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必須還鋼結構輕、快、好、省的本來面目

發布時間: 2017-12-06 23:38   566 次瀏覽

美國紐約世界貿易中心、香港中國銀行大樓、上海環球金融中心等陸續出現的創新高層結構體系無論在建筑、技術、材料、設備和施工等方面都體現了鋼結構輕、快、好、省的特點,反映了當時世界**先進的水平。諸多事實證明,高層鋼結構隨著其結構抗側力體系的高效發展,結構用鋼指標也在降低。因此,用鋼指標也應成為衡量一種結構體系和一個結構工程優劣的重要指標。

  ⒉大跨度鋼結構。在大跨度鋼結構的發展中,采用了大量新材料、新工藝、新技術,結構體系的不斷創新已成為結構行業近50年來**活躍的研究領域。就目前來說,有以剛性桿件組成的網架、網殼等剛性結構體系;有以索膜等柔性材料為特征的懸索結構、薄膜結構、張拉集成體系等柔性結構體系;還有雜交結構體系,以及可展開結構和可折疊結構等。

  1975年建成的上海體育館,采用網架結構,它的平面為直徑110米的圓形,用鋼指標僅49公斤/平方米,這是我國早期網架結構的杰出代表。上海體育館的建成,使具有整體工作性能好、抗震性能好、用鋼指標省、施工技術成熟方便等優勢的結構體系在我國得到了迅猛發展,應用范圍普及到體育建筑、公共建筑、工業廠房以及飛機維修庫等,使我國網架結構的覆蓋面積達到世界,在設計、制作和安裝技術等方面處于世界先進行列。1996年亞特蘭大奧運會主場館――佐治亞索穹頂,其平面為240米×192米的橢圓形,而用鋼指標還不到30公斤/平方米,因為其采用了結構效率極高的索穹頂結構體系,該體系突出的優勢就是隨著跨度的增加結構用鋼指標的增加并不明顯。1997年建成的日本名古屋體育館采用網殼結構,是當前世界上跨度****的單層網殼結構,其結構施工時采用了整體提升的方法將重1.3萬噸的屋蓋提升到位,僅30個月的時間便施工完畢。開啟結構具有回歸自然和多功能綜合利用的特點,能節約能源、降低整個建筑的造價,產生了非常好的社會經濟效益。2006年建成的****跨度達254米的南通體育會展中心主體育館,其固定屋蓋和開啟屋蓋均為網殼結構,它是世界上首次將機電液壓技術、移動臺車多點支撐用于巨型開合結構的工程。

  大跨度鋼結構在整體上出現從較重向輕型體系發展,從剛性體系向柔性體系發展,并出現由單一的結構形式發展到各種結構形式的合理組合。這種組合旨在集中兩種或幾種結構的優點,充分發揮材料強度,使結構受力更加明確合理,體系更加經濟有效。

  ⒊輕型鋼結構。始于20世紀初的輕型鋼結構體系,在第二次世界大戰期間得到了快速發展,主要用于對可拆卸性和施工速度要求很高的戰地機庫、軍營等。20世紀40年代出現了門式剛架結構,20世紀60年代開始大量應用由彩色壓型板及冷彎薄壁型鋼檁條組成的輕質圍護體系。目前,輕型鋼結構已成為發達國家的主要建筑結構形式,英國新建的非居住類房屋建筑中,90%的單層和60%的多層建筑都采用了輕型鋼結構,美國在輕鋼結構體系的分析、設計、制作上也實現了高度的標準化及工廠化。我國自20世紀80年代的寶山鋼鐵公司一期工程開始應用輕型鋼結構,該工程采用熱軋H型鋼作為主承重骨架,并首次采用彩色壓型鋼板作為圍護結構,建設的過程顯現了這種體系輕型、快速和高效的特點,給我國建筑業帶來了革新。目前國內常用的輕鋼結構承重體系包括:焊接門式剛架結構體系、冷彎薄壁型鋼結構體系、多層房屋鋼結構體系、金屬拱型波紋屋蓋體系等。其中輕型門式剛架結構由于結構構件和圍護結構的高度系列化和定型化、結構設計合理、用鋼量省、制作工業化、安裝實現全部機械連接、施工迅速而周期短以及經濟效益高等特點,自20世紀90年代以來在我國得到了迅速的發展,應用于單層輕型廠房、倉庫、大型商場、體育館和展覽廳等。

  ⒋發展歷程總結。從上述鋼結構的發展歷程我們可以總結出這樣的規律:那些新穎、輕巧、受力明確又便于施工且經濟效益高、節省自然資源的鋼結構,也就是能夠凸顯“輕、快、好、省”特點的鋼結構一經建成,便具有極大的示范性和推廣性,形成了鋼結構發展史上每一個階段的里程碑。它們既有革新意義,同時還具有普遍的適用性,因此能夠不斷擴大鋼結構的應用范圍,并推動鋼結構不斷向前發展。

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