我们为什么需要钢结构建筑,它有哪些分类?

2022-05-19 17:57:49 81

近年来,和地方相继出台了装配式钢结构的相关政策,建设部先后开展钢结构研究项目30余项,开展了多项试点项目。 同时,许多高校和企业也加入了钢结构建筑体系和关键技术研究行列。 钢结构建筑作为装配式建筑的重要体系,将面临新的发展机遇和挑战。

什么是钢结构建筑?

基本构件由型钢或钢板制成。根据使用要求,承载机构采用焊接或螺栓连接的方式称为钢结构。钢结构广泛应用于钢桥、钢结构厂房、钢闸门、大型集装箱、公共建筑、高层建筑等工程中。

钢结构建筑优点

1.大大节省了施工时间,施工不受季节影响;

2. 强度高、自重轻,构件进行安全生活富裕度高,降低建筑物工程造价;

3.防火时,钢是一种不会燃烧的建筑材料;

4.抗震性能好,使用方便,灵活方便,舒适等;

5. 增加居住空间的使用面积,减少建筑垃圾和环境污染;

6.建筑材料可以重复利用,刺激其他新型建材行业的发展;

7. 符合我们可持续不断发展企业战略,低碳、绿色、环保、节能等是进行重点技术支持的产业。钢结构建筑的分类

根据结构的应力特点,钢结构建筑大致可分为门刚框架结构、空间桁架(横)框架结构、张弦梁结构、柱支撑圆顶结构、网格结构和多高层结构。

1. 门式刚架结构:

门式刚架是一种传统的结构体系,这种结构的上部主框架包括刚架斜梁、刚架柱、支架、檩条、系杆、山墙框架等。

门式刚架轻型建筑钢结构具有受力简单、传力路径清晰、构件制作快捷、加工方便、施工周期短等特点,因此广泛应用于工业、商业、文化、娱乐等公共设施和其他工业、民用建筑。门式刚架轻型建筑钢结构起源于美国,经过近百年的发展,已经成为一种相对完善的设计、制造和施工标准的结构体系。

2. 空间桁架结构

空间桁架或球节由轻质刚性结构构成,形成几何图案。 球铰框架通常是由拉杆和压力杆组成的结构,结构处于三维受力状态,无论哪种桁架能够承受来自各个方向的荷载,都可以在公共建筑中使用大倒塌距离的建筑物。

3. 张弦梁结构

张弦梁结构在近代是由日本大学M.Saitoh教授学生明确自己提出,是一种区别于传统产业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经济结构分析体系,其结构主要组成是一种新型自平衡管理体系,是一种大跨度预应力空间组织结构理论体系,也是企业混合结构设计体系建设发展中的一个问题比较研究成功的创造。张弦梁结构控制体系可以简单、受力明确、结构不同形式多种多样、充分发挥了刚柔两种材料的优势,并且中国制造、运输、施工简捷方便,因此我们具有良好的应用市场前景。

4. 弦支穹顶结构

弦支圆顶结构类似于弦梁结构,利用弦的张力产生支撑力,达到降低梁的力,但两者仍有显著区别:弦索为直张力,弦支圆顶电缆为环形张力;

因此,这种结构体系适用于类似的圆形屋顶,如北京自行车馆、安徽大学体育馆等。

5. 网架结构

空间桁架结构是一种空间桁架结构。受力构件按一定规律通过节点连接。节点一般采用铰接设计,构件主要承受轴力作用,构件截面尺寸较小。这些空间交叉的杆件和相互支撑,力杆和支撑系统有机地结合在一起,因此物质经济。由于结构组合规则,大量的杆件和接头具有相同的形状和尺寸,便于工厂生产和现场安装。

6. 多高层结构

(1)框架结构

框架由柱和梁组成,承受竖向和侧向力;

刚框架抗侧力性能相对较差,结构进行侧向变形大,一般选择适合20层以下数据结构;

柱一般采用箱钢柱或钢管柱;

钢管混凝土柱在圆管柱或箱形柱中填充混凝土,既具有钢结构的优点,又充分利用了混凝土良好的抗压性能。

(2)框架剪力墙结构

与框架结构相似,只有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-混凝土组合结构,具有比支撑更好的抗侧刚度和更灵活的布置,可适用于较高的建筑结构。

(3)筒中筒结构

由心腹筒、框筒及桁架筒组合,一般一个心腹筒在内,框筒或桁架筒在外,由内外筒共同发展抵抗能力水平力作用。由剪力墙可以围成的筒体称为实腹筒,在实腹筒墙体上开有一定规则进行排列的窗洞位置形成的开孔筒体称为框筒;筒体四壁由竖杆和斜杆青年形成的桁架结构组成则称为空间桁架筒。

(4) 束筒结构

梁筒结构为组合圆筒结构。当建筑平面较大时,为了减少侧向力作用下外墙的变形,建筑平面按模块化网格布置,使外框架柱与内竖横剪力墙(或致密柱)成为组合柱组。

这大大增加了建筑物的刚度和对侧向力的抵抗力。 梁筒结构可以形成任何建筑形态,满足不同高度组合的需要,丰富了建筑外观。 位于美国芝加哥的西尔斯大厦110层,采用了梁管结构。

政策支持、产业需求以及钢铁产量的增加极大地促进了钢结构的发展。钢结构建筑以其强烈的装配属性能够适应时代的发展。我们应该充分发挥钢结构建筑本身的技术优势,发挥其优势,避免其薄弱环节,发展更多适应当前发展需要的装配式钢结构建筑体系。