鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程

中國(guó)雖然早期在鐵結(jié)構(gòu)方面有的成就，但長(zhǎng)期停留于鐵制建筑物的水平。直到19世紀(jì)末，我國(guó)才開始采用現(xiàn)代化鋼結(jié)構(gòu)。新中國(guó)成立后，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用有了很大的發(fā)展，不論在數(shù)量上或質(zhì)量上都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了過去。輕鋼結(jié)構(gòu)的樓面由冷彎薄壁型鋼架或組合梁、樓面OSB結(jié)構(gòu)板，支撐、連接件等組成。所用的材料是定向刨花板，水泥纖維板，以及膠合板。一般采用方鋼焊架或C型鋼H鋼（中間積的高度根據(jù)梁的跨度來(lái)定）。在這些輕質(zhì)樓面上每平方米可承受316～365公斤的荷載。

本文來(lái)源于重慶東茂鋼結(jié)構(gòu)。

低層、多層建筑鋼結(jié)構(gòu)和輕鋼結(jié)構(gòu)

美國(guó)金屬建筑的主要市場(chǎng)分布：工業(yè)（生產(chǎn)用廠房、倉(cāng)庫(kù)及輔助設(shè)施等）、商業(yè)（商場(chǎng)、旅館、展覽館、、辦公大樓等）、社區(qū)（私有及公有社區(qū)活動(dòng)中心及建筑如學(xué)校、館、圖書館、教堂等）、綜合等方面，分別占到46%、31%、14%和9%的份額?！　?/span>

在美國(guó)，低層建筑中采用鋼結(jié)構(gòu)還是很普遍的。美國(guó)鋼結(jié)構(gòu)學(xué)會(huì)和金屬房屋制造協(xié)會(huì)（AISC和MBMA）聯(lián)合編制了低層建筑的設(shè)計(jì)指南。所謂低層建筑是指層高低于18m，層數(shù)不超過5層的工業(yè)廠房、倉(cāng)庫(kù)、辦公室及其他的辦公和社區(qū)建筑等，其中兩層以下的非居住用樓房建筑占70%。并且現(xiàn)在數(shù)百家鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)的加工制作水平具有世界先進(jìn)水平，如鋼結(jié)構(gòu)制作特級(jí)和一級(jí)企業(yè)?！　?/span>

輕鋼建筑在一些發(fā)達(dá)國(guó)家已被廣泛應(yīng)用于工廠、倉(cāng)庫(kù)、體育館、展覽館、超市等建筑。所謂輕鋼是指以彩鋼板作為屋面和墻面，以薄壁型鋼作檁條和圈梁，以焊接“H”型截面做主與梁，現(xiàn)場(chǎng)用螺栓或焊接拼接的門式剛架為主要結(jié)構(gòu)的一種建筑，再配以零件、扣件、門窗等形成比較完善的建筑體系，即輕鋼結(jié)構(gòu)體系。這種體系由工廠制作，現(xiàn)場(chǎng)按要求拼裝形成。具有自重輕，建設(shè)周期短，適應(yīng)性強(qiáng)，外表美觀，造價(jià)低，易維護(hù)等特點(diǎn)。由于自重輕，也降低了基礎(chǔ)的造價(jià)?，F(xiàn)在越來(lái)越多的鋼結(jié)構(gòu)廠房上市，取代了以往磚瓦房，那么對(duì)于這樣鋼結(jié)構(gòu)廠房來(lái)說(shuō)，它在設(shè)計(jì)時(shí)都需要注意哪些注意事項(xiàng)。

鋼結(jié)構(gòu)裝配式帶式輸送機(jī)棧橋有限元分析

整體鋼結(jié)構(gòu)裝配式帶式輸送機(jī)棧橋是近年來(lái)出現(xiàn)的一種應(yīng)用于國(guó)外現(xiàn)代化礦井煤炭運(yùn)輸?shù)男滦徒Y(jié)構(gòu)形式，具有建設(shè)工期短、施工簡(jiǎn)單、造型美觀等優(yōu)點(diǎn)，該結(jié)構(gòu)是由縱向封邊梁、下部縱向主梁、橫向次梁、預(yù)制混凝土樓板、側(cè)折板、上部橫梁（用于帶式輸送機(jī)懸掛）整體拼裝而成，每段棧橋的長(zhǎng)度均為36m，所有的構(gòu)件都是在鋼結(jié)構(gòu)廠內(nèi)預(yù)先制造完成，現(xiàn)場(chǎng)只需進(jìn)行簡(jiǎn)單拼裝并將帶式輸送機(jī)安裝后即可投入生產(chǎn)。1、保溫節(jié)能技術(shù)輕鋼結(jié)構(gòu)為確保達(dá)到保溫效果，在建筑物的外墻和屋面中使用的保溫隔熱材料能長(zhǎng)期使用并能保溫隔熱。

目前，該鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)在澳大利亞、美國(guó)的現(xiàn)代化礦井均有應(yīng)用，但結(jié)構(gòu)的制作和安裝均是由生產(chǎn)帶式輸送機(jī)設(shè)備廠商以EPC交鑰匙工程進(jìn)行承攬，不僅銷售輸送機(jī)設(shè)備，同時(shí)還負(fù)責(zé)整個(gè)棧橋的設(shè)計(jì)、制造和安裝，從而導(dǎo)致該項(xiàng)工程的造價(jià)非常之高。迄今為止，由于造價(jià)、關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)等因素，在國(guó)內(nèi)并沒有該結(jié)構(gòu)形式的應(yīng)用實(shí)例。利用ANSYS軟件對(duì)單跨、雙跨結(jié)構(gòu)的靜力特性進(jìn)行系統(tǒng)分析，并深入研究了上部橫梁、折板起波尺寸等幾何參數(shù)對(duì)其靜力特性的影響，得出一系列在設(shè)計(jì)和加工過程中如何減小撓度、降低應(yīng)力集中、提高整體剛度的相關(guān)措施，對(duì)該類結(jié)構(gòu)國(guó)內(nèi)的研究和應(yīng)用提供技術(shù)支撐。我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)很多項(xiàng)目是面向國(guó)外的，如杭蕭鋼構(gòu)、中建鋼構(gòu)、滬寧鋼機(jī)等企業(yè)早已走出國(guó)門，在國(guó)外承攬工程。

1)在滿足正常使用荷載情況下，結(jié)構(gòu)發(fā)生位移和應(yīng)力集中位置。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過程中，為提高結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度和剛度，需進(jìn)行加厚處理的區(qū)域或增加截面尺寸、鋼材強(qiáng)度的構(gòu)件范圍。

2)下部縱向次梁是降低鋼結(jié)構(gòu)撓度的有效構(gòu)件，可通過增加其強(qiáng)度和截面尺寸來(lái)提高整體結(jié)構(gòu)的承載能力。

3)考慮圍護(hù)板承載的蒙皮效應(yīng)，隨著板厚的增加可以提高結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度和剛度。

鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)性能

1、保溫節(jié)能技術(shù)輕鋼結(jié)構(gòu)為確保達(dá)到保溫效果，在建筑物的外墻和屋面中使用的保溫隔熱材料能長(zhǎng)期使用并能保溫隔熱。建筑輕鋼結(jié)構(gòu)住宅一般除了在墻的墻柱間填充玻璃纖維網(wǎng)格布外，在墻外側(cè)再貼一層保溫材料，有效隔斷了通過墻柱至外墻板的熱橋；鋼構(gòu)件的預(yù)制按著安裝順序和工藝要求在鋼平臺(tái)上進(jìn)行鋼構(gòu)件的預(yù)制和組裝，要保證焊接制作質(zhì)量。樓層之間擱柵內(nèi)填充玻璃纖維，減少通過樓層的熱傳遞;所有內(nèi)墻墻體的墻柱之間均填充玻璃纖維，減少戶墻之間的熱傳遞。

2、防火技術(shù)輕鋼結(jié)構(gòu)一個(gè)關(guān)鍵的問題是防火技術(shù)的應(yīng)用， 輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的耐火等級(jí)為四級(jí)。建筑輕鋼結(jié)構(gòu)住宅在墻的兩側(cè)與樓蓋的天花處貼防火石膏板，對(duì)于普通防火墻和分戶墻用25.4毫米厚(1吋)石膏板保護(hù)，以達(dá)到1個(gè)小時(shí)的防火要求，另外在墻體墻柱間與樓蓋擱柵間填充的玻璃纖維對(duì)于防火與熱傳遞也起了積極的保護(hù)作用。84～2毫米，墻柱間距一般為400～600毫米，建筑輕鋼結(jié)構(gòu)住宅這種墻體結(jié)構(gòu)布置方式，可有效承受并可靠傳遞豎向荷載，且布置方便，但邁特建筑輕鋼結(jié)構(gòu)住宅墻體結(jié)構(gòu)不能承受水平荷載。

3、隔聲技術(shù)輕鋼結(jié)構(gòu)在內(nèi)外墻及樓蓋擱柵間填充玻璃棉，有效阻止了通過空氣傳播的音頻部分，而對(duì)于通過固體傳播的沖擊聲，作如下構(gòu)造處理：對(duì)于分戶墻用二道墻柱構(gòu)成帶有中間空隙的二道墻體；我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)鏈配置存在上游結(jié)構(gòu)用鋼材產(chǎn)品不能完全滿足現(xiàn)有市場(chǎng)的需求、科研成果轉(zhuǎn)化不及時(shí)、設(shè)計(jì)隊(duì)伍薄弱等較嚴(yán)重的問題。而對(duì)于吊頂用的固定石膏板的小龍骨，用帶有小切槽的彈性構(gòu)造以有效減少樓層間的固體聲傳播。