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钢结构的应用


摘要:钢结构作为一种具有时代意义的新型建筑结构,在人们的生活中有着很广泛的应用领域,是建筑结构中很重要的一种结构,本文将对钢结构的应用于作出简要介绍。

关键字:大跨钢结构、高层建筑中的钢结构、桥梁钢结构

引言:

钢结构是指由各种钢板、型钢组合而成的结构。大到工业厂房、飞机库,小到生活附属用房、临时展馆,都是是钢结构的“用武之地”,很多著名的建筑都是以钢结构为基础修建而成的,如高208米的京广中心大厦,长7685米的上海杨浦大桥等等,钢结构一次次完成了人们交给它的艰巨任务,也一次次刷新着建筑业的记录,笔者认为钢结构在现实生活中大致有以下十种应用:

正文:

1、大跨结构中的应用:大跨结构主要用于修建飞机装配车间、飞机库、煤棚、会展中心、体育馆、展览馆等大型建筑,这些建筑由于跨度较大,所面临的主要问题是抗震问题,而钢结构具有优良的塑性、韧性,抗震能力较强,适于大跨结构的建造。大跨度屋盖的主要结构形式包括:平面杆系结构、空间杆系结构(又可分为网架结构和网壳结构)、悬索结构、索-杆-梁预应力结构和膜结构等。具体实例:①上海体育馆就是采用三向网架结构修建而成的,其马鞍形环形大悬挑空间钢结构屋盖跨度长达110米,②扬州体育公园体育馆钢屋盖结构主要采用的是主次管桁架结构,③渐江体育馆主要采用了双曲抛物面正交索网的悬索结构,它的椭圆平面长轴达到了80米,短轴为60米。

2、工业厂房中的应用:工业厂房钢结构一般都是单层框架结构,主要应用于冶金厂房的平炉和转炉车间、混铁炉车间和初轧车间、重型机械厂的铸钢车间、水压机车间、锻压车间等。我国的首钢、上海宝钢、鞍钢、武钢等都有各种规模的钢结构厂房。

3、多层、高层建筑中的应用:多层、高层建筑中的钢结构体系主要可分为以下几类:框架结构体系、框架-支撑体系、部分筒体结构体系以及筒体结构体系。其中框架结构体系是最基本的结构体系,它又可分为半刚性连接与刚接框架,框架-支撑体系是指由框架与支撑体系共同作用的结构体系,部分筒体结构体系包括带支撑的槽形筒以及槽形筒和I字形开口筒的组合筒,筒体结构体系包括外框筒、筒中筒、成束筒、巨型支撑外筒体系。我国在此方面应用甚为广泛,具体实例有265米的深圳发展中心大厦,208米的京广中心大厦,182米的京城大厦,155.2米的北京国贸中心等。

4、高耸结构中的应用:高耸结构主要是指各种塔类建筑及桅杆类建筑,如电视塔、微波塔、输电线塔、钻进塔及无线电无线桅杆、广播发射桅杆等。钢结构在高耸结构中最点型的应用是法国的埃非尔铁塔,我国也有类似建筑,如北京的环境气象塔,它高325米,是一种5层纤绳三角形杆身的钢桅杆结构。

5、桥梁结构中的应用:钢结构桥主要有以下几种分类:实腹板梁式结构、桁架式结构、拱或刚架式结构、拱或梁桁架组合式结构、悬索结构、斜拉结构、链式结构等。具体实例:武汉长江大桥和南京长江大桥都是采用了铁路、公路两用的双层钢桁架桥,主跨跨长620米的上海杨浦大桥是一种双塔双索面斜拉桥等。

6、板壳结构中的应用:板壳结构是指由各种板单元各壳单元组合而成的结构。近年来,各种钢制板材已得到了十分广泛的应用,如各类彩钢复合板、彩色压型钢板等。由钢板组成的壳体结构有着更为广泛的应用,如煤气库、冷却塔、高炉、热风炉、油罐及各种管道等。具体实例:2008年奥运会场馆中的老山自行车馆是一种直径为150米的网壳,天津新体育馆是一种直径为108米的圆形平面球形网壳,长春体育馆则是一种错边蚌型网壳等。

7、轻型钢结构:轻型钢结构分为轻型钢框架或框架支撑结构体系,由于自重轻,对抗震特别有利,适用于吊车吨位不大于20吨的中、小跨度厂房、仓库,中、小型体育馆等大空间民用建筑以及需要拆迁的临时结构。

8、移动式钢结构:由于钢结构自重小、移动方便,钢结构可应用于经常移动的金属结构中,如桥式起重机、塔式起重机、龙门式起重机、缆式起重机、装卸桥等起重运输机械及水工闸门、升船机等。

9、钢-混凝土结构:钢-混凝土结构综合了钢结构和混凝土结构的优点,其承重体系可概括分为组合楼盖体系和组合梁柱体系,凡是可以应用钢结构和钢筋混凝土结构的建筑,都可以根据综合效益的分析比较而采用钢-混凝土结构。

10、其它钢结构:除以上几种大型钢结构的应用外,钢结构还可以应用于各类广告牌支架、城市雕塑及建筑小品骨架等小型结构中。

总结:

改革开放后,我国钢产量逐步增多,对钢结构利用率也得到了明显提高,钢结构强度高、塑性韧性好,抗震能力强,经过深入研究、合理利用后,将会给人们的生产生活带来更多的便利,期待钢结构在未来得到更好的发展!

参考文献:

1、丁阳,钢结构设计原理,天津大学出版社,2004

2、聂建国、刘明、叶列平,钢-混凝土组合结构,中国建筑工业出版社,2005

3、王新堂,钢结构设计,同济大学出版社,2004

4、张敏、宋鸿誉、张社,扬州体育公园体育馆钢屋盖结构设计,建筑结构,2013(20)

5、王俊、赵基达、蓝天、钱基宏、宋涛,大跨度空间结构发展历程及展望,建筑科学,2013(11)

6、夏昌,钢混凝土组合型高层和超高层绿色住宅,建筑科学,2013(6)
 

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