高層鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計特點都有哪些?
2019-04-28 10:26 高層鋼結(jié)構(gòu) 華邦鋼結(jié)構(gòu)
改革開放以來，高層建筑行業(yè)的發(fā)展為時代標志，在城市建設(shè)的發(fā)展中獨領(lǐng)風騷，這是源于高層鋼結(jié)構(gòu)的建筑具有很多獨特之處。
一、高層鋼結(jié)構(gòu)的“柔性”特點
由于鋼結(jié)構(gòu)于混凝土結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)理論的區(qū)別，鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計思想與混凝土的設(shè)計思想不同。鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計思想是“柔性”的，為了充分的體現(xiàn)設(shè)計理念和設(shè)計師的創(chuàng)意，鋼結(jié)構(gòu)允許有變形存在，而這一點變形在混凝土結(jié)構(gòu)中是根本不行的。因此，在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中一定要將鋼與其他材料的性質(zhì)加以區(qū)分。充分考慮到鋼材料的彈塑性和延展性，利用鋼結(jié)構(gòu)的變形性能，使鋼結(jié)構(gòu)建筑獨具特色。同時鋼結(jié)構(gòu)還具有熱導(dǎo)率比較大的特性，也存在明顯的熱變形。這些鋼材料的特殊性質(zhì)，可能會引起建筑物的變形，因此，必須采用科學(xué)的手段加以控制，消除建筑結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生應(yīng)力，避免使建筑物局部或者整體造成危害。
二、高層鋼結(jié)構(gòu)具有“輕”的特點
由于鋼結(jié)構(gòu)對荷載有敏感的反應(yīng)。在采用鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計中首先要選擇質(zhì)量輕、強度高的材料，盡可能的減輕建筑物整體的重量。嚴格控制鋼結(jié)構(gòu)建筑的荷重，這不僅僅是出于鋼結(jié)構(gòu)本身材料的性質(zhì)考慮，同時建設(shè)成本的經(jīng)濟原因也是影響荷重的因素，與其他材料相比，同樣是增加一個荷重，鋼結(jié)構(gòu)增加的費用是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)增加費用的數(shù)倍。鋼結(jié)構(gòu)建筑在裝飾時往往選用玻璃幕墻、金屬幕墻，除了美觀的原因外，選擇的原因還在于幕墻質(zhì)量輕，與墻面相比，玻璃幕墻的質(zhì)量只占磚墻的1/7，這可以極大控制鋼結(jié)構(gòu)建筑的荷重。
三、高層鋼結(jié)構(gòu)的“寬敞”特點
高層建筑在選用材料強度對比上，金屬的強度要比混凝土強度大很多，合金的強度更高。由于材料強度越高，可承載的外力就越大，顯然，鋼結(jié)構(gòu)建筑承受同樣荷載的構(gòu)件截面要小很多。從節(jié)約投資成本的角度考慮，由于鋼的價格比混凝土要高很多，同樣的荷載用鋼量少就會使建筑成本更經(jīng)濟。同樣的建筑面積，柱距的大小與柱子數(shù)量成反比。柱距數(shù)值越大，柱子所用的數(shù)量就越少。另外，在梁柱節(jié)點的設(shè)計上鋼結(jié)構(gòu)框架與混凝土結(jié)構(gòu)框架有很大不同，混凝土框架結(jié)構(gòu)所有梁柱節(jié)點都要是抗彎節(jié)點，而鋼結(jié)構(gòu)的柱梁節(jié)點可以設(shè)計成抗彎節(jié)點和鉸節(jié)點兩種。跨度大的鋼梁如果兩端是鉸接就可以設(shè)計為平行弦鋼析架，風道和其它管道都可以從中間穿過去，所以鋼結(jié)構(gòu)的建筑從空間上看要比一般的建筑寬闊。同樣這也是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的優(yōu)勢。
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