賈強(qiáng)

【摘要】改革開放以來，鋼結(jié)構(gòu)建構(gòu)筑物在我國建筑行業(yè)中得到了飛速的發(fā)展，建構(gòu)筑物邁向產(chǎn)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和現(xiàn)代化。鋼結(jié)構(gòu)具有重量輕、延性好、重量輕、強(qiáng)度高以及施工速度快的優(yōu)點(diǎn)，是新型節(jié)能材料的代表。鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用能夠提升住宅的產(chǎn)業(yè)化程度，實(shí)現(xiàn)我國建筑用鋼的產(chǎn)業(yè)化調(diào)整，推動國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。本文對鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢進(jìn)行了認(rèn)識，并對鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

【關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu) 高層建筑 施工 應(yīng)用

上世紀(jì)80年代起，上海、深圳、北京等大型城市擁有了多幢鋼結(jié)構(gòu)建筑，鋼結(jié)構(gòu)建筑主要是以鋼結(jié)構(gòu)作為建筑骨架，并配合多種復(fù)合材料組成輕型墻體，鋼結(jié)構(gòu)或者是混凝土構(gòu)件組成建筑主要的承重骨架。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)周期較短，連接簡單，承載強(qiáng)度高，綜合造價低，符合可持續(xù)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化要求。目前鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為建筑的主要結(jié)構(gòu)，被廣泛應(yīng)用到高層建筑、大空間建筑和大跨度建筑的建設(shè)中。

一、鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用分析

（1）建筑層數(shù)確定和結(jié)構(gòu)選型。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，城市中的高層建筑逐漸增多，鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑中得到了重要的應(yīng)用。城市建筑的發(fā)展方向是自由分割的大空間結(jié)構(gòu)，這主要通過大進(jìn)深和大開間來實(shí)現(xiàn)，建筑設(shè)計(jì)之初需要做好用鋼量以及結(jié)構(gòu)自重的協(xié)調(diào)問題，避免建筑的重量影響建筑的配筋、厚度和強(qiáng)度。此外，設(shè)計(jì)者要進(jìn)行建筑的平面布置和結(jié)構(gòu)選型，鋼結(jié)構(gòu)不適宜錯開較多的軸線和容易產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的建筑平面，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)需要將電梯間墻體、衛(wèi)生間或者是廚房部分墻體作為抗側(cè)力結(jié)構(gòu)。

（2）鋼結(jié)構(gòu)變形限值確定。鋼結(jié)構(gòu)具有較好的延性和抗震性，鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用還需要對結(jié)構(gòu)變形限值進(jìn)行確定，限值為1/300的鋼結(jié)構(gòu)容易造成剪力墻的破壞，而限值在1/800的剪力墻，鋼結(jié)構(gòu)的柱截面壓力較大，設(shè)計(jì)者需要根據(jù)建筑的承重和功能來確定建筑的變形限值。此外，設(shè)計(jì)者還要選擇建筑柱斷面型式和柱網(wǎng)，柱網(wǎng)確定之前要首先確定外墻處柱的間距，處理好外墻窗上皮和外墻鋼梁高度。鋼結(jié)構(gòu)鋼柱截面型式包括了H型鋼柱、方管柱和圓管柱，H型鋼柱設(shè)計(jì)和施工方便，但是用鋼量較多，方管柱施工難度較大，設(shè)計(jì)人員要根據(jù)造價和施工的具體要求來確定鋼柱截面形式。

（3）鋼結(jié)構(gòu)體系的選擇。6層以下的建筑可以使用框架支撐體系或者是框架體系，6層以上的建筑可以使用框架混凝土剪力墻建筑體系或者是框架支撐體系，很多建筑都是使用的雙重結(jié)構(gòu)體系。小高層建筑可以使用鋼骨砼柱或者是鋼管砼柱，這種組合柱的用鋼量較小，使用鋼支撐來代替剪力墻，減少地震造成的影響。在建筑設(shè)計(jì)的過程中，很多設(shè)計(jì)者還建議使用鋼框架和砼剪力墻混合結(jié)構(gòu)體系，該種結(jié)構(gòu)體系的抗震性還沒有得到充分論證，設(shè)計(jì)者應(yīng)該慎重選用該種混合結(jié)構(gòu)使用小鋼柱來進(jìn)行核心筒安裝，方便施工的同時縮短施工工期，降低工程整體造價。

（4）鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造。建筑節(jié)點(diǎn)構(gòu)造直接影響著建筑的整體用鋼量，在設(shè)計(jì)和施工的過程中要重點(diǎn)做好柱腳生根部位以及鋼框架鋼梁和混凝土剪力墻連接部位節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)。柱腳一般處于地下室頂板標(biāo)高部位，頂板預(yù)埋鋼板和柱腳通過螺栓連接，兩層以上的主要使用鋼框架和鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)者需要對剪力墻端部以及核心筒拐角處節(jié)點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)，確保施工的安全性和可靠性，鋼梁高度處可以使用鋼衍架作為芯柱之間的連接，確保節(jié)點(diǎn)能夠正常工作。鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用還需要對梁柱處理和管線裝修進(jìn)行考慮，鋼結(jié)構(gòu)的產(chǎn)業(yè)化還需要一定時間的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)需要專業(yè)化的施工隊(duì)伍進(jìn)行施工。

（5）鋼結(jié)構(gòu)在建筑中應(yīng)用應(yīng)注意的問題。鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的使用具有嚴(yán)格的限制，建筑超過9層的為高層建筑，住宅的鋼結(jié)構(gòu)一般在12層以下。建筑鋼結(jié)構(gòu)布置的規(guī)則性在很大程度上影響著建筑的抗震性，不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)布置在地震時很容易遭受損害，設(shè)計(jì)者在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的時候應(yīng)該盡量使建筑結(jié)構(gòu)符合規(guī)則性，避免剪力墻的偏置，必要的時候需要對剪力墻進(jìn)行調(diào)整。

二、鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢

（1）建筑平面分割靈活，外形美觀。建筑鋼結(jié)構(gòu)在我國的應(yīng)用始于上世紀(jì)80年代，發(fā)達(dá)國家應(yīng)用輕型鋼結(jié)構(gòu)的建筑已經(jīng)達(dá)到了95%，鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的大量應(yīng)用得益于鋼結(jié)構(gòu)靈活的分割性?；炷两Y(jié)構(gòu)笨重粗大，限制了建筑空間的布置，鋼結(jié)構(gòu)通過分戶位置和輔助空間的布置可以靈活分割建筑平面，形成開放式住宅。鋼結(jié)構(gòu)金屬壓型鋼板的色彩絢麗，設(shè)計(jì)者可以對建筑造型和顏色進(jìn)行綜合設(shè)計(jì)。

（2）鋼結(jié)構(gòu)的施工周期短、抗震性好。鋼材具有較強(qiáng)的抗拉、抗壓和抗剪強(qiáng)度，良好的延性還能減輕地震帶來的能量，結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)的抗震性，鋼結(jié)構(gòu)可以減輕地震造成的危害。鋼構(gòu)件和配套技術(shù)的發(fā)展還可以實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和施工的一體化，鋼結(jié)構(gòu)的大部分構(gòu)件都可以在工廠內(nèi)制作完成，施工現(xiàn)場僅需要通過螺栓和焊接來對構(gòu)件進(jìn)行整體安裝，施工周期縮短，施工速度加快，施工成本降低。此外，鋼結(jié)構(gòu)還減少了石灰和砂石的使用，減少了資源的浪費(fèi)，鋼結(jié)構(gòu)的回收利用還減少了建筑垃圾，整體上符合可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保的要求。

三、結(jié)語

建筑鋼結(jié)構(gòu)興起于上世紀(jì)80年代，鋼結(jié)構(gòu)建筑主要是以鋼結(jié)構(gòu)作為建筑骨架，并配合多種復(fù)合材料組成輕型墻體，鋼結(jié)構(gòu)或者是混凝土構(gòu)件組成建筑主要的承重骨架。鋼結(jié)構(gòu)具有延性好、強(qiáng)度高、重量輕以及施工速度快的優(yōu)點(diǎn)，是新型節(jié)能材料的代表。鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用能夠提升住宅的產(chǎn)業(yè)化程度，實(shí)現(xiàn)我國建筑用鋼的產(chǎn)業(yè)化調(diào)整，推動國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

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