠p鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土以及磚混比較，自重減輕15-30倍，體積減少2-5倍。利用鋼材強(qiáng)度高的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)可采用大開間布置，使建筑平面能夠合理分隔，靈活方便，創(chuàng)造開放式建筑。鋼管或鋼骨混凝土柱子（現(xiàn)在我國(guó)工程中純鋼結(jié)構(gòu)的柱子較少）充分合理利用了鋼和混凝土的料特性，提高相應(yīng)的強(qiáng)度來(lái)縮小截面，其抗壓、抗側(cè)彎強(qiáng)度，均比混凝土柱高１．５倍，大大增加了抗強(qiáng)震的能力，增大了有效空間。比起傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，可以更好的滿足建筑上大開間、靈活分隔的要求。并可以提高使用面積率５％￣８％。2、綜合成本較低：鋼材的穩(wěn)定的供給造成價(jià)格的波動(dòng)很小。使用薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)的墻面可以保持出色的平面。這也意味著當(dāng)你在釘釘子的時(shí)候墻面不會(huì)反彈和收縮破裂。因?yàn)椴牧峡梢灶A(yù)先切到需要的長(zhǎng)度，所以在很大的程度上降低了浪費(fèi)。另外，鋼材的邊料也是可以出售的，這樣更是大大的降低了浪費(fèi)。基礎(chǔ)處理簡(jiǎn)便適用于廣泛地質(zhì)程度,基礎(chǔ)部分比傳統(tǒng)建筑要節(jié)約50%費(fèi)用。合理墻體厚度使得用戶的得房率比一般現(xiàn)行建筑要多出8%且因?yàn)槭┕た欤s短了資金的周轉(zhuǎn)期，加快了資金的流動(dòng)速度，相應(yīng)的降低了成本。3、不破壞森林資源、清潔環(huán)保、可以循環(huán)利用：輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅起源于美國(guó)，其背景是由于樹木砍伐過(guò)渡而造成的森林破壞，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)全球環(huán)境惡化的問題成為全球注目的焦點(diǎn)。在這種全世界提倡保護(hù)森林的形勢(shì)下，這項(xiàng)技術(shù)由美國(guó)13家公司共同研制開發(fā)，并迅速普及美國(guó)。由于保護(hù)環(huán)境，設(shè)計(jì)合理，竣工速度快，并具有卓越的抗震性能，1995年阪神大地震后始建于日本并日趨普及。輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅是以型鋼骨架取代傳統(tǒng)木造房屋的木骨架的建筑工法，使用的材料100%是鋼材，各部材之間用螺釘和釘子連接，不使用任何焊接及粘合劑。所以完全不用擔(dān)心由于建筑過(guò)程中使用藥劑等給人體造成的危害。此外建設(shè)工地也不會(huì)有大量灰塵及噪音等對(duì)周圍環(huán)境造成的污染。輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅充分利用鋼材的優(yōu)越特性，符合當(dāng)今建筑材料選用的主流。薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)建筑因使用的是鋼材，不會(huì)隨時(shí)間的流失而老化，另外廢舊的鋼材100%可以被回利用；同時(shí)，薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)建筑也可以使用再利用的鋼材，在美國(guó)每5到6輛廢車就可以建造一棟180平方米的房子。4、施工快捷，節(jié)省勞動(dòng)力：輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅的型材在工廠作大規(guī)模生產(chǎn)，骨架在工廠組裝，現(xiàn)場(chǎng)拼裝。輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅與木結(jié)構(gòu)類似。在相同的建筑要求的情況夏，薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)熟練工人的勞動(dòng)時(shí)間和成本比木結(jié)構(gòu)要低上很多。薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)的型材在工廠作大規(guī)模生產(chǎn)，骨架可在工廠組裝，在工地安裝。因?yàn)樾筒谋《p，所以基本全部可以利用手工搭建完成。5、安全性能好、抗震和防暴風(fēng)雨：由于鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)相比較，鋼結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu)，具有重量輕、強(qiáng)度高、抗震性能好等優(yōu)點(diǎn)。因而能有效地降低地震響應(yīng)及災(zāi)害影響程度，極有利于抗震。適合于活荷載占總荷載比例較小結(jié)構(gòu)，更適合于大跨度空間結(jié)構(gòu)、高聳構(gòu)筑物并適合在軟土地基上建造。這一優(yōu)點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)明顯好于是普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。而我國(guó)是一個(gè)多地震區(qū)國(guó)家，在地震區(qū)建筑中應(yīng)多多推廣應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)，必可大大減少地震災(zāi)害和人員傷亡輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅自重輕，其結(jié)構(gòu)的重量只有傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu)建筑的重量的1/5，這樣大大的降低了地震時(shí)受到的載荷，具有很高的安全性。此外采用全日本進(jìn)口的高強(qiáng)度得螺釘和螺栓進(jìn)行連接固定骨架和框架，安裝既科學(xué)又快捷。同時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)針對(duì)每座建筑物作結(jié)構(gòu)計(jì)算，以結(jié)構(gòu)計(jì)算為基準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)及建筑整體結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)計(jì)算是美國(guó)及日本試驗(yàn)及實(shí)踐的結(jié)晶，具有專利技術(shù)權(quán)利及國(guó)家認(rèn)可證書。6、隔熱保溫系統(tǒng)，性能優(yōu)異，節(jié)省能源：輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅使用外隔熱方法。該方法利用薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)特有的性質(zhì)，骨架用薄塑隔熱防潮材料從外部緊緊地全部覆蓋，隔熱材料之外設(shè)有空氣層，空氣層之外根據(jù)客戶對(duì)建筑物外墻要求，可使用各種材料作各種外墻處理。外隔熱方法在骨架內(nèi)部不需做隔熱處理，內(nèi)部可以直接作內(nèi)墻處理。在日本隔熱材料和防火材為一體，所以對(duì)材料要求特別高。薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)其隔熱保溫性能是利用了外隔熱的原理，在墻體內(nèi)設(shè)有空氣層同屋面連通的特點(diǎn)，保證了熱的不良導(dǎo)體，其原理類似于保溫瓶。從而在不增加建筑費(fèi)用的基礎(chǔ)上，通過(guò)建筑結(jié)構(gòu)上的處理而達(dá)到了優(yōu)良的節(jié)能保溫效果，又克服了因結(jié)露而帶來(lái)的潮濕，生蟲等弊端，所以這種隔熱方法已迅速取代內(nèi)隔熱方法。從而保證了薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)冬暖夏涼的特點(diǎn)。當(dāng)室外溫度為0度時(shí)，室內(nèi)還可維持17.2度自然空氣對(duì)流調(diào)節(jié)室內(nèi)溫度確實(shí)達(dá)到冬暖夏涼。7、宜于拆卸搬遷：一旦業(yè)主對(duì)所造廠址不滿意或外界環(huán)境發(fā)生意想不到的變化，則整個(gè)建筑可在很短時(shí)間內(nèi)拆遷，損失極小，而所有這些是鋼筋混凝土建筑所無(wú)法具備的。8、設(shè)計(jì)富有很大彈性：材料尺寸和厚度的多種多樣，為設(shè)計(jì)者在不管是考慮成本的設(shè)計(jì)，還是要考慮效率的設(shè)計(jì)時(shí)提供了很大的空間。三、輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑的缺點(diǎn)：1.造價(jià)比傳統(tǒng)磚混和鋼混相對(duì)來(lái)說(shuō)要高一些：輕鋼結(jié)構(gòu)住宅以其特有的鋼骨架和墻體，屋面等材料以及標(biāo)準(zhǔn)化、定型化的內(nèi)部布局和配套設(shè)施，很難適應(yīng)群眾對(duì)住房可“任意處理”的習(xí)慣。鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)將房屋按設(shè)計(jì)分割好了。2.鋼構(gòu)件的耐火性差：作為鋼構(gòu)件可以耐250攝氏度以下高溫，但不耐火。鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)大于鋼筋混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)（約為鋼筋混凝土的40倍），以及鋼材力學(xué)性能在高溫下特有的一些變化等原因，火災(zāi)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的威脅遠(yuǎn)大于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。因此，其建筑防火、結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)問題應(yīng)予以格外重視。對(duì)于輕鋼結(jié)構(gòu)的防火，有條件的應(yīng)優(yōu)先選用耐火，耐候鋼材，但是這類特殊鋼材造價(jià)較高。一般可以通過(guò)在構(gòu)件表面噴涂防火涂料如（蛭石），或外包防火板材，或澆混凝土等防火構(gòu)造措施，具體視建筑的使用功能、防火等級(jí)以及結(jié)合室內(nèi)其他防火系統(tǒng)綜合考慮，采取相應(yīng)的保護(hù)措施。由于鋼材的導(dǎo)熱系數(shù)遠(yuǎn)大于鋼筋混凝土的導(dǎo)熱系數(shù)（約為鋼筋混凝土的４０倍），以及鋼材力學(xué)性能在高溫下特有的一些變化等原因，火災(zāi)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的威脅遠(yuǎn)大于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。因此，其建筑防火、結(jié)構(gòu)抗火設(shè)計(jì)問題應(yīng)予以格外重視。3.鋼構(gòu)件的耐腐蝕性差：鋼材易腐蝕，特別是輕型鋼建筑所采用的鋼材“壁薄桿細(xì)”，一經(jīng)銹蝕就會(huì)嚴(yán)重降低其結(jié)構(gòu)承載力，縮短使用年限。鋼材在空氣或潮濕的環(huán)境的環(huán)境中很容易于銹蝕。主要是由于鋼材表面的鐵原子與空氣中的氧化合而成質(zhì)地疏松的氧化鐵銹，特別是當(dāng)空氣中含有酸堿鹽類的介質(zhì)時(shí)情況更為嚴(yán)重。腐蝕不僅使鋼材表面產(chǎn)生不均勻的銹蝕，而且局部的銹蝕引起應(yīng)力集中，促使鋼結(jié)構(gòu)的提前破壞。鋼材的腐蝕嚴(yán)重危害鋼結(jié)構(gòu)工程的使用安全，因此，在設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行有效的防腐，才能確保鋼結(jié)構(gòu)的使用年限。因此，輕型鋼建筑的鋼結(jié)構(gòu)材料在使用前需要先仔細(xì)、徹底地除銹，然后在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的表面涂刷防銹涂料或合成樹脂進(jìn)行保護(hù)，用以提高防銹涂料的抗風(fēng)化作用。解決鋼構(gòu)件防銹的另一做法是通過(guò)熱噴涂（如噴砂除銹、電熱噴鋁或鍍鋅）工藝。以此來(lái)提高鋼構(gòu)件的抗銹蝕能力。對(duì)有些處在不良環(huán)境中的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，也可采用不易銹蝕的耐候鋼材料，但造價(jià)較高。內(nèi)容總結(jié)

（1）淺談?shì)p型鋼結(jié)構(gòu)建筑的應(yīng)用及優(yōu)