钢结构建筑由于材料坚硬,具有较高的强度和良好的电阻。钢结构建筑的另一个优点是施工速度快。在高层住宅区和办公楼的施工中,可以省略基础。钢结构建筑的可用空间比传统建筑大。随着越来越多的建筑采用钢结构建筑,标准化的建筑生产模式应运而生,施工效率大大加快,工期大大缩短。由于材料的特殊性,钢结构建筑不会对环境产生很大的污染,属于环保型建筑。
钢结构住宅施工安全机械化程度高。钢构件使用的材料是单一的,是成品。具有加工简单、机械化程度高、工期短的优点。钢结构房屋重量轻。虽然钢的比例很大,但它具有良好的力学性能,能承受较大的载荷。钢结构截面尺寸小。在相同荷载作用下,钢屋架的重量小于钢筋混凝土屋架重量的1/3或1/4。钢结构重量小,运输方便。钢结构标准房平面布置灵活,利用建筑面积。钢结构厂房具有灵活多变的房屋工艺布置要求和较大的限制,还可以解决通风、照明、保温、屋面排水、生活设施布置、人员疏散等问题。
随着我国新型住宅的开发和市场经济的发展,轻钢结构的应用越来越广泛。轻钢结构建筑体系用于住宅建筑,从其在发达地区多年的实践中及我国一些研究单位、高校的研究资料上分析,其建筑物的重量与其它类住宅通用体系相比可减轻30%,特别是在地质承载力低和地震烈度较高的地区,其综合经济效益优于一般住宅建筑体系。
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轻钢结构住宅是以经济钢型材构件,包括冷弯型钢、热轧或焊接H型钢,T型钢、焊接或无缝钢管及其组合构件作为住宅承重骨架,以轻型墙体材料作为围护结构所构成。轻钢结构住宅体系主要包括以钢结构为主、钢木混合、钢木和混凝土混合结构三种。与传统的住宅结构相比,轻钢结构住宅优点有:
纯框架结构体系在地震区一般不超过15层。框架结构的平面布置灵活,可提供较大的室内空间,且结构各部分刚度比较均匀。框架结构有较大的延性,自振周期较长,抗震性能好。但侧向刚度小,由于侧向位移大,易引起非结构构件的破坏,因此不宜建的太高。
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钢结构也可以看作是一种理想的弹塑性结构,通过结构的塑性变形来吸收和消耗地震输入能量,具有较高的抗震能力。钢结构比其他结构轻,大大降低了地震的影响。木结构也有一定的抗震效果,但由于木结构建筑层数普遍偏低,不能适应日益紧张的土地资源,不能满足高层建筑的要求。钢结构住宅与木结构住宅有一些相似之处。从长远发展的角度来看,钢结构住宅的推广和广泛使用是未来的可行选择。
在框架结构中布置一定数量的剪力墙可以组成框架剪力墙结构体系,这种结构以剪力墙作为抗侧力结构,平面布置灵活、使用方便,又有较大的刚度,可用于40至60层的高层钢结构。当钢筋混凝土墙沿服务性面积(如楼梯间、电梯间和卫生间)周围设置,就形成框架多筒体结构体系,这种结构体系在各个方向都具有较大的抗侧力刚度,成为主要的抗侧力构件,承担大部分水平荷载,钢框架主要承受竖向荷载
随着我国经济的快速发展,“世界工厂”的地位日益强化,这直接导致了全国各地工业生产工厂的建设。其中,钢结构厂房外观美观,色彩鲜艳,建筑造型多样,造价低,工期短,钢构件工厂化生产程度高,安装施工简单,平面布置灵活,钢结构具有重量轻、材料均匀等优点,设计计算简单,可回收利用等特点。它在现代工业装置中的应用越来越广泛。但钢结构车间加工车间也有一个致命缺陷就是不耐火。因此,对钢结构车间的加工车间采取防护措施。对钢构件本身进行防火保护,使其在火灾温度上升时不会迅速超过临界温度,钢结构车间加工也能保证在规定时间内稳定在火灾中,保证人员和财产安全。
钢结构虽然体积重量较大,但其强度远高于其他建筑材料。因此,在荷载和条件相同的情况下,钢结构比其他结构轻,便于运输和安装,跨度更大。钢结构制造方便,易于采用工业生产,施工安装周期短,钢结构由各种型材组成,制作方便。大量的钢结构在专业的金属结构制造厂制造,精度高。制作好的构件运至现场组装,螺栓连接,结构轻,施工方便,工期短。另外,所建钢结构易于拆除、加固或改造。
轻型钢骨结构住宅所采用的保温隔热材料以玻纤棉为主,当墙面做外保温时,比较多地采用刚性挤塑成型发泡材料,这些保温隔热材料同时也是较好的隔音材料,一般隔音效果可达到40分贝以上,大大减少了房屋的环境噪音污染。楼层板隔音一般采用双层保温层做法。
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