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    為什么高層建筑的鋼結構住宅很少?

    2019-06-27 點(diǎn)擊數:670
    1、結構剛度與質(zhì)量問(wèn)題
    鋼結構一大優(yōu)勢是高強輕質(zhì),這在常規建筑上是優(yōu)點(diǎn)。但是在某些結構上,這可能會(huì )成為缺點(diǎn)。
    鋼的密度比混凝土大,但為什么說(shuō)鋼材是輕質(zhì)呢,是因為鋼材的強度高,承受相同荷載情況下,鋼材需要量少,總體來(lái)說(shuō)質(zhì)量會(huì )比混凝土輕。這是鋼結構的一大優(yōu)點(diǎn)。
    時(shí)由于鋼結構用量少,會(huì )導致剛度不足的問(wèn)題。同時(shí)在動(dòng)力問(wèn)題中,質(zhì)量小,也未必就是一個(gè)好事情。高層超高層抗風(fēng)抗震是個(gè)大問(wèn)題,這里說(shuō)的抗風(fēng)抗震不是強度問(wèn)題,而是剛度問(wèn)題。
    也就說(shuō),大風(fēng)地震情況下,不怕樓會(huì )倒,而是怕晃動(dòng)太大,確切地說(shuō)是怕晃動(dòng)的加速度太大。想象一下,一個(gè)一直在晃動(dòng)的大樓,你敢去住不?一個(gè)沒(méi)有正常使用功能的建筑,無(wú)疑就是個(gè)定時(shí)炸彈。這時(shí)候強度優(yōu)勢很難發(fā)揮出來(lái),剛度問(wèn)題雖然可以通過(guò)結構手段處理,但是質(zhì)量太輕,可能會(huì )是個(gè)致命問(wèn)題。
    在概念上講,地震力和風(fēng)力都屬于水平荷載,隨著(zhù)高度的增加,建筑物底部的傾覆彎矩是成二次方上漲的。這就是說(shuō),就算再小的風(fēng)力地震力,隨著(zhù)高度的增長(cháng),也會(huì )逐漸取代豎向荷載成為控制條件。
    在大跨度橋梁中,尤其是懸索橋,由于鋼結構質(zhì)量太輕,我們甚至要往鋼箱里面添加配重,改善其動(dòng)力特性。對應的房屋結構中要采用鋼結構與混凝土核心筒配合,來(lái)解決剛度問(wèn)題。
    帝國大廈,雙塔,西爾斯大廈確實(shí)是鋼結構的超高層,但他們都是奔著(zhù)世界紀錄去的,他們解決的關(guān)鍵問(wèn)題都是鋼結構高層抗風(fēng),還有他們太貴了,如果用來(lái)做住宅。
    另外,動(dòng)力問(wèn)題要注意的是,動(dòng)力問(wèn)題很復雜,剛度低未必合適,剛度高也未必好,只有合適的范圍才是合理的。
    2、鋼結構防火問(wèn)題
    鋼結構通常在450~650℃溫度中就會(huì )失去承載能力、發(fā)生很大的形變、導致鋼柱、鋼梁彎曲,結果因過(guò)大的形變而不能繼續使用,一般不加保護的鋼結構的耐火極限為15分鐘左右。這一時(shí)間的長(cháng)短還與構件吸熱的速度有關(guān)。
    從施工上說(shuō),鋼結構可能施工難度高點(diǎn)。
    3、防腐問(wèn)題
    鋼結構防腐是個(gè)大問(wèn)題,尤其是沿海地區.
    對于很多建筑公司鋼結構的住宅還是很流行的,住宅逐步走向綠色環(huán)保的建筑。

    鋼結構住宅的優(yōu)點(diǎn):
    1、建筑風(fēng)格靈活、豐實(shí)。大開(kāi)間設計,戶(hù)內空間可多方案分割,滿(mǎn)足用戶(hù)的不同需求,并可通過(guò)減少柱的截面面積和使用,提高面積使用率,戶(hù)內有效提高約3--6%。
    2、節能效果好,墻體采用輕型節能標準化預制墻板代替,保溫性能好,節能65%,
    3、將鋼結構體系用于住宅建筑可充分發(fā)揮鋼結構的延性好、能力強,以及優(yōu)良的抗震抗風(fēng)性能。
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