优势
钢结构与其它建设相比,在使用中、设计、施工及综合经济方面都具有优势,造价低,可随时移动。
一、钢结构住宅比传统建筑能更好的满足建筑上大开间灵活分隔的要求,并可通过减少柱的截面面积和使用轻质墙板,提高面积使用率,户内有效使用面积提高约6%。
二、节能效果好,墙体采用轻型节能标准化的C型钢、方钢、夹芯板,保温性能好,抗震度好。节能50%,
三、将钢结构体系用于住宅建筑可充分发挥钢结构的延性好、塑性变形能力强,具有优良的抗震抗风性能,大大提高了住宅的安全可靠性。尤其在遭遇地震、台风灾害的情况下,钢结构能够避免建筑物的倒塌性破坏。
四、建筑总重轻,钢结构住宅体系自重轻,约为混凝土结构的一半,可以大大减少基础造价。
五、施工速度快,工期比传统住宅体系至少缩短三分之一,一栋1000平米只需20天、五个工人方可完工。
六、环保效果好。钢结构住宅施工时大大减少了砂、石、灰的用量,所用的材料主要是绿色,**回收或降解的材料,在建筑物拆除时,大部分材料可以再用或降解,不会造成垃圾。
七、以灵活、丰实。大开间设计,户内空间可多方案分割,可满足用户的不同需求。
八、符合住宅产业化和可持续发展的要求。钢结构适宜工厂大批量生产,工业化程度高,并且能将节能、防水、隔热、门窗等先进成品集合于一体,成套应用,将设计、生产、施工一体化,提高建设产业的水平。
钢结构与普通钢筋混凝土结构相比,其匀质、高强、施工速度快、抗震性好和回收率高等优越性,钢比砖石和砼的强度和弹性模量要高出很多倍,因此在荷载相同的条件下,钢构件的质量轻。从被破坏方面看,钢结构是在事先有较大变形预兆,属于延性破坏结构,能够预先发现危险,从而避免。
钢结构厂房具有总体轻、节省基础、用料少、造价低、施工周期短,跨度大,安全可靠,造型美观,结构稳定等优势。钢结构厂房广泛应用于大跨度工业厂房、仓库、冷库、高层建筑、办公大楼,多层停车车场及民宅等建筑行业。
钢结构发展前景
钢结构发展:应关注三大领域
根据行业发展状况,海洋石油工程装备、钢结构住宅、钢结构桥梁等三个领域的发展应当引起国家有关主管部门的关注,如果受到重视和政策鼓励,完全可以实现产业倍增的目标。
海洋石油的产量在2015年要达到1亿吨,海洋工程装备企业的目标是要为深海1500米~3000米的开采提供大量装备,产业水平及规模必须提高;钢结构住宅符合绿色环保、节能减排和循环经济政策,其工业化、标准化的钢结构住宅产品具有广阔和无限的市场空间;全国59万座公路桥梁中钢结构桥梁不足1%,铁路系统高速发展,新建线路以桥代路,80%均是预应力钢筋混凝土桥梁。而钢结构桥梁在日本占到41%,美国占到33%,由此可见我国钢结构桥梁的市场需求和产业发展与发达国家还有很大差距。
中国钢结构产业在近10余年期间发展迅速,已成为**钢结构用量较大、制造施工能力较强、产业规模**、企业规模**的钢结构大国。
钢结构企业:须重视“十二五”发展
各地重大钢结构工程的成功建设,说明我国的钢结构综合技术水平已处于国际先进水平。但我国的钢结构产业在信息化、自动化、标准化、科研创新方面同发达国家相比还有不小的差距。
2011年是国家“十二五”规划起始之年,国家有关部委、行业协会及企业集团、钢结构企业都在进行调研、分析市场及未来发展趋势。国家**、工信部、科技部也正在研究有关战略性新型产业确定和规划目标,对具有国际先进水平、自主创新能力强、国际竞争实力强大并可以**更多市场的产业,将列入规划并给予支持、扶持政策。机遇也是挑战,我国钢结构产业能否上台阶、上规模,“十二五”期间的发展至关重要。
中国钢结构协会经过调查研究,在听取有关*意见和建议后,草拟了《关于钢结构产业在国家“十二五”规划的战略思考及建议草案》,在征求有关人员的意见后,协会将组织有关*具体落实、完善,以促进“十二五”期间钢结构行业取得更大发展。
钢结构行业由于其经济和技术的优越性、低碳减排、循环经济以及可工业化、产业化发展,能更好的适应并满足当前我国国民经济建设需要,也将成为具有市场广阔、企业众多、创新不断、充满蓬勃生机的新兴产业之一。
分析认为,“十二五”期间,获得政策扶持的钢结构行业有望在海洋工程、住宅和桥梁领域大展拳脚,实现产量的倍增。
抗震性
低层别墅的屋面大都为坡屋面,因此屋面结构基本上采用的是由冷弯型钢构件做成的三角型屋架体系,轻钢构件在封完结构性板材及石膏板之后,形成了非常坚固的"板肋结构体系",这种结构体系有着更强的抗震及抵抗水平荷载的能力,适用于抗震烈度为8度以上的地区。
抗风性
型钢结构建筑重量轻、强度高、整体刚性好、变形能力强。建筑物自重仅是砖混结构的五分之一,可抵抗每秒70米的飓风,使生命财产能得到有效的保护。
耐久性
轻钢结构住宅结构全部采用冷弯薄壁钢构件体系组成,钢骨采用**级防腐高强冷轧镀锌板制造,有效避免钢板在施工和使用过程中的锈蚀的影响,增加了轻钢构件的使用寿命。结构寿命可达*。
保温性
采用的保温隔热材料以玻纤棉为主,具有良好的保温隔热效果。用以外墙的保温板,有效的避免墙体的“冷桥”现象,达到了更好的保温效果。100mm左右厚的R15保温棉热阻值可相当于1m厚的砖墙。
隔音性
隔音效果是评估住宅的一个重要指标,轻钢体系安装的窗均采用中空玻璃,隔音效果好,隔音达40分贝以上;由轻钢龙骨、保温材料石膏板组成的墙体,其隔音效果可高达60分贝。
健康性
干作业施工,减少废弃物对环境造成的污染,房屋钢结构材料可**回收,其他配套材料也可大部分回收,符合当前环保意识;所有材料为绿色建材,满足生态环境要求,有利于健康。
舒适性
轻钢墙体采用高效节能体系,具有呼吸功能,可调节室内空气干湿度;屋顶具有通风功能,可以使屋内部上空形成流动的空气间,保证屋顶内部的通风及散热需求。
快捷
全部干作业施工,不受环境季节影响。一栋300平方米左右的建筑,只需5个工人30个工作日可以完成从地基到装修的全过程。
环保
材料可**回收,真正做到绿色无污染。
节能
全部采用高效节能墙体,保温、隔热、隔音效果好,可达到50%的节能标准。
施工技术
一、钢结构安装焊接前的准备工作
试验钢材包括Q345GJC-Z15(壁厚70mm)、Q345GJC-Z15(壁厚40mm)、Q345C(翼缘厚28mm),焊接位置为柱—柱横焊、柱—梁平焊(包括桁架梁上下翼缘平焊)、T型角立焊。坡口形式及尺寸按设计要求。焊后外观及超声波检查合格后取样进行了力学和物理试验。
试验结果接头的抗拉强度达到母材抗拉强度标准值,接头弯曲180°无裂纹。采用的焊接材料和焊接设备技术条件应符合国家标准,性能优良。清渣、气刨、焊条烘干保温等装置应齐全有效。
二、手工电弧焊及CO2气保焊焊材和设备
(1)焊条应在高温烘干箱中烘干,焊条烘干次数不得**过两次。
(2)焊丝包装应完好,如有破损而导致焊丝污染或弯折、紊乱时应部分弃之。
(3)CO2气体纯度应不低于99.9%(体积比),含水量应低于0.05%(重量比),瓶内高压低于1MPa时应停止使用。
(4)焊机电压应正常,地线压紧牢固,接触可靠,电缆及焊钳无破损,送丝机应能均匀送丝,气管应无漏气或堵塞。
三、安装焊接程序及一般规定
焊接的一般顺序为:焊前检查 →预热除锈 → 装焊垫板和引弧板→ 焊接 → 检验
1.焊前检查坡口角度、钝边、间隙及错口量,坡口内和两侧的锈斑、油污、氧化铁皮等应清除干净。
2.预热。焊前用气焊或特制烤枪对坡口及其两侧各100mm范围内的母材均匀加热,并用表面测温计测量温度,防止温度不符合要求或表面局部氧化,预热温度。
3.重新检查预热温度,如温度不够应重新加热,使之符合要求。
4.装焊垫板及引弧板,其表面清洁程度要求与坡口表面相同,垫板与母材应贴紧,引弧板与母材焊接应牢固。
5.焊接:**层的焊道应封住坡口内母材与垫板的连接处,然后逐道逐层累焊至填满坡口,每道焊缝焊完后,都必须清除焊渣及飞溅物,出现焊接缺陷应及时磨去并修补。
6.一个接口必须连续焊完,如不得已而中途停焊时,应进行保温缓冷处理,再焊前,应重新按规定加热。
7.遇雨、雪天时应停焊,构件焊口周围及上方应有挡风、雨棚,风速大于5m/s时应停焊。环境温度低于零度时,应按规定采取预热和后热措施施工。
8.碳素结构钢应在焊缝冷却到环境温度、低合金结构钢应在完成24h以后,进行焊缝探伤检验。
9.焊工和检验人员要认真填写作业记录表。
四、典形节点的焊接顺序和工艺参数
(1)上下柱无耳板侧由两名焊工在两侧对称焊至板厚的1/3处时,切去耳板。
(2)然后在切去耳板侧由两名焊工在两侧对称焊至板厚的1/3处。
(3)再由两名焊工分别承担相邻两面的焊接。
(4)每两层之间焊道的接头应相互错开,两名焊工焊接的焊道接头也要注意每层错开,焊接过程中要注意检测层间温度。
(5)焊接工艺参数:
CO2气保焊:焊丝直径Φ1.2mm,电流280~320A,焊速350~450mm/min
焊丝伸出长度:约20mm,气体流量25~80L/min,
电压29~34V,层间温度120~150℃
五、柱—梁、梁—梁节点
(1)先焊梁的下翼缘,梁腹板两侧的翼缘焊道要保持对称焊接。
(2)待下翼缘焊完,然后焊接上翼缘。
(3)如翼缘板厚大于30mm时,宜上下翼缘轮换施焊。
(4)焊接工艺参数:
CO2气保焊:焊丝直径φ1.2mm,电流280~360A,焊速300~500mm/min
焊丝伸出长度约20 mm,气体流量20~80L/mm
电压30~38V,层间温度120~150℃