談鋼結構優勢以及民用建筑用材的發展

周 杰

(南通大學建筑工程學院，江蘇南通 226007)

在21世紀中已過了14個年頭，隨著中國經濟的快速高效地發展，建筑行業也將出現新的紀元，由原來的主打混凝土的建筑將在不久的將來會被鋼結構的建筑所替代，這與鋼結構獨特的性質有關。

1 鋼結構的優勢

現在的民用建筑多以自重很大的混凝土為材料建成的，雖然在混凝土中加了鋼筋，在跨度方面依然受重力的制約，導致大跨度的建筑不能很好地體現出來，而需要建造跨度更大，結構更強，自重更輕的建筑是如今主方向。鋼結構所建的建筑在這方面完全具備了這幾點要求:1)就自重而言，現場拼裝而成的鋼架結構，與此同時再搭配一些輕質的樓板和墻板，與達到同樣強度標準的混凝土比較，鋼結構的建筑重量能夠減輕將近30%。2)就施工工期而言，對于建造一個民用建筑，所用的材料和配套的東西都可以實現工廠化制作和生產，而質量方面也可以通過相應的器材加以檢測，容易保證，便于加強相應的管理，從工廠生產到相應的組裝，施工的工期相對于磚混結構以及鋼筋混凝土結構短，比如上海世博會的部分鋼架建筑只需要幾天就能組裝建成，但如果是鋼筋混凝土那就不是幾天，而是幾個月，同時混凝土的施工確實受天氣以及外部一些條件的束縛，而這些因外界導致的直接結果是工期的延長，經濟效益低下，投入和產出不符。3)就鋼結構工藝耗材以及回收方面，這是混凝土無法相比的，鋼結構在施工時的噪聲小，無污染;對于耗材方面，單位的建筑面積用材少，譬如像鋼筋混凝土材料平均每平方米耗材1 500 kg，相應的鋼材消耗只有每平方米250 kg，由鋼結構建筑產生的建筑廢棄物相比傳統的建筑材料可就不值一提了。4)對于防止未來災害，像地震等不可避免自然因素，鋼結構建筑也有明顯的優勢，由于鋼結構的延展性和抗拉性好，能在很大程度上消減地震所產生的附加力，類比于斜隅支撐能夠有效地保護主體結構，達到應有的穩定性，如此可以減少地震對房屋的危害，在同樣的條件下能化解一些附加應力的存在有著異曲同工之處［2］。地震對于建筑的作用力與該物體的質量成正比，建筑物相對較輕的話產生的應力也較小，由此產生的危害也減輕不少。綜上所述，鋼結構民用建筑更適合人們安全地居住。

2 鋼結構缺點的防治

1)由于鋼筋易銹蝕，而銹蝕后的鋼筋強度會大打折扣，現在的鋼結構住宅結構完全采用冷彎薄壁鋼構件的體系，對于鋼骨目前采用超級防腐的高強度冷軋鍍鋅板制作，在很大程度上有效的避免了鋼結構在使用過程中受到外界雨水的沖刷以及其他一些物質的腐蝕影響，能夠增加鋼結構的使用壽命，如果做得夠好的話，壽命會在100年以上。2)鋼材是很好的傳熱的介質，但作為建筑而言，這樣的優點會導致所建的房屋冬冷夏熱，達不到民用建筑的要求，所以對于鋼結構的民用建筑，我們要在鋼結構上面附加一些材料，目前比較好的保溫材料是以玻纖維為主，這種材料具有良好的隔熱保溫的效果，基本達到冬暖夏涼的要求，將這種材料用于外墻以及隔墻上，能夠避免外界溫度過低或過高對于鋼框架力學性質所產生的影響。3)鋼結構最大的缺點就是不耐火，美國的世貿大廈，如果就只是飛機撞擊的話，樓是可以承受的，但后來產生的大火導致鋼筋溫度的急劇上升，致使鋼筋受熱變軟，鋼筋的力學性質急劇變化使之無法再承受由于上部傳下來的自重而導致樓的整體坍塌，加上倒塌時的重力勢能，下邊的建筑也就相應地倒塌了。對于這樣的情況，我們可以采用防火涂料處理或外包防火層等方式，將鋼材與外界突發的火源隔開，能夠有效地防止出現火災使鋼的主體結構軟化導致強度不夠，整體坍塌的情況。4)鋼結構造價相對于傳統建筑造價高，但是不能只注重當前所需要的造價，還需從長遠來考慮，從鋼結構建筑的靈活性，材料的反復利用性綜合考慮的話鋼結構是很有優勢的，并且它的施工工期短，這可以加快資金的流通和周轉，以很少的錢可以獲得大一點的回報。上述的這些都為鋼結構將替代混凝土而成為主要的建筑材料提供了便利和可能。

3 鋼結構民用建筑的發展

政策的扶持。根據國家全面發展的政策，現在的中西部地區大興土木，這正是給了鋼結構以發展的空間，為以后的建筑材料的替換提供了契機，由于鋼結構本身的優點以及被防治的缺點，鋼結構注定會在不久的將來成為建筑主材。環保政策的出臺也在一定程度上加快了鋼結構民用建筑的發展，近期的霧霾與建筑行業有一定的關系，現在傳統的建筑材料噪聲大，空氣污染嚴重，并且材料不好重復利用，不符合循環協調可持續的發展;鋼結構建筑相比而言更加適合未來的形勢。

總而言之，鋼結構的優勢是其他建筑所不具備的，在全面協調可持續發展的政策支持下，在不久的將來，鋼結構民用建筑發展會出現大的突破，鋼結構在未來民用建筑上的運用比例甚至會超過混凝土。

［1］李傳坤.淺談鋼結構建筑的發展［J］.中國建筑金屬結構，2013(6):45.

［2］於昌榮.用擬靜力法對斜隅支撐框架的地震反應分析［J］.鐵道建筑，2008(12):49.

［3］楊 輝.建筑產業中鋼結構的行業優勢［J］.科學咨詢，2013(8):25-27.

［4］孫曉彥，汪金龍，王樹和.鋼結構與綠色節能建筑［J］.山西建筑，2012，38(21):43-44.