公众号之前有两篇著作,总结了钢结构与混凝土结构的不同之处。可是,还漏了两个最伏击的问题:想象和工序。
本文就将之前的内容进行了一次汇总,并对部安分容进行了修改和补充。终末,加多了想象和经由工序这两个方面的比较,彭胀到了16个。算是更完备的一篇总结。
序言
在翻看《钢结构建筑装修构造图集[日]》一书时,看到了一张对于钢结构与钢筋混凝土结构的对比图,其中有些内容不但看起来有点猜忌,而况翻译的语句读起来亦然有些生硬,是以盘算聊聊这个话题。
表格中对于两者的对比角度还口舌常全面的。其中所列的不同的角度有13个:平面想象、结构时势、柱子尺寸、梁高……掩盖材料和变形抑遏等。本文加多了3个角度,轮回诓骗、想象和工序经由。悉数16个角度,底下逐个张开聊一聊。
1. 平面想象
以《日本建筑钢结构想象》中的一个例子为例,这是日本较为常见的情况:一栋三层钢结构办公楼,为了扫尾更纯真是建筑平面功能分割,罗致了无柱的室内空间,即单榀钢框架结构体系。这种想象使梁跨度达到13.5米,罗致H型实腹钢梁配合冷弯矩形钢管柱,扫尾起来相对容易。钢结构建筑因此能提供更开朗的空间和更开脱的功能布局。
比拟之下,混凝土结构难以扫尾这种跨度和净高的组合。
2. 常用的结构时势
这种对比需要筹商一个前提条目:常见的多高层建筑。日本的钢结构建筑平方罗致纯框架,因此钢柱多为方钢管。好意思国的钢结构建筑则常见带撑抓的框架结构,是以钢柱多罗致H型钢。这些各别也与所使用的钢材种类磋磨。如果读者对此感好奇,不错留言究诘,咱们不错在后头再真切张开。
3. 柱子尺寸
钢材具有高强度和均匀的性能,因此不错使用更小的截面尺寸。以上述三层办公楼为例,钢柱的宽度仅为40cm。比拟之下,若罗致钢筋混凝土,柱子的宽度需要显赫加多,至少达到65cm。
这种尺寸各别不仅影响建筑的使用面积,还会影响举座结构的分量和荷载分散。
4. 梁高
混凝土梁高跨比的最小值1/18是钢结构高跨比的最大值。在惯例想象中,钢梁的高跨比平方取1/20。对于轻型屋面的钢梁,这个比值不错责备到1/30,但一般不小于1/40。
这种梁高各别不仅影响建筑的净高和空间诓骗,还会影响举座结构的刚度。钢结构由于其较小的梁高,不错更纯真地叮属管线和开垦,同期也能扫尾更大的跨度。可是,想象东谈主员需要精湛抑遏钢梁的挠度,以确保结构的使用阶段性能和舒抑遏。
5. 建筑物自爱
从比例上来看,罗致钢结构的建筑,自爱平方会减弱40%以上。
一项针对50米高层办公楼的接洽对比了不同结构体系,终结愈加显赫。该办公楼上部建筑面积为1.04万平方米,罗致钢结构后,每平方米的结构自爱减弱了56%,基础造价也随之减少了7.5%。
这种分量减弱不仅影响了建筑的举座荷载,还对结构想象和施工方法产生有益的影响。举例,较轻的自爱不错减少地震作用下的惯性力。
6. 基础
尽管钢结构分量较轻,但如果混凝土结构也都是罗致寂寥基础,那么老本减少的比例相对就较小,约为7%傍边。
不外,如果由于分量减弱而能改动基础时势——比如,混凝土结构需要筏板基础,而钢结构可改用寂寥基础——那么老本减少的比例就会格外可不雅,推断可达15%傍边。
7. 构件的可靠性
这个分别格外彰着。固然高质地的混凝土结构在精度上可能朝上钢结构,但这种情况并不代表大宗水平。
平方,现场施工工东谈主的手段水平错落不都,责任环境较为恶劣,再加上大宗存在的赶工期的时间压力,使得施工质地难以与工场预制构件相比好意思。即便混凝土罗致工场预制,其老本相较于钢结构也不具有实足上风。毕竟,钢材实质上即是预制制品。值得精湛的是,在日本,钢结构的老本也曾低于混凝土结构。
8. 永久性
在一般室内非湿气环境中,即使莫得独特保护,钢结构的锈蚀速率也相当渐渐。实践工程中,除了防锈处理外,还会添加掩盖面层,因此钢结构无需通常珍爱就能永恒安全使用。不外,在日常使用和装修纠正中,需要精湛不要损坏钢结构的防腐保护层。
比拟之下,混凝土结构需要重心防御和抑遏开裂。一朝误差朝上表率允许鸿沟,钢筋失去混凝土的可靠保护,就容易发生锈蚀。
简而言之,钢结构的永久性主要依赖于外部保护标准的想象,而混凝土结构的永久性则取决于混凝土自己的想象。
9. 耐火性能
对于钢结构的防火内容,本公众号已有详备究诘,读者可参阅关联专题集。
混凝土结构的防火表率当前仍处于国度模范征求倡导阶段。可是,广东省已发布了地点模范《建筑混凝土结构耐火想象工夫规程》(DBJ/T15-82-2022)。该规程指出,混凝土结构的耐火极限取决于三个要津要素。以混凝土柱为例,若要达到3小时的耐火极限,在多面受火、轴压比(μ值)为0.5、柱宽65cm的情况下,受力钢筋的混凝土保护层厚度需不小于35mm。
10. 工期
一般而言,钢结构比钢筋混凝土结构能镌汰工期。这主若是因为在施工基础时,钢结构不错在工场同步加工,且现场无湿功课,不需要像混凝土那样耗时养护。
可是,在实践工程中,能否着实镌汰总工期受多种要素影响:率先,钢结构的运载和吊装需要精确的筹画和衔尾,以确保构件简略告成到达施工现场并准确就位。其次,现场焊合和高强度螺栓贯穿等要津工序需要较高的工夫水暖和质地抑遏。终末,钢结构的防火、防腐处理亦然影响工期的伏击要素,需要在施工筹画中充分筹商。
11. 梁穿孔
在比较钢结构和混凝土结构时,咱们平方究诘的是在效力表率条规前提下的惯例想象情况。
《高钢规》8.5.6条规章,钢梁孔口直径不得朝上梁高的1/2。日本模范则左证钢材强度有所分别,最大不朝上梁高的2/3。《热轧H型钢想象应用手册》6.4.3条更是提到,圆孔可达梁高的0.7倍,而矩形孔为0.5倍。
那混凝土梁的开孔规章怎么呢?《高规》6.3.7条要求,框架梁上的洞口高度不应朝上梁高的40%。
若想在混凝土梁上开更大的孔,就波及科技翻新范畴了。感好奇的话,不妨查阅"掀开孔钢筋混凝土梁的力学性能进修接洽及要津施工工夫"。
12. 层高
在相似室内净高要求下,责备结构梁高可减少举座层高,从而责备修复老本。不仅能减少建筑材料的使用量,还能责备外墙面积,进而减少动力销耗和举座修复老本。
对于层数饱胀多的建筑,在固定建筑总高的情况下,减少每层层高可能会加多一层可用面积。
13. 掩盖材料和变形抑遏
钢结构建筑常罗致干挂式掩盖材料,这不仅允许使用轻质材料,还能安妥钢结构的变形特质,从而幸免误差问题。
钢结构的层间位移角限值平方比混凝土结构更宽松。表率规章钢结构的限值为0.004,而混凝土结构一般在0.002至0.001之间。对于这一话题,咱们之前的著作有更详备的究诘,这里就不再赘述。
14. 可回收诓骗
原书中图表莫得这一项,但从弥远角度来看,这是钢结构的一大上风。**钢铁是地球上回收率最高的材料。**以分量算计,好意思国有81%的钢铁居品在使用寿命扫尾后被回收再诓骗。具体而言,85%的汽车、82%的电器、70%的集装箱、72%的钢筋和98%的结构钢都被回收。
15. 工序
在修复全过程处置中,钢结构和混凝土结构在想象和施工工序上存在显赫各别。钢结构主要依赖工场预制和现场安装,要求精确的尺寸抑遏和贯穿想象。比拟之下,混凝土结构更侧重于现场浇筑和养护,对模板和撑抓系统有较高要求。这些各别径直影响项指标进程、质地和老本处置。
钢结构的深化想象是一个私有而要津的表率,需要专科团队完成。这一过程包括详备的构件想象、贯穿节点优化和车间加工图纸生成。深化想象不仅确保钢结构的精确性和可建造性,还能灵验减少现场施工中的潜在问题。
钢结构的安装施工阶段受力分析至关伏击。想象东谈主员必须筹商结构在各施工阶段的受力景色,确保结构在完全安装前的每个阶段都保抓壮健。这不仅需要塌实的结构力学学问,还要对施工经由和现场条目有真切了解。安装过程中的任何浮滑都可能导致严重的质地事故。
16. 想象
钢结构想象跟混凝土结构想象比拟,在念念维时势、学问体系以及手段要求上有较大分别。
具体来说,主要体当今材料相识、构件想象、贯穿节点想象、举座和局部壮健性分析以及施工工艺等方面。这些方面都需要想象东谈主员具备丰富的专科学问和实践训戒、同期,还需要具备翻新念念维以支吾钢结构想象中可能际遇的各式问题。
材料的特质不同
钢结构的材料具有均匀性、各向同性。
混凝土结构则由混凝土和钢筋复合材料组成,材料特质呈现非均匀性,并具有各向异性。
算计分析暖和的重心不同
钢结构想象强调筹商材料的弹性阶段受力和塑性发展的才气,重心暖和举座壮健性、局部屈曲和塑性分析。
混凝土结构想象过程主要围绕承载才气和永久性张开,重心筹商配筋的合感性及混凝土的开裂抑遏。
贯穿时势的不同
钢结构想象的贯穿时势复杂,想象时需要充分筹商贯穿的受力情况和可实行性。贯穿质地对举座结构的受力影响相当大。
混凝土结构的贯穿主要通过现场浇筑的时势扫尾,平方为举座浇筑,需要超越筹商节点位置的配筋以及抗剪和锚固性能。
小结
尽管钢结构比拟混凝土具有诸多上风,并在厂房、大型体育馆、展馆等工业和大众建筑中占据实足上风,但在民用建筑范畴,其占比仍然很小。
这一征象反应了市集的采用。老本和品性是要津考量要素,仅依靠战略支抓难以扫尾永恒发展。回来预制安设式混凝土(PC)的发展历程和近况,咱们不错获得雷同的启示。
要鼓吹钢结构在民用建筑范畴的更平凡应用,可能要从根蒂上升迁其适配性、经济性和施工效果。不仅需要多专科、多范畴的工夫翻新,还需要整个修复表率参与者的协同接力。
参考贵寓:《钢结构建筑装修构造图集》(原著第二版) [日]社团法东谈主钢材俱乐部、钢结构建筑非结构构件构造委员会编,马俊 韩毓芬 译 ;《日本建筑钢结构想象》[日]一般社团法东谈主 日本建筑结构工夫者协会著,特定非牟利算作法东谈主 亚洲修复工夫交流促进会 译, 王昌兴 冯德民 校;《热轧H型钢想象应用手册》https://www.aisc.org/why-steel/sustainability/recycling/
(转自:中金协安设式建筑分会)赌钱app下载