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發(fā)布時(shí)間：2023-05-08 00:14:35
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鋼結(jié)構(gòu)建筑特點(diǎn)和現(xiàn)狀鋼結(jié)構(gòu)有重量輕而強(qiáng)度高，塑性和韌性好，施工周期短等特點(diǎn)，因此在建筑工程中得到廣泛的應(yīng)用和發(fā)展。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，自1964 年至1977 年我國大約有8000幢大小不等的建筑采用了鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，總覆蓋面積為9 0 0 平方米；國內(nèi)已建成和在建的高層鋼結(jié)構(gòu)工程已有54 棟。我們都知道的2008年在北京舉辦的奧運(yùn)會(huì)體育館“鳥巢”也是采用鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)有一個(gè)明顯的弱點(diǎn)——容易腐蝕。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，國內(nèi)每年因腐蝕而造成的經(jīng)濟(jì)損失在400 億人民以上，每年9000 萬噸鋼產(chǎn)量中，約30% 被各種形式的腐蝕消耗掉。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，定期維護(hù)保養(yǎng)的鋼結(jié)構(gòu)房屋的經(jīng)濟(jì)耐用年限的參考值一般為:生產(chǎn)用房70年，受腐蝕的生產(chǎn)用房50年，非生產(chǎn)用房80年。而鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)(包括框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)、框架一剪力墻結(jié)構(gòu)等):生產(chǎn)用房50年，受腐蝕的生產(chǎn)用房35年，非生產(chǎn)用房60年?？梢?，鋼結(jié)構(gòu)安裝完成后定期的維護(hù)與保養(yǎng)的重要性。然而，近些年來的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，一些鋼結(jié)構(gòu)用戶不知道鋼結(jié)構(gòu)還需要維護(hù)和保養(yǎng)。以至于出現(xiàn)嚴(yán)重的腐蝕，用戶往往發(fā)現(xiàn)不了，使得鋼構(gòu)產(chǎn)品出現(xiàn)諸多不安全的隱患，降低了鋼結(jié)構(gòu)在使用上的安全性，甚至影響正常使用功能。建議設(shè)計(jì)單位在鋼結(jié)構(gòu)的涂裝設(shè)計(jì)說明中，不僅要提出鋼結(jié)構(gòu)的涂裝要求， 同時(shí)，還要根據(jù)它的使用情況提出鋼結(jié)構(gòu)的保養(yǎng)與維護(hù)要求。在設(shè)計(jì)說明中應(yīng)當(dāng)考慮鋼結(jié)構(gòu)在使用過程中的環(huán)境因素， 同時(shí)也要考慮鋼結(jié)構(gòu)使用的時(shí)間、年限，然后再確定涂料的品種和涂膜厚度， 以保證鋼結(jié)構(gòu)的使用壽命，確定保養(yǎng)維護(hù)的時(shí)間及保養(yǎng)維護(hù)的方法、工藝等， 以確保延長(zhǎng)鋼結(jié)構(gòu)的使用年限。
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鋼結(jié)構(gòu)在市場(chǎng)發(fā)展的趨勢(shì)（4）6.橋梁鋼結(jié)構(gòu)各大城市將橋梁等交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。使用鋼結(jié)構(gòu)較多的有斜拉橋,主要在鋼箱、纜索、橋塔等部位，600米以上的特大橋梁均為鋼結(jié)構(gòu)橋梁?“十一五”前三年平均新建橋梁3萬座/年，年平均用鋼量1300萬噸。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前在建高速公路混凝土橋梁中可實(shí)施改用鋼結(jié)構(gòu)橋梁3480座，改用鋼結(jié)構(gòu)后可凈增加鋼材用量546萬噸。截至2008年底，全國59萬座橋梁中鋼結(jié)構(gòu)橋梁不足1%。與美國60萬座橋梁中鋼結(jié)構(gòu)橋梁占33%、日本13萬座橋梁鋼結(jié)構(gòu)橋梁占41%相比，差距較大。中國低一座全鋼結(jié)構(gòu)橋塔的橋是南京三橋,僅橋塔用鋼量即達(dá)1.44萬噸?香港昂船洲大橋(長(zhǎng)1018米)和蘇通長(zhǎng)江大橋(長(zhǎng)1088米)占據(jù)世界較大斜拉橋的前兩名，到2015年,中國要建5座跨海峽大橋,總用鋼量為625萬噸。今后一個(gè)時(shí)期，國內(nèi)鋼材品種、質(zhì)量、規(guī)格不僅要滿足國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展需要，有關(guān)領(lǐng)域的高性能鋼材應(yīng)用開發(fā)國際領(lǐng)現(xiàn);鋼結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品、配件及配套技術(shù)產(chǎn)品達(dá)到國際先進(jìn)水平。要點(diǎn)突出量大面廣，產(chǎn)值比重在行業(yè)中地位突出的鋼結(jié)構(gòu)住宅、鋼結(jié)構(gòu)橋梁及非標(biāo)、成套裝備制造(包括新能源風(fēng)電、核電、智能電網(wǎng)、三合一、海洋工程鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)等)的潛在市場(chǎng)和自主創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展，促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑質(zhì)量權(quán)面提高，提高建筑物使用期限和實(shí)際壽命更加先進(jìn)，促進(jìn)相關(guān)配套產(chǎn)品、部件的完善提高，逐步使鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)成為我國的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，初步具備鋼鐵、鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)國目標(biāo)。
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鋼結(jié)構(gòu)在市場(chǎng)發(fā)展的趨勢(shì)（1）1.高層重型鋼結(jié)構(gòu)高層鋼結(jié)構(gòu)建筑是往往當(dāng)作一個(gè)城市標(biāo)志性建筑。80年代至今已建成和在建高層鋼結(jié)構(gòu)達(dá)100多幢，總面積約800萬平方米，鋼材用量80多萬噸。北京、上海在建和新建成的高層鋼結(jié)構(gòu)就達(dá)到十余幢。如：上海中鑫大廈(在建、632米)、上海環(huán)球金融中鑫(101層、高492米、用鋼量6.5萬噸);北京電視中鑫(建筑面積18.3萬㎡，高度為41層，227.05m，用鋼量3.8萬噸);國貿(mào)中鑫三期(建筑面積54萬㎡、高度為330m);央視新大樓等(建筑面積5萬㎡、高度為234m、用鋼量12.8萬噸)。全國每年有200-300萬㎡高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工，用鋼量約45萬噸。2.大跨度、空間鋼結(jié)構(gòu)近年來，以網(wǎng)架和網(wǎng)殼為代表的空間結(jié)構(gòu)繼續(xù)大量發(fā)展，不僅用于民用建筑，而且用于工業(yè)廠房、機(jī)庫、候機(jī)樓、體育館、展覽中鑫、大劇院、博物館等。鋼結(jié)構(gòu)用量較大的工業(yè)廠房如曹妃甸鋼鐵基地、上海江南造船基地等，代表性場(chǎng)館如2008北京奧運(yùn)會(huì)國家體育場(chǎng)(館)、2010上海世博會(huì)場(chǎng)(鋼結(jié)構(gòu)用量達(dá)30多萬噸)、2010年亞運(yùn)會(huì)(廣州)、濟(jì)南全運(yùn)會(huì)、深圳大運(yùn)會(huì)及南陽全國農(nóng)民運(yùn)動(dòng)會(huì)等城市興建的體育場(chǎng)館。據(jù)中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)空間結(jié)構(gòu)分會(huì)統(tǒng)計(jì)：網(wǎng)架和網(wǎng)殼近年生產(chǎn)已處于趨平穩(wěn)狀態(tài)，每年1500座，約250萬平方米，用鋼約7萬噸，鋼結(jié)構(gòu)選用的鋼材呈現(xiàn)品種多、規(guī)格雜、用量大、強(qiáng)度高的特點(diǎn)，主要品種有：Q235C、Q345C、390D(用于地下預(yù)埋的樁柱)、Q345GJ、Q420、Q460等。隨著懸索和膜的張拉結(jié)構(gòu)研究開發(fā)深入和工程應(yīng)用的推廣。預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu)開始得到應(yīng)用。杭州雷峰塔、海南千年塔、廣州新電視塔(高度610米、用鋼量4.0萬噸)和昆明世博園藝術(shù)廣場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)等一大批新型鋼結(jié)構(gòu)建筑和構(gòu)筑物不斷涌現(xiàn)。懸索和膜結(jié)構(gòu)目前處于發(fā)展階段，用量不大，國內(nèi)已有多家膜結(jié)構(gòu)工程公司，承擔(dān)很多體育場(chǎng)館、機(jī)場(chǎng)、公園和街道景觀的設(shè)計(jì)和施工。目前高中擋膜材仍需進(jìn)口(如PTFE、ETFE)。
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鋼結(jié)構(gòu)支撐系統(tǒng)的構(gòu)造⑴屋蓋水平支撐屋蓋水平支撐一般由交叉桿和剛性系桿共同構(gòu)成。在門式剛架輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋中，屋蓋水平支撐的交叉桿可設(shè)計(jì)為圓鋼，但應(yīng)加帶張緊裝置，以利于拉桿的張緊，避免圓鋼撓度過大，不能起到受力作用。交叉桿也可以設(shè)計(jì)為角鋼，但也需考慮長(zhǎng)支撐由于自重產(chǎn)生的撓度，應(yīng)采取必要的措施加以克服。交叉桿與豎桿間的夾角應(yīng)在30°~60°范圍內(nèi)。用角鋼做成支撐拉桿的水平支撐，其連接點(diǎn)與普通鋼結(jié)構(gòu)類似，關(guān)鍵是保證桿件務(wù)必相交于節(jié)點(diǎn)的中必。用張緊的圓鋼做成拉桿的節(jié)點(diǎn)可用單螺栓相連。剛性系桿可用鋼管，也可采用雙角鋼。在建筑物跨度較小、高度較低的情況下，可由檁條兼任，但檁條需按壓彎構(gòu)件設(shè)計(jì)，并應(yīng)保證檁條平面外的長(zhǎng)細(xì)比和穩(wěn)定性。⑵柱間支撐柱間支撐在建筑物跨度、高度較低的情況下，可用帶張緊裝置的圓鋼做成較叉形的拉桿。也可采用角鋼或槽鋼。在高大的建筑中柱間支撐的交叉桿除用角鋼外，也可采用鋼管。鋼管具有用料省，制作簡(jiǎn)單，而且在建筑中顯得堅(jiān)實(shí)、美觀等特點(diǎn)。柱間支撐的連接節(jié)點(diǎn)與水平支撐相似。務(wù)必注意的是，柱間支撐的上端與水平壓桿務(wù)必與柱中鑫將于一點(diǎn)。同樣，柱間支撐下端應(yīng)盡可能與柱中鑫交于柱腳底面，避免形成偏心受力。如柱間支撐相鄰兩柱需共同承擔(dān)水平反力時(shí)，應(yīng)在兩間加一壓桿，壓桿可用鋼構(gòu)件。如果柱腳面高出地面，可以地面下加一鋼筋混凝土梁。
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鋼結(jié)構(gòu)幾種型鋼特性分析（3）四、H型鋼是由工字型鋼優(yōu)化發(fā)展而成的一種斷面力學(xué)性能更為優(yōu)良的經(jīng)濟(jì)型斷面鋼材尤其斷面與英文字母“H”相同而得名。H型鋼分為、寬翼緣型鋼（HW）、中翼緣H型鋼(HM)、窄翼緣H型鋼（HN）、薄壁H鋼（HT）、H型鋼（HU）。H型鋼是一種新型經(jīng)濟(jì)建筑用鋼。H型鋼截面形狀經(jīng)濟(jì)合理，力學(xué)性能好，軋制時(shí)截面上各點(diǎn)延伸較均勻、內(nèi)應(yīng)力小，與普通工字鋼比較，具有截面模數(shù)大、重量輕、節(jié)省金屬的優(yōu)點(diǎn)，可使建筑結(jié)構(gòu)減輕30-40%；又因其腿內(nèi)外側(cè)平行，腿端是直角，拼裝組合成構(gòu)件，可節(jié)約焊接、鉚接工作量達(dá)25%。常用于承載能力大、截面穩(wěn)定性好的大型建筑中的支架、基礎(chǔ)樁等。H型鋼的優(yōu)點(diǎn)（1）翼緣寬，側(cè)向剛度大?？箯澞芰?qiáng)。（2）翼緣兩表面相互平行使得連接、加工、安裝簡(jiǎn)便。（3）與焊攝工字鋼相比，成本低，精度高，殘余應(yīng)力小，無需昂貴的焊接材料和焊縫檢測(cè)，節(jié)約鋼結(jié)構(gòu)制作成本30%左右。（4）相同截面負(fù)荷下．熱軋H鋼結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)重量減輕15%-20%。（5）與砼（tong）結(jié)構(gòu)相比，熱軋H鋼結(jié)構(gòu)可加大6%的使用面積，而結(jié)構(gòu)自重減輕20%一30%，減少結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)力。（6）H型鋼可加工成T型鋼，蜂窩梁可經(jīng)組合形成各種截面形式，較大滿足工程設(shè)計(jì)與制作需求。
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鋼結(jié)構(gòu)在市場(chǎng)發(fā)展的趨勢(shì)（2）3.輕鋼結(jié)構(gòu)輕鋼結(jié)構(gòu)是相對(duì)于重鋼結(jié)構(gòu)而言，其類型有門式剛架、拱型波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)等，主要用于輕型的工業(yè)廠房棉花和糧食倉庫、碼頭和保稅區(qū)倉庫、農(nóng)產(chǎn)品、建材、家具等各類交易市場(chǎng)、體育場(chǎng)館、展覽廳及活動(dòng)房屋、加層建筑等。用鋼量一般30-40kg/㎡左右(不含鋼筋用量)。全國每年新建輕鋼房屋800萬平方米、用鋼約20萬噸。4.鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)是充分發(fā)揮鋼材和混凝土兩種材料各自優(yōu)點(diǎn)的合理組合，不但具有優(yōu)異的靜、動(dòng)力工作性能，而且能大量節(jié)約鋼材、降低工程造價(jià)和加快施工進(jìn)度，對(duì)環(huán)境污染較少，符合我國建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展方向。在我國的發(fā)展十分迅速，已廣泛應(yīng)用于冶金、造船、電力、交通等部門的建筑中，并以迅猛的勢(shì)頭進(jìn)入了橋梁工程和高層與抄高層建筑中。在高層建筑方面，建成了全部采用組合結(jié)構(gòu)的抄高層建筑——深圳賽格廣場(chǎng)大廈，高291.6m，屬世界較高的鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)。全國已建成的采用組合結(jié)構(gòu)的高層建筑超過40幢之多。組合結(jié)構(gòu)拱橋已建成的也已超過300座。