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高层建筑钢结构的特点

发布时间:2018-02-25

一、我国高层建筑钢结构的发展概况
  我国由于经济和技术的原因,80年代前还没有1幢钢结构建筑。80年代中期,由于外资工程的兴建、建筑用钢材的发展,高层钢结构建筑开始在我国出现。1985年,我国兴建了第1幢高层钢结构建筑“深圳发展中心大厦”。此后,随着改革开放的深入和经济的发展,在深圳、上海、北京等地建成高层钢结构11幢。1990~1994年,我国的高层建筑钢结构建设停顿了几年,但近两年来,先后在北京、上海、深圳、大连、天津等地已建成和正在施工的26幢高层钢结构,又形成高层钢结构建筑新的建设高潮,尤其是上海浦东陆家嘴金融区,已建成的和建设中的就有12幢。已建成的上海金茂大厦(88层,高421m)及正在施工中的环球金融中心(95层,高460m)使我国的高层建筑进入世界前列。至今,我国内地已建成及在建的高层钢结构建筑有近40幢,总面积约320万平方米,用钢量约30万吨,投资约600亿人民币。与此相适应,我国在高层钢结构的科学研究、设计软件的编制、设计能力及各项配套的工艺方面均取得较大的进展,在钢结构的制作及安装方面的国产化已具有相当水准。
  二、钢结构的主要优点
  1、钢材材质均匀
  钢材的机械性能和力学计算的假定比较符合,其内部组织接近于各向同性,材质波动范围小,为理想的弹性材料,而且在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的,实际受力状态和工程力学计算的结果比较符合。
  2、钢材的塑性和韧性好
  钢结构在一般条件下不会因超载而突然发生断裂现象,钢材能够将局部高峰应力重新分配,使应力变化趋于平缓,仅会增加应变值。同时,由于钢材具有良好的塑性和韧性,对动力荷载的适应性强,在地震作用下通过结构的弹塑性变形能够较多地吸收地震能量,从而大大提高钢结构的抗震性能。从震害调查中可以看到,全钢结构的震害很轻,即使是在震中附近的高烈度区也是如此。
  3、钢结构强度高、自重轻
  钢结构强度高,与混凝土结构相比,钢结构柱截面面积小,从而增加建筑的有效使用面积。和用于建造荷载很大的高大或重型建筑相比,一般高层钢结构柱的截面面积比高层混凝土结构柱的截面面积减少近一半。钢结构建筑自重轻,约为同层高度混凝土结构建筑自重的1/2-3/结构自重的降低,使结构的自振周期降低,减小地震作用力,进而减小结构的设计内力。此外,结构自重的减轻,还可以使基础的造价降低。这个优势在南方的软土地区尤为明显。
  4、钢结构的制造周期短、施工速度快
  钢结构大部分构件在工厂生产,运往现场通过焊接或螺栓进行整体组装,可以全天候作业。由于钢结构本身可以作为劲性结构承担结构荷载和施工荷载,施工时不必支模、拆模,因此不仅降低成本而且大大加快施工速度。钢结构的施工速度约为混凝土结构施工速度的1.5倍左右。
  5、钢结构造型美观,可塑性强
  相对于其他形式而言,钢结构建筑可以   程度地超越结构的束缚,创造多种形式的空间和形象,产生轻盈灵巧、通透的效果。斜线、曲线作为钢结构建筑一种常用的造型手段,创造出许多新奇、优美的建筑形象,其强大的造型潜力是砖混结构所难以企及的。
  6、钢结构建筑符合可持续发展政策
  钢结构产业是一项绿色环保建筑产业,它对资源、能源的利用相对合理,对环境破坏相对较少,是解决环境问题的突破口。钢材是一种具有很高的再循环价值材料,边角料都可以回收利用。对同样规模的建筑物,钢结构建造过程中有害气体的排放量只相当于混凝土结构的65%。钢结构为干施工,很少使用砂、石、土、水泥等散料,从而从根本上避免了尘土飞扬、废物堆积和噪声等污染问题。
  正是由于钢结构优越的特点和经济优势,因而被广泛地应用于现代化各种工业和民用建筑之中,取得了较好的综合经济效益,如各种类型的工业厂房,大跨度场馆建筑,多层、高层建筑和各种高耸构筑物,轻钢结构的住宅建筑、油罐、海上采油平台等板壳结构及其他特种结构。 

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