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如果未來所有建築都改用鋼結構,鋼結構的優缺點是什麽?

3鋼結構在住宅應用中的優勢

與傳統結構相比,鋼結構住宅在功能、設計、施工和綜合經濟方面具有優勢,主要體現在以下幾個方面。

3.1設計制造周期短,設計生產壹體化。

現代結構設計借助計算機和專門的結構分析軟件,大大縮短了設計周期,修改和調整設計非常方便。同時,由於鋼結構具有工廠預制、現場安裝的特點,可以將前期設計與現場生產手段相結合,通過網絡計算機與數控機床的結合,設計人員可以在工作室內完成設計,即產品由工廠的生產線制作,效率高、精度高,可以大大縮短工程建設周期。

3.2能夠合理安排功能區間

在住宅建築中,建築師和居民總是希望有壹個沒有豎向結構的大跨度空間,這樣可以根據需要靈活分區,使室內布局多樣化。由於傳統住宅所用材料的性質,空間布局的自由度受到限制。開間過大,會造成樓板厚度大,梁柱截面過大,不僅影響室內美觀,還會增加結構重量和土建投資。居民往往在二次裝修時自行改變墻體布局,不僅增加了經濟負擔,還因承重墻的破壞增加了隱患。鋼結構住宅可以利用鋼材強度高的特點,采用大開間柱網布局,使建築的平面分隔靈活,既給建築師提供了設計的空間,也給使用者提供了根據不同用途改變結構的可能。可利用非承重墻靈活分隔室內空間,形成開放式住宅。同時,利用鋼結構簡單的連接特點,錯層和躍層結構可以比傳統結構更好地應用於豎向平面。鋼結構住宅由於截面尺寸小,可以增加使用面積,提高得房率。

3.3承載強度高,抗震性能優異。

相同荷載下,鋼結構截面最小,相同截面下,鋼結構承載能力最大。在抗震設防區,鋼筋混凝土結構有很多缺點,而鋼結構較輕,六層輕鋼住宅的重量只相當於四層磚混結構的重量,地震作用本身較小;而且鋼材延性高,耗能能力好,所以抗震性能好,結構安全性高。

3.4施工優勢突出。

現澆混凝土需要連續施工,受我國北方施工季節的影響。鋼結構大部分構件在工廠制作,通過焊接或螺栓運輸到現場進行整體組裝,可以全天作業。工地工程量小,減少了施工臨時用地。與傳統建築材料相比,對周圍環境汙染小,提高了施工機械化水平。由於鋼結構本身作為剛性結構可以承受結構荷載和施工荷載,所以在施工時可以節省支模和拆模的材料,從而降低成本,大大加快施工速度。資金的價值在施工中得到充分體現,降低資金成本對開發商的銷售和資金回籠極為有利。

3.5綜合成本低

鋼結構承載力高,可實現結構的大開間布置,截面小。與混凝土結構和磚混結構相比,鋼結構自重較輕,地基處理較容易,可采用天然基礎型式。由於基礎在工程造價中所占比重較大,上部結構的輕量化可以降低基礎的造價,從而降低整個工程的投資。另壹方面,鋼結構施工的高度機械化降低了人工和模板等其他輔助材料的成本。

鋼結構住宅的工程造價是壹個非常敏感的問題。從目前的情況來看,鋼結構住宅的造價略高於鋼筋混凝土剪力墻住宅。有專家測算,小高層住宅鋼結構用鋼量可控制在每平方米50公斤以下,工程造價增幅可控制在10%左右,但綜合效益可觀,將促進住宅生產經營方式的轉變,推動住宅產業的發展。隨著系統化和產業化的提高,性價比也會提高,成本也會降低。

3.6滿足住宅產業化和可持續發展的要求。

鋼結構適合工廠大批量生產,工業化和商品化程度高。可集成節能、防水、隔熱、門窗等先進成品,實現綜合應用,集設計、生產、施工、安裝於壹體,提高住宅產業化水平。今後,隨著城市建設的發展,城市改造中需要拆除大量的舊建築。鋼結構比傳統結構更容易拆除,鋼材回收率高,拆除成本低,汙染少,符合可持續發展的要求。