多層民用鋼結(jié)構(gòu)房屋的應(yīng)用和發(fā)展09建筑工程技術(shù)二班23目錄1.鋼結(jié)構(gòu)房屋的分類(P3)2.鋼結(jié)構(gòu)房屋的優(yōu)點(diǎn)(P5)3.發(fā)展多層結(jié)構(gòu)房屋的發(fā)展現(xiàn)狀(P10)4.多層民用鋼鋼結(jié)構(gòu)房屋的工程實(shí)例(P12)5.多層民用民用鋼結(jié)構(gòu)房屋需要解決的問(wèn)題(P17)

1.鋼結(jié)構(gòu)房屋的分類鋼結(jié)構(gòu)房屋是從承重骨架的材料角度定義的，即指結(jié)構(gòu)體系中主要受力構(gòu)件由鋼材做成的房屋建筑,出鋼結(jié)構(gòu)房屋外,還有木結(jié)構(gòu)房屋、砌體結(jié)構(gòu)房屋、混泥土結(jié)構(gòu)房屋和混合解雇房屋。按照使用性質(zhì)不同，鋼結(jié)構(gòu)房屋可分為生產(chǎn)性建筑和非生產(chǎn)型建筑兩大類。前者包括工業(yè)建筑和農(nóng)業(yè)建筑，后者主要指民用建筑。民用根據(jù)房屋使用功能可分為居住建筑和和公共建筑兩類。公共建筑是為人們提供生活起居用的建筑，如住根據(jù)房屋層數(shù)和高度的不同，大致可分為單層建筑，多層建筑，高層建筑及超高層建筑。但他們之間并沒(méi)有嚴(yán)格的界限和統(tǒng)一的劃分標(biāo)準(zhǔn)，不同的規(guī)范從不同的角度作了規(guī)定。

2.鋼結(jié)構(gòu)房屋的優(yōu)點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)體系主要是由鋼板、熱軋型鋼和冷加工成型的薄壁型鋼通過(guò)連接、制造組裝而成，和其他材料的房屋結(jié)構(gòu)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.強(qiáng)度高，質(zhì)量輕鋼材與其它建筑材料如混凝土、磚石和木材相比，強(qiáng)度要高得多，彈性模量也高，因此結(jié)構(gòu)構(gòu)件質(zhì)量輕且截面小，特別適用于跨度大、荷載大的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)。即使采用強(qiáng)度較低的鋼材，其強(qiáng)度與密度的比值也比混凝土和木材大的多，從而在同樣受力條件下的鋼材結(jié)構(gòu)自重輕。研究表明，多高層鋼結(jié)構(gòu)的自重一般為混凝土結(jié)構(gòu)自重的1/2-3/5。此外，構(gòu)件輕巧也便于運(yùn)輸。（2）構(gòu)件截面小，有效空間大由于國(guó)內(nèi)鋼材的強(qiáng)度高，構(gòu)件截面小，所占空間也就小。以相同受力條件的簡(jiǎn)支梁為例，鋼筋混凝圖的高度通常是跨度的1/10-1/8，而鋼梁約是1/16-1/12，如果鋼梁有足夠的側(cè)向支撐，甚至可以達(dá)到1/20，有效增加了房屋的層間凈高。在梁高相同的情況下，鋼結(jié)構(gòu)的開(kāi)間可比混凝土結(jié)構(gòu)的開(kāi)間大50%，能更好的滿足結(jié)構(gòu)大開(kāi)間、靈活分割的要求。另外，多層民用建筑中的管道很多，如果采用鋼結(jié)構(gòu)，可在梁腹板上開(kāi)洞以穿越管道，而混凝土結(jié)構(gòu)則不宜開(kāi)洞。柱子的截面尺寸也類似，在多高層建筑中，鋼柱的截面面積占建筑面積的3%-5%，而混凝土柱則占6%-9%，并且由于梁截面較小，避免了“粗柱笨梁”現(xiàn)象，室內(nèi)視覺(jué)開(kāi)闊，美觀方便。（3）材料均勻，塑性、韌性好，抗震性能優(yōu)越由于鋼材組織均勻，接近各向同性，鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能比較符合目前采用的理論計(jì)算模型，因此可靠性高。同時(shí)因鋼材塑性韌性好，耗能能力強(qiáng)，一般不會(huì)因超載而發(fā)生突然斷裂，適用于承受動(dòng)力合載和沖擊荷載，抗震性能非常優(yōu)越。下表為1985年墨西哥8.1級(jí)大地震中，鋼框架與混凝土框架的破壞對(duì)比情況，即能說(shuō)明這一點(diǎn)。結(jié)構(gòu)類型建造年代破壞程度<19871957-1976>1976合計(jì)鋼結(jié)構(gòu)倒塌73010嚴(yán)重破壞1102混凝土結(jié)構(gòu)倒塌2751482嚴(yán)重破壞1623645鋼結(jié)構(gòu)的施工方式為干式施工，可避免混凝土濕式施工所造成的污染。另外，對(duì)于已建成的鋼結(jié)構(gòu)也比較容易進(jìn)行改建和加固，用螺栓連接的鋼結(jié)構(gòu)還可以根據(jù)需要進(jìn)行拆遷，也有利于環(huán)境保護(hù)。2.多層民用鋼結(jié)構(gòu)房屋的發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)是最早用特建造結(jié)構(gòu)的特別是在解國(guó)家之一，比較著名的是鐵鏈橋和一些紀(jì)念性建筑，比西方國(guó)家早數(shù)百年。但在18世紀(jì)末的工業(yè)革命革命興起后，西方國(guó)家的冶金技術(shù)和土木工程得到了快速發(fā)展，而此時(shí)的中國(guó)，由于封建制度下的生產(chǎn)力發(fā)展極其緩慢，放前的百年歷史中，鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展幾乎完全停滯。自20世紀(jì)五十年代以來(lái)，在前蘇聯(lián)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)援助下，我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)才迎來(lái)了初步發(fā)展，在工業(yè)廠房、橋梁、大型公共建筑和高聳構(gòu)筑物等方面都取得了卓越的成就，至今仍發(fā)揮著巨大作用，如鞍鋼、包鋼、武鋼、沈陽(yáng)飛機(jī)制造廠、大連造船廠、北京體育館（跨度57m的兩鉸拱）、人民大會(huì)堂（跨度60.9m的鋼屋架）、武漢長(zhǎng)江大橋（全長(zhǎng)1670m)等，并編制了我國(guó)第一部鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)規(guī)范，縮小了與發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，但多高層民用鋼結(jié)構(gòu)建筑仍然空白。自20世紀(jì)九十年代至今，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)步入快速發(fā)展階段，鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展日新月異，規(guī)模更大，技術(shù)更新，出現(xiàn)數(shù)百年來(lái)未曾有過(guò)的興旺現(xiàn)象，被稱為建筑行業(yè)的“朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)”。代表建筑有深圳帝王大廈（325m）、上海金茂大廈(460m)、上海東方明珠電視塔（468m)等等。多層民用鋼結(jié)構(gòu)房屋也開(kāi)始出現(xiàn)。我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)主要用于工業(yè)廠房、大跨度和高層民用建筑中，鋼結(jié)構(gòu)建筑在全部建筑中的應(yīng)用比例非常低，還不到百分之一，而瑞典、美國(guó)、日本等國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)房屋面積已達(dá)到總建筑面積的40%以上。我國(guó)建筑用鋼在鋼材產(chǎn)量中的比值也僅為20%-30%，低于發(fā)達(dá)國(guó)家的40%-55%。因此，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)還是一個(gè)很年輕的行業(yè)，特別是多層民用鋼結(jié)構(gòu)建筑，應(yīng)用前景十分廣闊，有待于大力發(fā)展和支持。中國(guó)工商銀行總行營(yíng)業(yè)辦公樓位于北京市復(fù)興門內(nèi)大街的中國(guó)工商銀行總行營(yíng)業(yè)辦公樓，見(jiàn)右圖?？偨ㄖ娣e9.6萬(wàn)平方米，純鋼結(jié)構(gòu)體系。結(jié)構(gòu)總用鋼量8500t，以美國(guó)產(chǎn)A572寬翼緣H型鋼和國(guó)產(chǎn)16Mn鋼為主，鋼板最厚達(dá)100mm。北京市亦莊青年公寓北京市亦莊青年公寓（右圖）總建筑面積12萬(wàn)平方米。主體結(jié)構(gòu)形式為鋼框架、鋼框架-混凝土核心筒體系，梁柱截面為H型鋼，樓蓋采用壓型鋼板混凝土組合樓板。工程總造價(jià)1150元/平方米，和磚混結(jié)構(gòu)造價(jià)基本持平，但施工工期僅是磚混結(jié)構(gòu)的1/2，現(xiàn)場(chǎng)用工是磚混結(jié)構(gòu)的1/3.結(jié)構(gòu)總用鋼量?jī)H為37千克/平方米，不到總造價(jià)的18%。山東建筑工程學(xué)院土木館發(fā)展多層民用鋼結(jié)構(gòu)需要解決的問(wèn)題雖然鋼結(jié)構(gòu)房屋具有很多優(yōu)點(diǎn)，我國(guó)鋼材產(chǎn)量及國(guó)家政策都已到位，但畢竟還處于發(fā)展的初期階段，目前需解決的問(wèn)題還很多，主要有以下幾個(gè)方面：多層鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)及配套技術(shù)有待于進(jìn)一步開(kāi)發(fā)研究和完善鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用于大跨度、重型工業(yè)廠房或大跨度高層民用建筑時(shí)，能充分發(fā)揮鋼材的力學(xué)性能，我國(guó)在這方面的技術(shù)也比較成熟。但應(yīng)用于多層民用鋼結(jié)構(gòu)房屋時(shí)，由于構(gòu)件截面小，剛度弱，純鋼結(jié)構(gòu)的側(cè)移較大，對(duì)抗力體系、樓板、墻體的要求較高。因此，結(jié)構(gòu)體系、抗震技術(shù)、連接節(jié)點(diǎn)、樓蓋技術(shù)等仍需進(jìn)一步完善理論研究，如何發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，為用戶創(chuàng)造安全舒適經(jīng)濟(jì)的建筑環(huán)境，還有很長(zhǎng)的路要走。需解決防腐、防火問(wèn)題鋼材的耐腐蝕性比較差，必須采用適當(dāng)措施予以保護(hù)，所以鋼材的維護(hù)費(fèi)用比混凝土高。不過(guò)多層民用鋼結(jié)構(gòu)室內(nèi)屬于一類環(huán)境，構(gòu)建經(jīng)過(guò)徹底除銹并涂上合格的防腐涂料，銹蝕問(wèn)題并不嚴(yán)重，加上防火材料的包裹，可以減小涂層?！?.11”事件使人們目睹了鋼結(jié)構(gòu)垮塌的慘景，愈發(fā)關(guān)注國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)的防火問(wèn)題。由于多層民用建筑內(nèi)的火源多，火災(zāi)荷載密度大，很容易失火，并且失火后容易成災(zāi)，因此鋼結(jié)構(gòu)的防火非常重要。目前耐火等級(jí)為二級(jí)的防火涂料的造價(jià)在每平方50元以上。如何能夠在防腐防火上做到成本低而效果好，組使建筑師和結(jié)構(gòu)師動(dòng)一番腦筋。一步降低工程造價(jià)目前，多層鋼結(jié)構(gòu)房屋體系的造價(jià)比混凝土結(jié)構(gòu)的略高，因此，人們的一般概念是鋼結(jié)構(gòu)工程造價(jià)很高，有些甚至是鋼材緊缺年代的概念，這也是影響我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)推廣應(yīng)用的一個(gè)主要因素。鋼結(jié)構(gòu)造價(jià)偏高的主要原因有兩個(gè)：首先，鋼材比混凝土貴得多，其次，在工程實(shí)踐中，由于經(jīng)驗(yàn)不足，專業(yè)技術(shù)人才缺乏，配套體系不完整，使得工程造價(jià)進(jìn)一步升高。統(tǒng)計(jì)資料表明，建筑高度為6-12層時(shí)比較經(jīng)濟(jì)，在中低層民用建筑中，鋼結(jié)構(gòu)還缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)待造價(jià)問(wèn)題，不宜孤立的看待，應(yīng)予以全面分析。一棟建筑的總投資除用于建筑本身的造價(jià)外，還要用于征地和動(dòng)遷。隨著城市化的發(fā)展，征地和動(dòng)遷費(fèi)用越來(lái)越大，一般情況下工程造價(jià)約占項(xiàng)目總投資的60%，征地動(dòng)遷費(fèi)用為40%，還有，隨著生活水平的不斷提高，建筑裝修和室內(nèi)裝飾的費(fèi)用越來(lái)越高，在造價(jià)中的比例增大，即復(fù)別人已經(jīng)做過(guò)的工程，缺乏技術(shù)創(chuàng)新和突破，甚至出現(xiàn)了很多工程事故，在一定程度上還給剛興起的鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)帶來(lái)了負(fù)面影響，應(yīng)當(dāng)及時(shí)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，并予以疏導(dǎo)和改正。結(jié)束語(yǔ)發(fā)展民用鋼結(jié)構(gòu)建筑是大勢(shì)所趨，特別是我國(guó)在加入WTO之后，建筑業(yè)也面臨著與