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装配式钢结构建筑
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装配式钢结构建筑

 

装配式钢结构建筑(Assembled building with steel-structure):建筑的结构系统由钢(构)件构成的装配式建筑

1、基本介绍

钢结构是天然的装配式结构,但并非所有的钢结构建筑均是装配式建筑,尤其是算不上好的装配式建筑。那么什么样的钢结构建筑才能算得上是好的装配式建筑呢?必须是钢结构、围护系统、设备与管线系统和内装系统做到和谐统一,才能算得上是装配式钢结构建筑。

2、优点

相对于装配式混凝土建筑而言,装配式钢结构建筑具有以下优点:

1) 没有现场现浇节点,安装速度更快,施工质量更容易得到保证;

2) 钢结构是延性材料,具有更好的抗震性能;

3) 相对于混凝土结构,钢结构自重更轻,基础造价更低;

4) 钢结构是可回收材料,更加绿色环保;

5) 精心设计的钢结构装配式建筑,比装配式混凝土建筑具有更好的经济性。

6) 梁柱截面更小,可获得更多的使用面积。

3、缺点

1) 相对于装配式混凝土结构,外墙体系与传统建筑存在差别,较为复杂。

2) 如果处理不当或者没有经验,防火和防腐问题需要引起重视。

3) 如设计不当,钢结构比传统混凝土结构更贵,但相对装配式混凝土建筑而言,仍然具有一定的经济性。

4、抗震性能

抗震性能优越是钢结构建筑的主要优点之一。

1985年墨西哥8.1级大地震钢结构建筑的倒塌比例远低于混凝土建筑。1995年日本7.1阪神大地震的震害统计也显示了同样的结果。

同济大学2015年进行了分层框架体系的三层足尺试验表示,结构在经历0.62g(相当于9度大震)的地震加速度后,除抗震支撑外,其余部分均完好无损。

5、节点

目前装配式钢结构的梁柱节点主要采用栓焊连接。

但装配式钢结构推荐采用螺栓连接节点。螺栓连接(免焊连接)的好处是:

1) 安装速度快;

2) 更加容易控制施工质量。

3) 现场焊缝是钢结构容易发生腐蚀的主要部位(油漆现场处理不当),全螺栓连接可以避免此类部位,并可以做到油漆全部由工厂涂装,大大提高了钢结构的防腐蚀性能。

如适用于三层以下房屋的冷弯薄壁系统,通过自攻钉等连接件,已经实现了现场无任何焊缝。分层框架体系亦采用全螺栓连接,施工速度大大提高。同济大学对采用单边螺栓的梁柱节点进行了多组实验,实验结果表明,满足一定条件的端板连接梁柱节点可满足刚性连接的要求。

6、围护系统

围护系统对于装配式建筑,围护系统是一个关键因素。钢结构系统必须与围护系统配合紧密、和谐统一。譬如经常被使用的方形柱+外挂墙板系统,应用于办公楼建筑中是一种成熟的建筑结构系统,但用于住宅则会造成住户对装配式建筑产生不良影响,因为住惯了剪力墙结构的中国居民不希望室内能看到梁和墙角柱子。另外,譬如对音桥的细节处理等构造问题也是装配式钢结构建筑的关键技术。