近年来,由于钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好和材料可回收再生等诸多优点,建筑钢结构在我国现代化建设中得到广泛的应用。随着社会的发展,高层钢结构住宅工业化和商品化程度在不断地提高,能够把设计、生产、施工和安装整合为一体,进而使住宅产业化水平得以提高。
钢结构是以钢材(钢板和型钢)为主制作的结构,与传统的混凝土结构和砌体结构相比,它性能稳定、质量轻强度高、抗震性能好,施工时可以在厂房进行加工再到现场装配,不仅装配的完整度好精密度高,而且能够大大地加快施工进度缩短工期。具体来说,钢结构具有如下优点:
钢结构强度高、自重轻
钢比混凝土、砌体和木材的强度和弹性模量要高出很多倍,因此,钢结构的自重常较轻。例如在跨度和荷载都相同时,普通钢屋架的质量只有钢筋混凝土屋架的1/4~1/3,若采用冷弯薄壁型钢屋架,只有约1/10,轻得更多。由于自重小、刚度大,钢结构特别适宜于建造大跨度和超高、超重型的建筑物。由于质量轻,钢结构也便于运输和吊装,且可减轻下部结构和基础的负担,降低造价。
钢结构件材质均匀
钢材由现代化工厂冶炼和轧制,其内部组织均匀,非常接近于各项性体。且在应力范围内,属于理想弹性工作,符合工程力学所采用的基本假定。因此可根据力学理论对钢结构进行计算,且计算结果准确可靠。
钢结构件的塑性、韧性好
钢材具有良好的塑性,钢结构在一般情况下,不会发生突发性破坏,而是事先有较大的变形。此外钢材还具有良好的韧性,能很好的承受动力荷载和地震作用。这些都为钢结构的安全应用提供了可靠保证。
钢结构件制造简便,施工周期短
钢结构件所用的材料单纯而且是成材,加工比较简便,并能使用机械操作,因此,大量的钢结构一般在金属结构厂做成构件,准确度较高。构件在工地拼装,可以采用安装简便的普通螺栓和高强度螺栓,有时还可以在地面拼装和焊接成较大的单元再行吊装,以缩短施工周期。此外,对已建成的钢结构也比较容易进行改建和加固,用螺栓连接的结构还可以根据需要进行拆迁。
空间利用具有快捷性
通常情况下,在建筑施工中,建筑商会选择很多的施工材料来满足整个建筑结构的实际需要,这就导致占用了建筑的可用空间;而如果不占用空间,实现建筑结构的合理有序规划,就不得不选用很厚的楼板,但这样就使得建筑的美观性大大降低,这二者长期以来都存在着矛盾。而钢材结构由于其本身的强度较稳定,能够在施工的过程中实现施工空间的合理布局,解决了这一重要问题,从而实现了建筑空间利用的合理性,这种建筑施工效果是钢筋混凝土等材料无法实现的。
钢结构件的密闭性好
焊接的钢结构可以做到完全密闭,因此适宜于建造要求气密性和水密性好的气灌、油缸、管道和高压容器等。