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行業(yè)新聞
為什么高層建筑的鋼結構住宅很少？
2019-06-27
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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。
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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