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1、合肥市钢结构应用情况调查报告 摘要：随着我国城市化进程的加快，如今的高层建筑形态呈现出千奇百怪的特点，钢结构被广泛的应用于各类建筑中，并且钢结构作为我国未来住宅发展的一个趋势,受到人们越来越多的关注。为此本文对国内钢结构住宅的应用情况进行了系统的调查研究,以期找到制约钢结构住宅发展的瓶颈,从社会和技术两个层面为钢结构住宅的发展应用找到突破口。并结合钢结构住宅的实际应用情况(包括结构选型,梁、柱形式等)及调研过程中发现的相关问题，为我国钢结构的发展提出切合实际的建议。实际工程中,柱常用的形式有:H型钢、圆钢管、方钢管。建筑钢结构是指用和热轧、冷弯或焊接型材通过连接件连接而成的能承受荷载、传递荷载
2、的结构形式。作为一个相对新型的行业，自上世纪80年代末开始，钢结构在建设领域得到广泛应用。90年代后，随着经济的发展工业技术和产能的提升，高层建筑、体育场馆、机场航站楼等建筑物逐渐增多，钢结构进入了快速发展期。钢结构建筑与传统的建筑方式相比，具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工周期短、工业化程度高、环境污染少等优点。 With the acceleration of urbanization in China, now the high-rise building form presents the characteristics of the steel structure, dont be
3、 widely used in all kinds of buildings, and steel structure as a residential development in our country in the future trends, gets more and more attention.This paper on domestic steel structure housing application system research, hoping to find restrict the bottleneck of the steel structure housing
4、 development, from the society and technology for steel structure housing two aspects, the development and application of find the breach. Combining the practical application of the steel structure housing (including structure selection, beams and columns form) and research process found issues rela
5、ted to our country, the steel structure of the development of some practical Suggestions. In practical engineering, column is commonly used in the form of: h-beam, round steel tubes, square tube. Construction steel structure with steel plate and hot-rolling refers to the cold bending or welding prof
6、iles, a by fittings can bear load, the transmission structure form loads.After the 1990s, with the development of economy industrial technology and productivity of ascension that high-rise buildings, stadiums, airport terminal building such as increases gradually, steel structure into the rapid deve
7、lopment. Steel structure building compared with traditional building mode, high strength, light weight, seismic performance is good, construction period is short, high degree industrialization, little environmental pollution.关键词：钢结构 应用 高层建筑 钢材优势1、钢结构简述1.1 钢结构是由型钢和钢板通过焊接、螺栓连接或铆接而制成的工程结构。我国虽然早期在铁结构方面有
8、卓越的成就，但由于2000多年的封建制度的束缚，科学不发达，因此，长期停留于铁制建筑物的水平。直到19世纪末，我国才开始采用现代化钢结构。新中国成立后，钢结构的应用有了很大的发展，不论在数量上或质量上都远远超过了过去。在设计、制造和安装等技术方面都达到了较高的水平，掌握了各种复杂建筑物的设计和施工技术，在全国各地已经建造了许多规模巨大而且结构复杂的钢结构厂房、大跨度钢结构民用建筑及铁路桥梁等，我国的人民大会堂钢屋架，北京和上海等地的体育馆的钢网架，陕西秦始皇兵马佣陈列馆的三铰钢拱架和北京的鸟巢等。轻钢结构的楼面由冷弯薄壁型钢架或组合梁、楼面OSB结构板，支撑、连接件等组成。 所用的材料是定向刨
9、花板，水泥纤维板，以及胶合板。 在这些轻质楼面上每平方米可承受316365公斤的荷载。 迈特建筑轻钢结构住宅的楼面结构体系重量仅为国内传统的混凝土楼板体系的四分之一到六分之一，但其楼面的结构高度将比普通混凝土板高100120毫米。1.2钢结构的连接方法焊接连接螺栓连接铆钉连接 1.3钢结构的特点钢结构自重较轻、钢结构工作的可靠性较高、钢材的抗振（震）性好、钢结构制造的工业化程度较高、钢结构可以准确快速地装配、钢结构室内空间大、容易做成密封结构、钢结构易腐蚀、钢结构耐火性差、钢结构可回收利用、钢结构工期较短。2、钢结构的优点2.1能合理布置功能区间 利用钢材强度高的特点，设计可采用大开间布置，使
10、建筑平面能够合理分隔，灵活方便，创造开放式住宅。而传统结构（砖混结构、砼结构）由于材料性质限制 了空间布置的自由，以往开间一般常在3.2米、3.4米、3.6米，如果过大，就会造成板厚、梁高、柱大，出现肥梁胖柱现象，不但影响美观，而且自重 增大，增加造价，购房者在二次装饰时，经常由于自行改变墙体位置，增加隐患。2.2自重轻、抗震性能好相同建筑面积的建筑楼层，钢结构自重轻，根据比较，六层轻钢结构住宅的重量，仅相当于四层砖混结构住宅的重量。而且钢材具有延性，能比较好的消耗地震带来的能量，所以抗震性能好，结构安全度高。2.3施工方便、工期短钢结构构件，可以实行工厂化生产，现场安装。由于现场作业量小，对
11、周围环境污染少，同时，施工机械化程度高，加快了施工速度。根据统计，同样面积建筑物，钢结构比砼结构工期，可缩短三分之一，而且可节省支模材料。 2.4综合造价低 由于自重轻，基础费用降低，总体用料减少，直接成本降低，建设工期短，间接费又可减少，所以综合造价低。2.5符合住宅产业化和可持续发展的要求 钢结构适宜工厂大批量生产，工业化程度高，并且能将节能、防水、隔热、门窗等先进成品集合于一体，成套应用，将设计、生产、施工一体化，提高住宅产业化的水平。综上所述，钢结构是适合创新的住宅结构体系。钢结构可随着人们审美观的不同，使用功能要求的不同，设计各种造型、尺度、空间的新型房型。生产厂家能高精度、高质量、
12、高速度完成，使建筑物达到既美观又经济的效果。3、现代钢结构的应用3.1工业厂房 吊车起重量较大或者其工作较繁重的车间的主要承重骨架多采用钢结构，结沟形式多为由钢屋架和阶形柱组成的门市钢架或排架，也有采用网架做屋盖的结构形式，随着压型钢板等轻型屋面材料的采用，轻钢结构工业厂房得到了迅速发展。其结构形式主要为实腹式变截面门式钢架。3.2受动力荷载影响的结构 由于钢材具有良好 的韧性，设有较大锻锤或产生动力作用的其他设备的厂房，即使屋架跨度不大，也往往由钢制成。对于抗震能力要求高的结构，采用钢结构也是比较适宜的。3.3可拆卸的结构 钢结构不仅质量轻，还可以用螺栓或其他便于拆装的手段来连接，因此非常适
13、用于需要搬迁的结构。3.4容器和其他结构 冶金、是由、化工企业中大量采用钢板做成的容器结构，包括油罐、高炉、热风炉等此外，经常使用的还有管道支架、锅炉支架等其他钢构筑物，海上采油平台也大都采用钢结构。3.5组合结构 钢构件和板件受压时必须满足稳定性要求，往往不能充分发挥它的强度高的作用，而混凝土则最适宜于受压不适于受拉，将钢材和混凝土并用，使两种材料都发挥它的长处，是一种和合理的结构。主要构件形式有钢与混凝土组合梁和钢管混凝土柱。4、钢结构应用举例安徽鸿路钢结构集团有限公司4.1彩钢活动房系列介绍 鸿路彩钢拼装系列活动房为单坡排水、通过立柱、横梁、抗风柱及夹芯墙板及瓦楞板的自身强度，经过拉钉，
14、螺栓，自攻钉的连接而组成的主型活动房屋系统。可工业化生产，可周转使用、免内装修、实现了室内美观、施工快捷安全的临建理念。性能： 结构可靠、密封严密、隔热保温、防水、耐火、防潮。房屋整体造型美观，室内外均为彩色装饰钢板，具有良好的外观效果，设计与色彩搭配协调。运输方便，折装循环使用，环保节约。建筑设计及用料说明： 1)主题骨架：采用花梁钢架或C型钢架作为二层的承重，设计荷载150千克/平方，完全满足正常安全使用要求。 2)外墙一般采用75MM厚或者100MM厚的普通墙面彩钢夹芯板，内隔墙一般用50MM厚普通墙面彩钢夹芯板，内外墙板均为竖向安装。 3)屋面板一般采用75MM或者100MM厚瓦楞彩钢
15、夹芯板，屋面可以承受荷载为80千克/平方。既保证安全又能延长活动房使用寿命。 4)屋面三周附加封雨板或滴水线做保护，从而达到了安全美观的使用要求。 5)门为彩钢夹芯复合板门，窗为塑钢白玻璃窗。用途：广泛应用于道路、铁道、建筑等野外作业的临时施工房、城市市政、商业及其他临时性用房，如：临时办公室、会议室、指挥部、项目部、宿舍及临时商店、临时学校、临时医院、临时停车场、临时展览馆、临时维修部、临时加油站等。其他临时性用房领域，如军事后勤临时用房。无菌实验室、隔离室、通讯站、配电房、风景旅游区临时用休闲别墅、度假屋等。4.2轻钢组合房系列 轻钢组合房是本公司向社会推出的一种全新概念的环保经济型活动房
16、屋，该屋是一种轻钢为骨架，以夹芯板为围护材料，以标准模数系列进行空间组合，固件采用罗斯连接，可方便快捷的进行组合拆卸。实现了临时建筑的通用标准化，环保节能、快捷高效的建筑理念，使临建房屋进入了一个系列化开发，集成化生产，配套化供应，可库存和可多次周转使用的定型产品领域。 鸿路轻钢组合房具有通用性强，易拆卸、重组，使用寿命长，周转次数多等特点。楼面承重按150kg/M2设计，抗震烈度达到8级。 性能： 轻钢柔性结构体系，安全可靠，满足建筑结构设计的规范要求，房屋可多次拆装，重复使用，安装过程只需简单工具。装饰美观：房屋整体美观大方，色泽鲜明，质感柔和，板面平整，具有良好的装饰效应。布局灵活：门窗
17、可设置在任何位置，室内隔断可在任意横向轴线位置，楼梯设置在室外。使用寿命：正常使用寿命可达十年。环保节约：房屋设计合理拆装简便，可多次循环使用，损耗率低，不产生建筑垃圾。 建筑设计说明：（1）轻钢组合板房采用双坡面，坡度：，自由落水。（2）屋面采用发泡彩钢瓦复合彩钢夹芯打油瓦，内白外蓝，楼面为厚木夹板。（3）墙面采用厚彩钢复合板，室外为象牙白，室内为灰白，承接口连接。（4）屋脊、山墙包边窗包边均为蓝色彩钢配件。五：门为彩钢夹芯复合板门，窗为塑钢白玻璃窗。用途：广泛用于道路、铁路、建筑等野外作业的临时施工房；城市市政，商业及其他临时性用房，如：临时办公室、会议室、指挥所、宿舍、临时商店、临时学校
18、、临时医院、临时停车场、临时展览馆、临时维修部、临时加油站等。5、钢结构的发展我国建筑业发展的总目标是：提高建筑业的整体素质、生产工业与技术装备水平，达到在国际建筑市场中具有较强的竞争能力，并充分发挥建筑业在带动国民经济增长和结构调整中的先导产业作用，到2010年使建筑业成为名副其实的国民经济支柱产业。建筑业要带动相关产业发展，加快发展钢结构工程是一个很重要的方面。高层建筑钢结构近年来雨后春笋般的拔地而起，发展很迅速。我国80年代建成的11幢高层建筑钢结构最高为208米，而90年代以来正在建造或设计的高层建筑钢结构共约32幢，最高的达420米（已建）和460米（设计）。最近在大连兴建的高度20
19、0米的远洋大厦钢结构，设计、制造、安装和材料全部是由国内承担和供应的，这说明完全由我国自己来建造超高层钢结构是可以做到的。大跨度空间钢结构最先让人们了解的是网架工程，其发展的速度较快，计算也比较成熟，国内有许多专用网架计算和绘图程序，是其迅速发展的重要原因。网壳在我国已在应用，已建成的网壳工程以球面和柱面较多，还有双曲抛物面、双曲扁壳等形式。它比网架又有许多优点，特别是在超大跨度时。悬索及斜拉结构、膜和索膜结构在国内应用也较多，主要用于体育馆、车站等大空间公共建筑中。其他大跨度空间钢结构还包括立体桁架、预应力拱结构、弓式结构、悬吊结构、网格结构、索杆杂交结构、索穹顶结构等在全国各地均有实例。
20、轻钢结构是近十年来发展最快的领域，在美国采用轻型钢结构占非住宅建筑投资的50%以上。这种结构工业化、商品化程度高，施工快，综合效益高，市场需求量很大，已引起结构设计人员认识。轻钢住宅的研究开发已在各地试点，是轻钢发展的一个重要方向，目前已经有多种的低层、多层和高层的设计方案和实例。因其可做到大跨度、大空间，分隔使用灵活，而且施工速度快、抗震有利的特点，必将对我国传统的住宅结构模式产生较大冲击。随着社会分工的不断细化，钢结构设计也必将走向专业化发展的道路。专业钢结构设计也可弥补由于不熟悉钢结构形式而无法优化结构设计方案的问题。我们相信，只要加强领导，合理规划，积极组织，政府、行业、企业共同努力，
21、产、学、研紧密结合协作，钢结构产业更加兴旺发展的新局面就在眼前。6、钢结构规范的学习6.1按承载能力极限状态设计钢结构时，应考虑荷载效应的基本组合，必要时应考虑荷载效应的偶然组合。 按正常使用状态设计钢结构时，应考虑荷载的标准组合，对刚与混凝土组合梁，尚应考虑准永久组合。计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载设计值，计算疲劳时，应采用荷载标准值。6.2当钢结构工程施工质量不符合规范要求时，应按下列规定进行处理： （1）经返工重做或更换构配件的检验批，应重新进行验收。（2）经由自治的检测单位检测鉴定能够达到设计要求的检验批，应予以验收。（3）经返修或加固处理的分项、分部工程，虽
22、然改变外形尺寸但仍能满足使用要求，可按处理技术方案和协商文件进行验收。6.3焊缝表面不得有裂纹、韩熘等缺陷。 一级、二级焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷。且一级焊缝不许有咬边、未焊满、根部收缩等缺陷。对于需要进行焊前预热或焊后热处理的焊缝，其预热温度或后热温度应符合国家现行，且不应小于100mm,后热处理应在焊后立即进行，保温时间应根据板厚按每25mm板厚确定。参考文献：【1】蔡玉春. 钢结构住宅产业化的现状与进展J钢结构, 2005, (01) . 【2】孙永振. 轻钢结构的市场应用前景分析及动力特性研究D西安理工大学, 2002 . 【3】孙永振. 轻钢结构的市场应用前景分析及动力特性研究D西安理工大学, 2002 . 【4】何一民,史万春. 关于发展新型轻钢结构建筑的建议J钢结构, 1996, (03) . 【5】王振山. 钢结构住宅调研及小高层框架柱性能比较D. 西安建筑科技大学, 2009.
