摘要:以钢结构为主的结构是目前建筑工程施工中最为常见的结构类型之一,由于钢材本身具备着强度高、整体性刚度好、变形能力强的特点,为此其所构成的结构也有着弹性理想、质地均匀、韧性好、抗变形能力强的特点。另外,建筑本身是一个不节能的施工流程,但是如果在工作中采用新技术、新方法进行施工,这对于提高建筑工程节能性有着极为重要意义。基于此,本文阐述了多高层钢结构住宅施工适用范围以及多高层钢结构住宅施工的重要意义,对多高层钢结构住宅的建筑技术与工程应用进行了探讨分析。
关键词:多高层钢结构住宅;施工;适用范围;重要意义;建筑技术;工程应用
钢结构是目前建筑工程领域的主要结构,是通过型钢和钢板为基础,以焊接、螺栓、铆接的方式而制成的一种工程结构。这类建筑结构在目前的工业厂房、住宅工程中极为常见,也是现代建筑工程普遍采用的结构形式之一。因此为了保障多高层钢结构住宅质量,以下就多高层钢结构住宅的建筑技术与工程应用进行了探讨分析
一、多高层钢结构住宅施工适用范围
随着建筑工程行业建筑设计的不断更新,使先进的建筑设计应用到建筑工程中。多层钢结构技术是建筑行业新兴的先进设计,与传统的建筑结构相比,钢结构技术具有诸多优势。钢结构的强度更大,抗震性也比混凝土这种建筑结构更强,非常适用于当今人们对住宅建筑的要求。多层钢结构的技术在住宅建筑中有一定程度上的适用范围,在住宅建筑施工中,对于住宅的不同楼层和建筑的功能,都对钢结构技术有不同的要求。
对于住宅建筑中多层的设计中,要选择相对较轻的钢结构框架。对于中高层的住宅建筑设计时,要尽量选择钢结构和混凝土综合型的结构框架。在对高层住宅建筑设计时,要尽量选择钢结构级数较高的结构框架。因此,建筑工程在施工关于应用钢结构时,应根据住宅建筑的类型,进行合理的设计,以保证钢结构的设计和使用,发挥其最大的价值,从而提高对资源的有效利用率。
二、多高层钢结构住宅施工的重要意义
1、提高住宅的稳定性。在传统多高层住宅建筑工程施工中,会采用多种建筑材料来撑起高层建筑物的整体框架。使用钢结构建筑材料比使用钢筋混凝土结构更能使建筑物具有较强的稳定性,多高层钢结构建筑材料能承受较强的压力,同时具有较强的抗震性。所以,在多高层住宅建筑中,钢结构的设计和应用提升了建筑物的安全稳固性能。钢结构技术这种优势是由于在同等负重下,钢结构横截面积比传统建筑材料结构的横截面积小很多,同样在横截面积同等的状况下钢结构承受压力的能力较强。在以前的建筑工程施工中大多数的选择是钢筋混凝土结构,这种建筑材料的抗震性较弱,致使在使用该结构所建造的多高层住宅建筑物中,会出现各种安全性能问题,当出现地震灾害时难以抵抗灾害带来的冲击,而钢结构所建造的高层住宅建筑物,在地震灾害中即使建筑物本身被破坏,钢结构也能在很多程度上保持多高层住宅建筑物框架的完整性,对灾后的重建工作提供了便利。
2、节省施工时间。钢结构在住宅建筑建筑工程施工应用时,基于其本身质量轻的优势,便于建筑工程施工的开展,从而节省了建筑材料运输的生产成本。钢结构这一优势对于建筑工程施工成本的节约起着重要作用,而且在住宅建筑施工过程中,多高层钢结构技术能节省施工时间,大大缩短了建筑施工工期,节省了人力资源,使建筑企业节约了人力支出成本,建筑工程企业创造较高的经济效益,最重要的是,钢结构在多高层住宅建筑施工中,因外界因素所产生的影响费用较少,从而保障了建筑工程施工的顺利进行。
3、节能环保。在多高层住宅建筑过程中,钢结构设计的应用为建筑工程领域节能环保做出了较大的贡献。为建筑工程企业赚取较为可观的经济效益,这是由于钢结构设计的应用可以使钢构循环使用,有效的保障了生态环境的平衡发展理念,而钢筋混凝土建筑材料不仅无法满足这一点要求,同时还加重了能源消耗。在建筑工程施工中不会像钢筋混凝土建筑材料产生大量灰尘以及废弃垃圾,并且在建筑物拆除后,钢结构可以再次运用到下一次建筑施工中,这符合了我国经济发展的可持续性,推动了节约型社会的建设。
三、多高层钢结构架构施工技术及其工程应用分析
1、结构体系。多高层钢结构建筑主要包括纯框架形、框架支撑形、新型抗侧力体系以及交错桁架结构体系,主要的结构特点如下:(1)纯框架结构体系,该结构主要是以型钢作为框架材料,该结构受力明确,平面布置灵活,而且各部分刚度比较均匀,具有较大的延性与抗震性能,易于标准化、定型化,施工效率较高,但是该结构是柔性结构体系,容易造成结构破坏。(2)支撑型结构体系,该结构能够提升框架的侧向刚度,抵抗水平荷载,提升建筑强度。当住宅建筑高度较高时,比纯框架结构体系稳定性更好,相对经济。为了获得较好的支撑位置,通常采用多种方式在窗台下至下层窗顶之间进行布置,从而满足支撑体系的需求,为了提升钢框架的侧向刚度,应该采用同一平面环向封闭布置,比较适用于强震区。(3)新型抗侧力体系,能够用于多种框架的体系,而且钢框架主要承担竖向荷载,其中钢框架与剪力墙承担水平荷载,能够根据不同建筑物的需求采用不同的抗侧力体系。(4)交错桁架结构体系,因为桁架高度等于层高,因此再用上下层交错布置,能够适用于各单元灵活布置的需求,而且柱在框架平面内的弯矩很小,侧向位移小。
2、楼板系统。多高层钢结构常用的楼板系统包括叠合式和整体现浇式形式,在施工过程中,底部模板通常采用轻型混凝土预应力板材或压型钢板,形成板材和混凝土叠合的楼板,整体现浇式楼板的施工技术与普通结构的住宅相同,叠合式的施工较为便捷。
3、围护系统。多高层结构住宅的外墙围护施工技术较为复杂,其中外挂通常采用轻质墙板,在梁板和楼板形成围护;填充类施工技术多采用轻质墙板,在梁柱和楼板底部嵌置形成围护。内外墙的造价占钢结构住宅总价的30%左右,因此其设计对于钢结构住宅的造价影响很大,为了充分发挥钢结构住宅的优势,围护墙体需要满足自重轻、强度高、安装可靠的要求,通常采用轻质材料。外墙通常采用ALC板、SRC复合保温墙板、玻璃纤维加强水泥墙板等结构;内墙可采用ALC轻质材料、轻钢龙骨石膏板等材料,其中ALC具有抗震性能好,防水性与保温隔热性能较好的特点,具有较高的使用价值。在围护体系的建设中,需要考虑到板缝防水,采取有效的防水措施确保围护效果。
4、连接形式。多高层钢结构的连接包括刚性连接、螺栓连接、焊接连接等多种连接方式,在连接的过程中,强轴方向宜采用刚性连接,而且焊接节点的连接刚度大,混合节点次之,螺栓连接的现场施工速度较快,施工质量容易保证;主梁与次梁一般采用铰链与焊接混合的连接方式,能够提升结构的稳定性。
结束语
多高层住宅建设中,使用钢结构建筑材料比使用钢筋混凝土结构,更能使住宅建筑具有较强的稳定性,钢结构建筑材料能承受较强的压力,同时具有较强的抗震性。所以在多高层住宅建筑中应用钢结构,提升了住宅建筑物的安全稳固性能。
参考文献
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