新型材料綜合使用背景下新型鋼結(jié)構(gòu)建筑研究

張冬明

（長沙電業(yè)局，湖南 長沙 410000）

鋼結(jié)構(gòu)體系是世界通用的建筑體系，在新型材料綜合使用背景下，新型鋼結(jié)構(gòu)建筑引起了業(yè)內(nèi)人士的廣泛關(guān)注。近年來，我國建筑行業(yè)逐漸轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的建筑理念，倡導(dǎo)在貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀和可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)上營建符合大自然發(fā)展的綠色建筑。此外，我國新型材料的開發(fā)、鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展都為新型鋼結(jié)構(gòu)建筑的興起提供了條件。與磚木結(jié)構(gòu)相比，新型鋼結(jié)構(gòu)具有明顯優(yōu)勢，下面將對(duì)新型材料綜合使用背景下的新型鋼結(jié)構(gòu)建筑進(jìn)行深入研究。

1 新型材料綜合使用背景下的新型鋼結(jié)構(gòu)建筑更具優(yōu)勢

鋼結(jié)構(gòu)體系是世界通用建筑體系之一，其科技含量非常高，在世界范圍內(nèi)已得到廣泛應(yīng)用，而在我國仍然是新生事物，這主要是因?yàn)槭艿郊夹g(shù)限制，導(dǎo)致預(yù)制成本和鋼材價(jià)格較高，許多開發(fā)商無力承受過高成本。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，建筑領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)鋼在技術(shù)上得到改進(jìn)，為鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用提供了條件，用來制作鋼構(gòu)架的鋼材的先進(jìn)性也更加突出，比如承載力強(qiáng)，能夠承受高應(yīng)力狀態(tài)下具有高強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)鋼；重量輕，與木材相比較，兩者相同的承載力鋼材的重量僅為木材的1/3，便于施工；鋼材的表面經(jīng)過鍍鋅處理后防腐能力和耐久性超強(qiáng)。隨著新型鋼材的應(yīng)用，速成墻逐漸興起并在住宅、別墅建筑工程中得到應(yīng)用，相對(duì)于其他結(jié)構(gòu)墻體而言，絕緣性能高，具有良好的安全性和經(jīng)濟(jì)性。這樣以來，冷成型結(jié)構(gòu)鋼所具有的高應(yīng)力、高腐蝕性、輕質(zhì)量、施工方便的優(yōu)點(diǎn)與速成墻經(jīng)濟(jì)、安全、美觀優(yōu)點(diǎn)的完美結(jié)合使得新型鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的成本大大降低，為其在建筑領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用開辟了途徑。

2 新型鋼結(jié)構(gòu)建筑與磚木結(jié)構(gòu)建筑的對(duì)比分析

2.1 性質(zhì)對(duì)比

新型鋼結(jié)構(gòu)建筑相對(duì)于磚木結(jié)構(gòu)建筑而言具有明顯的優(yōu)勢，不僅表現(xiàn)在建筑空間方面，還表現(xiàn)在耐久性和低維護(hù)性方面，同時(shí)還具有施工簡單，經(jīng)濟(jì)可靠的優(yōu)點(diǎn)。

2.1.1 在建筑空間方面

新型鋼結(jié)構(gòu)建筑能夠創(chuàng)造出靈活的建筑空間，鋼材的質(zhì)量要比磚石輕的多，具有很高的強(qiáng)度，對(duì)于普通住宅來說，鋼材不僅沒有長度限制，還能夠使建筑跨度達(dá)到任何長度，因此可充分利用鋼結(jié)構(gòu)創(chuàng)造靈活自由的建筑空間，由于木材自身性質(zhì)的限制，它并不適用于任何場合，比如商業(yè)建筑的服務(wù)大廳需要有自由、暢通的空間，但是使用磚木結(jié)構(gòu)建筑不能夠滿足空間的張力、采光條件等，加上商業(yè)建筑大多是高層建筑，高強(qiáng)度、高負(fù)荷的鋼結(jié)構(gòu)更具優(yōu)勢。

2.1.2 在耐久性和維護(hù)性方面

首先，鋼結(jié)構(gòu)建筑的使用年限明顯高于磚木結(jié)構(gòu)建筑，且鋼結(jié)構(gòu)建筑具有比磚木結(jié)構(gòu)建筑更高的承載能力，因此，新型鋼結(jié)構(gòu)建筑的耐久性更高；其次，鋼結(jié)構(gòu)是由鋼構(gòu)架和混凝土墻構(gòu)成的，兩者之間的結(jié)合能夠大大提高房屋結(jié)構(gòu)的阻燃性和抗震性，房屋結(jié)構(gòu)抵抗各種極端條件和災(zāi)害的能力將會(huì)增強(qiáng)，比如抵抗臺(tái)風(fēng)、地震的能力，抵抗火災(zāi)、高溫日曬的能力，抵抗蟲蟻、蛀蟲侵蝕的能力等，有效避免房屋結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形、裂縫、沉降和位移。此外，鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)過鍍鋅處理后的防腐能力非常強(qiáng)，在免修的情況下其使用壽命可達(dá)75a左右，由此可見，新型鋼結(jié)構(gòu)建筑具有耐久性和低維護(hù)性的優(yōu)點(diǎn)。

2.2 經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比

過去幾年來，鋼結(jié)構(gòu)之所以在建筑領(lǐng)域未得到廣泛應(yīng)用，除了多數(shù)人對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的性質(zhì)和特點(diǎn)不了解外，價(jià)格過高也使人們對(duì)其使用望而卻步。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)和工藝得到了顯著發(fā)展，鋼材的成本也隨之下降，新型鋼結(jié)構(gòu)建筑逐漸以其自身優(yōu)勢取代傳統(tǒng)磚木結(jié)構(gòu)。新型鋼結(jié)構(gòu)建筑不僅能夠營造靈活的建筑空間，具有良好的耐久性和低維護(hù)性，成本和價(jià)格的逐漸降低也成為其重要競爭優(yōu)勢。

2.2.1 在制造和安裝方面

鋼構(gòu)件工廠采用的主要是計(jì)算機(jī)控制的成型機(jī)械，能夠大大增加鋼構(gòu)件的精確度，在建筑工程施工現(xiàn)場，鋼構(gòu)件、構(gòu)架的連接采用的是標(biāo)準(zhǔn)緊固件，連接牢固性易得到保證，而鋼材相較于磚木而言，重量更輕，這些都使鋼結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)快速的安裝、連接和運(yùn)輸，對(duì)于節(jié)省時(shí)間、節(jié)省勞動(dòng)力、加快施工進(jìn)度具有重要作用。

2.2.2 在人工成本方面

在磚木結(jié)構(gòu)建筑施工中，大量的建筑成本都集中在了勞動(dòng)力方面，幾乎占總建筑成本的1/2，比如建筑成本如果按照建筑結(jié)構(gòu)來劃分，上部結(jié)構(gòu)的勞動(dòng)力成本比如內(nèi)墻和外墻、屋頂?shù)氖┕さ日冀ㄖ杀镜囊话胱笥遥藗冃枰獮楦鞣N砌磚、架木付出勞動(dòng)力成本，而新型鋼結(jié)構(gòu)建筑則不同，它能夠大量節(jié)約勞動(dòng)力，最終有利于降低勞動(dòng)成本，也有效節(jié)省了時(shí)間。

2.2.3 場地成本和清理成本方面

與傳統(tǒng)磚木結(jié)構(gòu)建筑相比，新型鋼結(jié)構(gòu)只需要少量的土方工程甚至不需要土方工程就能夠確保鋼構(gòu)架房屋很好的坐落于地面，有利于節(jié)約場地成本和清理成本，比如，如果工程位于斜坡上，場地的清理和平整需要1.5萬元左右，清理場地后才能進(jìn)行房屋建造，而鋼結(jié)構(gòu)建筑中鋼構(gòu)架可根據(jù)地形條件合理設(shè)計(jì)、調(diào)整尺寸，它能夠適用于各種條件的斜坡地。

3 結(jié)語

總之，新型材料綜合使用背景下的新型鋼結(jié)構(gòu)建筑體系與傳統(tǒng)住宅通用體系相比具有獨(dú)特優(yōu)勢，安全性高，可改性和靈活性強(qiáng)，符合現(xiàn)階段節(jié)能減排的發(fā)展政策，也符合現(xiàn)代居民對(duì)居住條件的要求，對(duì)于促進(jìn)建筑行業(yè)的持續(xù)、健康發(fā)展具有重要意義。與此同時(shí)，應(yīng)看到新型鋼結(jié)構(gòu)建筑的科技含量和技術(shù)要求較高，這就需要充分考慮工程造價(jià)問題，但是總體來說，新型鋼結(jié)構(gòu)建筑符合我國現(xiàn)階段發(fā)展?fàn)顩r，相信隨著進(jìn)一步的實(shí)踐和研究，新型鋼結(jié)構(gòu)建筑體系將會(huì)在未來得到更廣泛的應(yīng)用和推廣。

[1] 李勝才.鋼結(jié)構(gòu)建筑中節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的解析與建構(gòu)[D].上海：同濟(jì)大學(xué)，2007.

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