近年來(lái)，國家和地方政府相繼出臺了關(guān)于裝配式鋼結構建筑的相關(guān)政策，建設部先后開(kāi)展了30多項關(guān)于鋼結構建筑的課題研究項目，興建了許多試點(diǎn)工程。與此同時(shí)，許多高校和企業(yè)也紛紛加入到了鋼結構建筑體系及關(guān)鍵技術(shù)的研究行列。鋼結構建筑作為裝配式建筑的重要體系，將迎來(lái)新的發(fā)展機遇和挑戰。

什么是鋼結構建筑?

用型鋼或鋼板制成基本構件，根據使用要求，通過(guò)焊接或螺栓連接等方法，按照**規律組成的承載機構叫鋼結構。鋼結構在各項工程建設中的應用極為廣泛，如鋼橋、鋼廠(chǎng)房、鋼閘門(mén)、各種大型管道容器、公共建筑、高層建筑等。

 

優(yōu)點(diǎn)

1.大大節約施工時(shí)間，施工不受季節影響；

2. 強度高、自重輕，構件安全富裕度高，降低建筑物造價(jià)；

3. 防火，鋼材是一種不會(huì )燃燒的建筑材料；

4. 抗震性能好，使用中易于改造、靈活方便,給人帶來(lái)舒適感等等；

5. 增大住宅空間使用面積，減少建筑垃圾和環(huán)境污染；

6. 建筑材料可重復利用，拉動(dòng)其他新型建材行業(yè)的發(fā)展；

7. 符合國家可持續發(fā)展戰略，低碳、綠色、環(huán)保、節能等是國家重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)。

 

鋼結構建筑的分類(lèi)

鋼結構建筑根據結構受力特點(diǎn)大致可分為門(mén)式剛架結構、空間桁(héng)架結構、張弦梁結構、弦支穹頂結構、網(wǎng)架結構和多高層結構。

1. 門(mén)式剛架結構:

門(mén)式剛架為一種傳統的結構體系，該類(lèi)結構的上部主構架包括剛架斜梁、剛架柱、支撐、檁條、系桿、山墻骨架等。

門(mén)式剛架輕型房屋鋼結構具有受力簡(jiǎn)單、傳力路徑明確、構件制作快捷、便于工廠(chǎng)化加工、施工周期短等特點(diǎn)，因此廣泛應用于工業(yè)、商業(yè)及文化娛樂(lè )公共設施等工業(yè)與民用建筑中。門(mén)式剛架輕型房屋鋼結構起源于美國，經(jīng)歷了近百年的發(fā)展，已成為設計、制作與施工標準相對完善的一種結構體系。

 

2. 空間桁架結構

空間桁架，即球節架，屬于輕便剛性結構構造組成一個(gè)幾何樣式。球節架通常運用一個(gè)多向間距，是由張力桿和壓力桿組成的結構，結構處在三度空間的受力狀態(tài)下，無(wú)論哪一類(lèi)桁架，能承受來(lái)自各個(gè)方向的載荷，對抗震大垮距的建筑物更能發(fā)揮功用，常用于公共建筑。

 

3. 張弦梁結構

張弦梁結構在近代是由日本大學(xué)M.Saitoh教授明確提出，是一種區別于傳統結構的新型雜交屋蓋體系。張弦梁結構是一種由剛性構件上弦、柔性拉索、中間連以撐桿形成的混合結構體系，其結構組成是一種新型自平衡體系，是一種大跨度預應力空間結構體系，也是混合結構體系發(fā)展中的一個(gè)比較成功的創(chuàng )造。張弦梁結構體系簡(jiǎn)單、受力明確、結構形式多樣、充分發(fā)揮了剛柔兩種材料的優(yōu)勢，并且制造、運輸、施工簡(jiǎn)捷方便，因此具有良好的應用前景。

 

4. 弦支穹頂結構

弦支穹頂結構與張弦梁結構類(lèi)似，都是利用索的張力產(chǎn)生一個(gè)對梁的支撐力以達到減小梁的受力的目的，但兩者之間還是有顯著(zhù)的區別：張弦梁索是直線(xiàn)張拉，弦支穹頂索是環(huán)形張拉；

弦支穹頂索環(huán)形張拉因此這種結構體系適合做類(lèi)似圓形的屋蓋，如北京自行車(chē)館、安徽大學(xué)體育館等；

 

5. 網(wǎng)架結構

網(wǎng)架結構是一種空間桿系結構，受力桿件通過(guò)節點(diǎn)按**規律連接起來(lái)。 節點(diǎn)一般設計成鉸接，桿件主要承受軸力作用，桿件截面尺寸相對較小。 這些空間匯交的桿件又互為支承，將受力桿件與支承系統有機地結合起來(lái)，因而用料經(jīng)濟。 由于結構組合有規律，大量的桿和節點(diǎn)的形狀、尺寸相同，便于工廠(chǎng)化生產(chǎn)，便于工地安裝。

 

6. 多高層結構

(1)框架結構

由柱和梁組成框架，承受豎向力和側向力；

剛框架抗側力性能較差，結構側向變形大，一般適合20層以下結構；

柱子一般采用箱型鋼柱或鋼管混凝土柱；

鋼管混凝土柱是在圓管柱或箱型柱中灌入混凝土，既具有鋼結構的優(yōu)點(diǎn)，又充分利用了混凝土抗壓好的特性。

(2)框架剪力墻結構

與框架支撐結構類(lèi)似，只是支撐換成剪力墻用于抵抗側向力；

剪力墻一般為混凝土板或鋼板，或鋼混組合結構，比支撐具有更好的抗側剛度，布置更靈活，可適合更高的建筑結構。

(3)筒中筒結構

由心腹筒、框筒及桁架筒組合，一般心腹筒在內，框筒或桁架筒在外，由內外筒共同抵抗水平力作用。 由剪力墻圍成的筒體稱(chēng)為實(shí)腹筒，在實(shí)腹筒墻體上開(kāi)有規則排列的窗洞形成的開(kāi)孔筒體稱(chēng)為框筒；筒體四壁由豎桿和斜桿形成的桁架組成則稱(chēng)為桁架筒。

(4) 束筒結構

束筒結構即組合筒結構。建筑平面較大時(shí)，為減小外墻在側向力作用下的變形，將建筑平面按模數網(wǎng)格布置，使外部框架式筒體和內部縱橫剪力墻（或密排的柱）成為組合筒體群。

這就大大增強了建筑物的剛度和抗側向力的能力。束筒結構可組成任何建筑外形，并能適應不同高度的體型組合的需要,豐富了建筑的外觀(guān)。美國芝加哥110層的西爾斯大廈就是應用束筒結構的。

 

結語(yǔ)

政策扶持、產(chǎn)業(yè)化需求，以及鋼材產(chǎn)量的增加**地推動(dòng)了鋼結構建筑的發(fā)展。鋼結構建筑因其自身強大的裝配屬性而能夠很好的順應時(shí)代的發(fā)展，我們要做的便是充分發(fā)揮鋼結構建筑自身的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，揚長(cháng)避短，開(kāi)發(fā)出更多符合當下發(fā)展需要的裝配式鋼結構建筑體系。

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