浅谈钢结构在现代建筑中的应用与发展

浅谈钢结构在现代建筑中的应用与发展

山东省轻工业设计院山东济南250014

摘要:科学技术的发展越来越快,钢结构已经广泛的应用在建筑行业,传统的砖混结构已逐渐被取代。不过,钢结构的研究还处于起步阶段,研究力度还不够,实际设计和施工还存在不少争议和问题。这些都急需解决,以利于钢结构在我国现代建筑中快速持续发展。

关键词:钢结构;现代建筑;应用;发展前景

近几年我国钢结构建筑的发展十分迅速,然而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,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。

一、钢结构在现代建筑中的发展现状

1.钢材的发展现状

钢材的发展成为了钢结构建筑发展的重要内容,为了符合建筑市场的需求,成品钢材会逐步向品种齐全、材料标准化的方向迈进。国产的建筑钢结构不论在钢的数量、品种乃至品质方面均呈现出迅猛的发展势头,为钢结构建筑的发展提供了重要的环境。其他钢结构内的型钢和涂镀层钢板的产量均显著增加,产品的品质也有了显著的提升,具有较大的抗火、抗候钢、超薄热轧H型钢等相应的新型钢已经逐步运用于工程当中,为钢结构建筑的未来做好铺垫。

2.钢结构设计和施工方法的发展现状

钢结构设计的规范在持续完善当中,这也为我国钢结构行业的设计人员提高专业素养给予了有效的保障,并且计算机技术适合使用的各种形式的钢结构设计软件已经逐步被研发出来。近些年以来,我国在钢结构的施工技术方面,有了较大的进步。

二、钢结构在现代建筑中的特点

与其它建筑结构相比较而言,钢结构建筑这种建筑结构形式由于主要是采用建筑钢材来建造,所以具有比较突出的优点。

1.钢材是一种节能环保材料,具有强度比较而自重轻的优点,其材料自身的比重是混凝土结构的一半,所以其能够大大的减少基础造价。而且这种材料具有很好的延展性、塑性变,其具抗震、抗风性能也比较好,这样就保证了钢结构建筑的安全性能。钢结构建筑在施工过程中能够大大的减少砂、石、水泥的使用量,大大的减轻了对不可再生资源的破坏。施工过程的材料主要是可回收或降解的材料,这样就减少了大量的建筑垃圾。故钢结构是绿色环保结构,符合国家可持续发展的要求。

2施工方便,工期短,质量容易保证:施工工期相对较短,用于施工的钢结构件采用的是工厂化生产,现场安装的形式,这种施工的形式与传统建筑的工期相比较而言能够降低三分之一。现场安装由于现场作业量小(基本消除湿作业),对环境污染少,符合环保建筑的要求.同时,施工的机械化程度高,加快了施工速度。据统计,同等面积建筑施工,钢结构比砼结构工期缩短约三分之一,而且可节省支模材料和时间。

3.实现大空间,空间布局灵活多变。根据钢材强度高的特点,设计中可采用大开间布置,从而使建筑平面能灵活方便地合理分隔,符合住宅的可改造性要求并能提高住宅的使用面积,实现真正意义上的开放式个性化住宅.。

4.综合经济效果好。由于钢结构的自重比较轻,施工工期短、施工速度快,基础造价费用低,总体使用材料减少,所以中的建设成本低。依据现在我国建筑市场的建造成本分析,轻钢结构的造价已经低于钢筋混凝土结构。

三、加强钢结构在现代建筑中的发展措施

1.加强高效性能钢材的深入研究

必须坚强对高效性能钢材的研究,这种高效性能钢材主要指的是钢材强度比较高,,塑性和韧性也比较好,耐火、耐侯性能优良,且其价格适中比较适中,其中也包括了使用高效性能钢材生产出具有良好截面特性的型材等。在钢结构的建筑建设中采用高效性能的钢材能够大大的提高建筑的承载能力,并能够进一步降低钢结构建筑的造价。

2.钢结构建筑设计方法的改进和完善

社会经济也是在持续不断地向前,在现代建筑中的钢结构设计及运用也日趋专业化。钢结构设计专业化可以在很大程度上调整和完善因不熟悉钢结构类型和模式而导致的诸多问题。目前,我国钢结构建筑的设计方法是以概率理论为基础的极限状态设计法,但是这个方法还仅仅是近似概率极限状态设计法,因为它计算的可靠度还只是构件或某一截面的可靠度,而不是整个结构体系的可靠度,也不适用于在反复荷载或动力荷载作用下的结构的疲劳计算。同时,连接的极限状态的研究滞后于构件,整体结构的极限状态人们认识的还不是十分充分。所以,钢结构设计方法的改进和完善仍是今后一个时期所面临的主要任务。

3.发展轻型钢结构建筑

轻型钢结构建筑是以轻型高效钢材和轻质高效维护材料组装而成的低层或多层钢材料建筑,具有非常突出的优点,属于绿色环保建筑体系,是我国今后一段时期内重点发展的新型钢结构建筑体系。

4.发展多层或高层钢结构住宅建筑

钢结构住宅建筑是住宅建筑的一个分支,所用材料绝大部分为工厂标准化、系列化、批量化生产,现场经过简单拼装即可,砖、瓦、砂、石的现场作业极少,是住宅产业现代化的一个标志。在国外,采用钢结构住宅建筑已有百年历史,在我国,大跨结构等建筑上采用钢结构建筑已较常见,而在住宅建筑上则采用极少,我国每年都要兴建大量的住宅建筑,发展多层或高层钢结构住宅建筑是大势所趋,条件已经成熟,是我国今后一段时期内重点发展的又一新型钢结构建筑体系。

5、提高钢结构人才的专业素养

就钢结构人才的专业技能和素质而言,近年来专业钢结构设计人员在实践中不断地提高了他们的专业素养。伴随着工程设计中计算机的大量运用,世界范围内有关钢结构的设计软件经历了快速的发展,钢结构软件的功能不断地丰富和扩大,这就为设计人员进行结构分析设计、施工图绘制带来了很多了便利。

四、结语

钢结构对于经济性、稳定性乃至先进性等方面均具有长远发展,为了在建筑工程中运用越来越多的钢结构,设计单位的建筑师、工程师们以及众多的房地产开发商需要有在现代建筑中大幅度地运用钢结构形式,这样就可以从整体上以较快的速度发展钢结构,也能够带动冶金等有关产业不断地发展,也可以使得国民经济得到快速持续稳定地发展。需要不断地强化对钢结构运用的协调、组织配合、合理地规划和积极组织,政、企及高校要共同一起努力,产学研等多方进行紧密的协作,为建筑行业的发展引导方向。

参考文献:

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