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为什么高层建筑的钢结构住宅很少?

2019-06-27 点击数:454
1、结构刚度与质量问题
钢结构一大优势是高强轻质,这在常规建筑上是优点。但是在某些结构上,这可能会成为缺点。
钢的密度比混凝土大,但为什么说钢材是轻质呢,是因为钢材的强度高,承受相同荷载情况下,钢材需要量少,总体来说质量会比混凝土轻。这是钢结构的一大优点。
时由于钢结构用量少,会导致刚度不足的问题。同时在动力问题中,质量小,也未必就是一个好事情。高层超高层抗风抗震是个大问题,这里说的抗风抗震不是强度问题,而是刚度问题。
也就说,大风地震情况下,不怕楼会倒,而是怕晃动太大,确切地说是怕晃动的加速度太大。想象一下,一个一直在晃动的大楼,你敢去住不?一个没有正常使用功能的建筑,无疑就是个定时炸弹。这时候强度优势很难发挥出来,刚度问题虽然可以通过结构手段处理,但是质量太轻,可能会是个致命问题。
在概念上讲,地震力和风力都属于水平荷载,随着高度的增加,建筑物底部的倾覆弯矩是成二次方上涨的。这就是说,就算再小的风力地震力,随着高度的增长,也会逐渐取代竖向荷载成为控制条件。
在大跨度桥梁中,尤其是悬索桥,由于钢结构质量太轻,我们甚至要往钢箱里面添加配重,改善其动力特性。对应的房屋结构中要采用钢结构与混凝土核心筒配合,来解决刚度问题。
帝国大厦,双塔,西尔斯大厦确实是钢结构的超高层,但他们都是奔着世界纪录去的,他们解决的关键问题都是钢结构高层抗风,还有他们太贵了,如果用来做住宅。
另外,动力问题要注意的是,动力问题很复杂,刚度低未必合适,刚度高也未必好,只有合适的范围才是合理的。
2、钢结构防火问题
钢结构通常在450~650℃温度中就会失去承载能力、发生很大的形变、导致钢柱、钢梁弯曲,结果因过大的形变而不能继续使用,一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右。这一时间的长短还与构件吸热的速度有关。
从施工上说,钢结构可能施工难度高点。
3、防腐问题
钢结构防腐是个大问题,尤其是沿海地区.
对于很多建筑公司钢结构的住宅还是很流行的,住宅逐步走向绿色环保的建筑。

钢结构住宅的优点:
1、建筑风格灵活、丰实。大开间设计,户内空间可多方案分割,满足用户的不同需求,并可通过减少柱的截面面积和使用,提高面积使用率,户内有效提高约3--6%。
2、节能效果好,墙体采用轻型节能标准化预制墙板代替,保温性能好,节能65%,
3、将钢结构体系用于住宅建筑可充分发挥钢结构的延性好、能力强,以及优良的抗震抗风性能。