高层建筑钢材结构好不好

2024-05-23 19:57:51 (34分钟前 更新) 300 6762

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主要分为三类:
1、砌体结构:主要采用实心砖、空心砖、砌块等砌筑而成。砌体结构的优点在于材料容易得到,成本较低。但是结构松散,不利抗震。
2、混凝土结构:主要由钢筋骨架和混凝土浇筑而成。优点在于坚固耐用,利于维护,但是自重较大,消耗材料较多,不利环保,也不利于建造超高层建筑,造价适中。
3、钢结构:主要由钢材通过焊接、螺栓连接而成。优点在于材料强度高,相对自重较轻,利于建造超高层建筑,但是消耗钢材较多,不利环保,造价较高。
4、木结构:主要由木材通过榫卯和螺栓连接而成。优点在于施工便利,但是大量消耗木材,不利环保。
此外还有一些组合结构如配筋砌体结构、钢-混凝土组合结构等。
主要分为三类:
1、砌体结构:主要采用实心砖、空心砖、砌块等砌筑而成。砌体结构的优点在于材料容易得到,成本较低。但是结构松散,不利抗震。
2、混凝土结构:主要由钢筋骨架和混凝土浇筑而成。优点在于坚固耐用,利于维护,但是自重较大,消耗材料较多,不利环保,也不利于建造超高层建筑,造价适中。
3、钢结构:主要由钢材通过焊接、螺栓连接而成。优点在于材料强度高,相对自重较轻,利于建造超高层建筑,但是消耗钢材较多,不利环保,造价较高。
4、木结构:主要由木材通过榫卯和螺栓连接而成。优点在于施工便利,但是大量消耗木材,不利环保。
此外还有一些组合结构如配筋砌体结构、钢-混凝土组合结构等。
多来A梦A梦 2024-05-23
1、结构刚度与质量问题
 钢结构一大优势是高强轻质,这在常规建筑上是优点。但是在某些结构上,这可能会成为缺点。  钢的密度比混凝土大,但为什么说钢材是轻质呢,是因为钢材的强度高,承受相同荷载情况下,钢材需要量少,总体来说质量会比混凝土轻。这是钢结构的一大优点。  同时由于钢结构用量少,会导致刚度不足的问题。同时在动力问题中,质量小,也未必就是一个好事情。  高层超高层抗风抗震是个大问题,这里说的抗风抗震不是强度问题,而是刚度问题。  也就说,大风地震情况下,不怕楼会倒,而是怕晃动太大,确切地说是怕晃动的加速度太大。  想象一下,一个一直在晃动的大楼,你敢去住不?  一个没有正常使用功能的建筑,无疑就是个定时炸弹。  这时候强度优势很难发挥出来,刚度问题虽然可以通过结构手段处理,但是质量太轻,可能会是个致命问题。  在大跨度桥梁中,尤其是悬索桥,由于钢结构质量太轻,我们甚至要往钢箱里面添加配重,改善其动力特性。  对应的房屋结构中要采用钢结构与混凝土核心筒配合,来解决刚度问题。  帝国大厦,双塔,西尔斯大厦确实是钢结构的超高层,但他们都是奔着世界纪录去的,他们解决的关键问题都是钢结构高层抗风,还有他们太贵了,如果用来做住宅。  另外,动力问题要注意的是,动力问题很复杂,刚度低未必合适,刚度高也未必好,只有合适的范围才是合理的。
 2、防腐问题  钢结构防腐是个大问题,尤其是沿海地区。下面这张图,是某海湾大桥,1991年通车。  20年后,钢管已经锈蚀成一片一片的页片样了。
 3、钢结构防火问题  钢结构通常在450~650℃温度中就会失去承载能力、发生很大的形变、导致钢柱、钢梁弯曲,结果因过大的形变而不能继续使用,一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右。这一时间的长短还与构件吸热的速度有关。  从施工上说,钢结构可能施工难度高点。  ———分割线@TheoChou    提到的几个问题,我倒觉得未必是钢结构的缺点,大家可以讨论————
 1、运输问题  我的观点恰恰相反,运输问题才是钢结构的一大优势。  混凝土运输真的很便宜吗?那是低强度混凝土。  C60混凝土以上,对骨料的要求是很高的。  举例而言,贵州省全省就没有合格的骨料可供配置C60以上的混凝土。  我们现在有个拱桥项目在贵州,C60混凝土的所有骨料都是从湖北运进来的。你看看这个运输成本。  所以远距离运输并不是钢结构独有的情况。  钢结构在工厂预制好构件,到现场拼装,可以节约大量的现场成本,同时控制工程质量。  相同的一辆卡车,运一吨的钢材和运一吨的砂石,当然运钢材的成本(单位价格成本)低一些。  同时,把混凝土弄上100米以上的高层的运输成本,恐怕也比钢结构高。
 顺便提一下,钢结构的成本不仅仅是钢材的成本,还包括加工成本,两者大概是1:1的关系,也就是说5000一吨的钢材,加工成构件,总成本会变成10000元一吨。运输成本再贵,和10000元每吨来说,也是个小数字。  1方混凝土,成本不到500元把,折合成每吨也就是200块钱。两者相差50倍啊,当然考虑到强度差距,这个成本差距会缩小一点。
 2、大跨度恐怕不能说是钢结构独有的优势。钢结构为什么要做成桁架,桁架从整体上讲,就是个掏空的梁。单一钢结构构件,没法做出这么大的梁高,所以用桁架来拼装。但由于压杆稳定的问题,用钢桁架做的跨度是很有限的。桁架的跨度能做100m?200m?同时桁架的面外稳定性也是个大问题。
1、结构刚度与质量问题
 钢结构一大优势是高强轻质,这在常规建筑上是优点。但是在某些结构上,这可能会成为缺点。  钢的密度比混凝土大,但为什么说钢材是轻质呢,是因为钢材的强度高,承受相同荷载情况下,钢材需要量少,总体来说质量会比混凝土轻。这是钢结构的一大优点。  同时由于钢结构用量少,会导致刚度不足的问题。同时在动力问题中,质量小,也未必就是一个好事情。  高层超高层抗风抗震是个大问题,这里说的抗风抗震不是强度问题,而是刚度问题。  也就说,大风地震情况下,不怕楼会倒,而是怕晃动太大,确切地说是怕晃动的加速度太大。  想象一下,一个一直在晃动的大楼,你敢去住不?  一个没有正常使用功能的建筑,无疑就是个定时炸弹。  这时候强度优势很难发挥出来,刚度问题虽然可以通过结构手段处理,但是质量太轻,可能会是个致命问题。  在大跨度桥梁中,尤其是悬索桥,由于钢结构质量太轻,我们甚至要往钢箱里面添加配重,改善其动力特性。  对应的房屋结构中要采用钢结构与混凝土核心筒配合,来解决刚度问题。  帝国大厦,双塔,西尔斯大厦确实是钢结构的超高层,但他们都是奔着世界纪录去的,他们解决的关键问题都是钢结构高层抗风,还有他们太贵了,如果用来做住宅。  另外,动力问题要注意的是,动力问题很复杂,刚度低未必合适,刚度高也未必好,只有合适的范围才是合理的。
 2、防腐问题  钢结构防腐是个大问题,尤其是沿海地区。下面这张图,是某海湾大桥,1991年通车。  20年后,钢管已经锈蚀成一片一片的页片样了。
 3、钢结构防火问题  钢结构通常在450~650℃温度中就会失去承载能力、发生很大的形变、导致钢柱、钢梁弯曲,结果因过大的形变而不能继续使用,一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右。这一时间的长短还与构件吸热的速度有关。  从施工上说,钢结构可能施工难度高点。  ———分割线@TheoChou    提到的几个问题,我倒觉得未必是钢结构的缺点,大家可以讨论————
 1、运输问题  我的观点恰恰相反,运输问题才是钢结构的一大优势。  混凝土运输真的很便宜吗?那是低强度混凝土。  C60混凝土以上,对骨料的要求是很高的。  举例而言,贵州省全省就没有合格的骨料可供配置C60以上的混凝土。  我们现在有个拱桥项目在贵州,C60混凝土的所有骨料都是从湖北运进来的。你看看这个运输成本。  所以远距离运输并不是钢结构独有的情况。  钢结构在工厂预制好构件,到现场拼装,可以节约大量的现场成本,同时控制工程质量。  相同的一辆卡车,运一吨的钢材和运一吨的砂石,当然运钢材的成本(单位价格成本)低一些。  同时,把混凝土弄上100米以上的高层的运输成本,恐怕也比钢结构高。
 顺便提一下,钢结构的成本不仅仅是钢材的成本,还包括加工成本,两者大概是1:1的关系,也就是说5000一吨的钢材,加工成构件,总成本会变成10000元一吨。运输成本再贵,和10000元每吨来说,也是个小数字。  1方混凝土,成本不到500元把,折合成每吨也就是200块钱。两者相差50倍啊,当然考虑到强度差距,这个成本差距会缩小一点。
 2、大跨度恐怕不能说是钢结构独有的优势。钢结构为什么要做成桁架,桁架从整体上讲,就是个掏空的梁。单一钢结构构件,没法做出这么大的梁高,所以用桁架来拼装。但由于压杆稳定的问题,用钢桁架做的跨度是很有限的。桁架的跨度能做100m?200m?同时桁架的面外稳定性也是个大问题。
七月的尾巴 2024-05-18
钢材的特点是强度高、自重轻、刚度大,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜;材料匀质性和各向同性好,属理想弹性体,最符合一般工程力学的基本假定;材料塑性、韧性好
钢材的特点是强度高、自重轻、刚度大,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜;材料匀质性和各向同性好,属理想弹性体,最符合一般工程力学的基本假定;材料塑性、韧性好
温馨玫瑰 2024-05-09

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