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我们为什么需要钢结构建筑,它有哪些分类?
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我们为什么需要钢结构建筑,它有哪些分类?

  • 分类:行业新闻
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  • 来源:
  • 发布时间:2022-05-16 15:39
  • 访问量:

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近年来,国家和地方政府相继出台了关于装配式钢结构建筑的相关政策,建设部先后开展了30多项关于钢结构建筑的课题研究项目,兴建了许多试点工程。与此同时,许多高校和企业也纷纷加入到了钢结构建筑体系及关键技术的研究行列。钢结构建筑作为装配式建筑的重要体系,将迎来新的发展机遇和挑战。
钢结构建筑
什么是钢结构建筑?
用型钢或钢板制成基本构件,根据使用要求,通过焊接或螺栓连接等方法,按照一定规律组成的承载机构叫钢结构。钢结构在各项工程建设中的应用极为广泛,如钢桥、钢厂房、钢闸门、各种大型管道容器、公共建筑、高层建筑等。
优点
1. 大大节约施工时间,施工不受季节影响;
2. 强度高、自重轻,构件安全富裕度高,降低建筑物造价;
3. 防火,钢材是一种不会燃烧的建筑材料;
4. 抗震性能好,使用中易于改造、灵活方便,给人带来舒适感等等;
5. 增大住宅空间使用面积,减少建筑垃圾和环境污染;
6. 建筑材料可重复利用,拉动其他新型建材行业的发展;
7. 符合国家可持续发展战略,低碳、绿色、环保、节能等是国家重点支持的产业。
钢结构建筑的分类
钢结构建筑根据结构受力特点大致可分为门式刚架结构、空间桁(héng)架结构、张弦梁结构、弦支穹顶结构、网架结构和多高层结构。
1. 门式刚架结构:
门式刚架为一种传统的结构体系,该类结构的上部主构架包括刚架斜梁、刚架柱、支撑、檩条、系杆、山墙骨架等。
门式刚架轻型房屋钢结构具有受力简单、传力路径明确、构件制作快捷、便于工厂化加工、施工周期短等特点,因此广泛应用于工业、商业及文化娱乐公共设施等工业与民用建筑中。门式刚架轻型房屋钢结构起源于美国,经历了近百年的发展,已成为设计、制作与施工标准相对完善的一种结构体系。
2. 空间桁架结构
空间桁架,即球节架,属于轻便刚性结构构造组成一个几何样式。球节架通常运用一个多向间距,是由张力杆和压力杆组成的结构,结构处在三度空间的受力状态下,无论哪一类桁架,能承受来自各个方向的载荷,对抗震大垮距的建筑物更能发挥功用,常用于公共建筑。
3. 张弦梁结构
张弦梁结构在近代是由日本大学M.Saitoh教授明确提出,是一种区别于传统结构的新型杂交屋盖体系。张弦梁结构是一种由刚性构件上弦、柔性拉索、中间连以撑杆形成的混合结构体系,其结构组成是一种新型自平衡体系,是一种大跨度预应力空间结构体系,也是混合结构体系发展中的一个比较成功的创造。张弦梁结构体系简单、受力明确、结构形式多样、充分发挥了刚柔两种材料的优势,并且制造、运输、施工简捷方便,因此具有良好的应用前景。
4. 弦支穹顶结构
弦支穹顶结构与张弦梁结构类似,都是利用索的张力产生一个对梁的支撑力以达到减小梁的受力的目的,但两者之间还是有显著的区别:张弦梁索是直线张拉,弦支穹顶索是环形张拉;
弦支穹顶索环形张拉因此这种结构体系适合做类似圆形的屋盖,如北京自行车馆、安徽大学体育馆等;
5. 网架结构
网架结构是一种空间杆系结构,受力杆件通过节点按一定规律连接起来。节点一般设计成铰接,杆件主要承受轴力作用,杆件截面尺寸相对较小。这些空间汇交的杆件又互为支承,将受力杆件与支承系统有机地结合起来,因而用料经济。由于结构组合有规律,大量的杆和节点的形状、尺寸相同,便于工厂化生产,便于工地安装。
6. 多高层结构
(1)框架结构
由柱和梁组成框架,承受竖向力和侧向力;
刚框架抗侧力性能较差,结构侧向变形大,一般适合20层以下结构;
柱子一般采用箱型钢柱或钢管混凝土柱;
钢管混凝土柱是在圆管柱或箱型柱中灌入混凝土,既具有钢结构的优点,又充分利用了混凝土抗压好的特性。
(2)框架剪力墙结构
与框架支撑结构类似,只是支撑换成剪力墙用于抵抗侧向力;
剪力墙一般为混凝土板或钢板,或钢混组合结构,比支撑具有更好的抗侧刚度,布置更灵活,可适合更高的建筑结构。
(3)筒中筒结构
由心腹筒、框筒及桁架筒组合,一般心腹筒在内,框筒或桁架筒在外,由内外筒共同抵抗水平力作用。由剪力墙围成的筒体称为实腹筒,在实腹筒墙体上开有规则排列的窗洞形成的开孔筒体称为框筒;筒体四壁由竖杆和斜杆形成的桁架组成则称为桁架筒。
(4) 束筒结构
束筒结构即组合筒结构。建筑平面较大时,为减小外墙在侧向力作用下的变形,将建筑平面按模数网格布置,使外部框架式筒体和内部纵横剪力墙(或密排的柱)成为组合筒体群。
这就大大增强了建筑物的刚度和抗侧向力的能力。束筒结构可组成任何建筑外形,并能适应不同高度的体型组合的需要,丰富了建筑的外观。美国芝加哥110层的西尔斯大厦就是应用束筒结构的。
政策扶持、产业化需求,以及钢材产量的增加极大地推动了钢结构建筑的发展。钢结构建筑因其自身强大的装配属性而能够很好的顺应时代的发展,我们要做的便是充分发挥钢结构建筑自身的技术优点,扬长避短,开发出更多符合当下发展需要的装配式钢结构建筑体系。

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