钢结构的优缺点及工程运用

发表时间:2020/8/24   来源:《基层建设》2020年第12期   作者:吴毅
[导读] 摘要:随着城市化进程的加快,越来越多的大型大跨度的高铁车站、体育场馆等钢结构建筑拔地而起,且成为某些地区的标志性建筑物,钢结构引起具有多种自身优势逐渐被广泛的应用,同时其自身也存在一定的缺陷,故本文将对钢结构的优劣性能进行简单的概括和总结,并基于钢结构工程的研究现状谈谈未来钢结构的发展趋势。
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        摘要:随着城市化进程的加快,越来越多的大型大跨度的高铁车站、体育场馆等钢结构建筑拔地而起,且成为某些地区的标志性建筑物,钢结构引起具有多种自身优势逐渐被广泛的应用,同时其自身也存在一定的缺陷,故本文将对钢结构的优劣性能进行简单的概括和总结,并基于钢结构工程的研究现状谈谈未来钢结构的发展趋势。
        关键词:钢结构、优缺点、工程运用、发展趋势
        引言
        改革开放以来,全国大中城市工业化进程逐渐加快,且地区的GDP已成为城市发展水平以及城市分级的主要依据。现有经济发展数据表明,我国经济发展的主要支柱力量以及GDP增长的主要贡献者仍然以“工业”为主。因此,为了提升城市竞争力,增加政府财政收入以及刺激当地就业,各地区争相引进企业,设立经济开发园区,同时由于钢结构厂房具有造价低廉、建设周期短、搭建简便、使用方便等优势,钢结构工业建筑在现阶段的运用非常普遍。
        一、钢结构概念
        钢结构主要是指由不同形状和功能的钢材(构件),通过焊接、搭接、螺栓或者铆钉连接起来的结合体结构。常见的钢结构组成构建主要有:型钢、槽钢、工字钢、钢柱、钢桁架等等,而钢结构由于其应用工程结构的位置及其自身发挥的功能和优势的不同,其采用的构建种类和搭接方式的差异性较大。
        二、钢结构的优缺点
        2.1钢结构的优点
        1)自重轻
        钢结构在实际工程应用的结构型式主要有:块状、条状、中空管状、槽状、工字状等等,由于这些钢材构件在投入工程使用之前都经过规范的强度验算,因此,在满足实际工程使用的前提下,通过合理连接构成的钢结构,不但具有较高强度值,且自身的重量将大大的降低了。
        2)施工简便
        钢结构主要由各种钢材料构件经不同连接方式连接而成,其连接过程方便快捷,基本不受天气环境和周边环境的影响,且可在室内操作,大大缩短了施工周期。与传统的房建工程相比,钢结构工程的优势明显,且在工业园区厂房建设中运用前景广泛。
        3)造价低廉
        在实际钢结构工程运用中,其钢结构组成构件均经过合理的设计和强度验算的,并且本着“保证钢材强度”和“节能降耗”的要求,实际工程中的钢材用量并不大。

由于钢材价格受市场波动影响较大,但单位面积工程造价费用实际却小于土建工程造价,而且由于钢材经过合理的设计和锻造,其抗压和抗弯强度将大于实际混凝土结构工程,且混凝土结构工程不具有抗拉性能。
        2.2钢结构的缺点
        1)抗腐蚀性差
        在日常生活中,裸露在外的钢铁材料制品随着时间的推迟,其外表面由于受雨水(特别是酸雨)的冲刷,在钢材表面经过复杂的物理化学变化,容易发生表皮脱落或者生锈等现象,从而降低使用寿命,由于钢结构本身材料是钢材,所以也常常受外界腐蚀,自身抗腐蚀性能差。然而在实际应用中为了延长钢结构使用的周期,需定期在钢结构表面涂漆或者镀锌,确保钢结构的使用年限。
        2)耐火性能差
        钢材是由矿石在高温下经过复杂的冶炼工序生产制造形成的工业用料,且钢材在高温(温度大于等于600℃)情况下,会出现软化现象,从而失去承载力,导致结构坍塌。正由于钢材的耐高温耐火性能差的原因,在钢结构内不宜动火。
        三、钢结构的运用现状
        现阶段,钢结构主要应用于工业区企业厂房、高层建筑的外框架、建筑物顶部附属构筑物、大型高铁车站(火车站)、大型体育场馆和体育场等等。当然,随着人类对生活居住条件要求的提高以及建筑结构构件受力模拟验算的快速发展,不同类型和型式的钢结构工程、钢结构和混凝土复合结构工程越来越多。
        四、钢结构未来发展趋势
        随着近年建筑工业化的快速发展,人类也正在加快钢结构行业的工业化发展,使其从设计、制造、建造全过程实现工业化,加快工程进程,节省工程成本。此外,钢结构新材料也是当前研究的热点话题,科学研究人员正在积极探索能克服钢结构现有的缺陷、符合时代发展趋势的新材料。同时也为了满足现在信息化(智能化)工业建筑的发展需要,人类也正在积极探索往钢结构工程中加入人工智能,着力打造适应现代化、信息化、智能化的新型钢结构建筑,使其更加简便、快捷的服务人类。
        参考文献:
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        [5]陈禄如, 刘万忠. 中国钢结构行业现状和发展趋势[J]. 钢结构, 2004(02):31-35.
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