钢结构建筑行业发展迅速,钢结构形式也衍生了多种形式,钢结构形式多种多样,下面一起来介绍钢结构发展的几种形式。
一、钢框架结构 这是多层钢结构建筑的基本形式。钢柱与钢梁一般采用I型截面,可以采用拼装的也可以直接使用型钢构成。由于钢材的特殊性能,钢框架结构的跨度更大,有效净空值更大,从而可以获得更好的室内空间效果。
二、 密柱筒与筒簇结构 钢结构不能形成真正意义的墙,但依靠密排柱列于有效的柱间连接,也可以达到筒的效果。
三、轻钢结构 轻钢结构可以减轻结构自重,充分发挥材料特性,降低工程造价。门式刚架钢结构已在工业厂房、超市等得到广泛应用,但仍有待于定型化、产业化;采用冷成型钢和压型钢板等高效经济截面钢材的轻钢结构,将广泛用于轻钢结构住宅建筑中;另外,彩板拱形波纹屋面由于经济价值显著,也应大力发展。
四、预应力钢结构 采用高强度钢材,对钢结构施加适当的预应力,可增加结构的承载能力,减少钢材用量和减轻结构重量。目前,我国的预应力钢结构与国外的应用情况相比还有较大差距,因此预应力技术是钢结构发展的一个重要方向。
五、框架支撑结构,高层建筑中有广泛采用的结构形式。由于框架结构侧向刚度较小,随着建筑物的增高,侧移较大,一般采用巨型钢桁架作为抗侧移构件,形成有效的侧向支撑。其作用犹如剪力墙,但较剪力墙的布置更加灵活,由于支撑是格构式的构件所组成的大型桁架,并不影响采光要求,更可以布置在建筑的外侧,形成特殊的力量型的美感这是许多结构工程师所期待的。
六、组合结构 钢与混凝土组合结构是将两种不同性能的材料组合起来共同受力并发挥各自的长处,从而达到提高承载力和节约材料的目的。压型钢板组合楼盖已经在高层建筑中得到大量应用,压型钢板可以充当模板和受拉钢筋,不仅减小楼板厚度,还方便施工,缩短工期;钢与混凝土组合梁可以节约钢材4%-15%,减小梁高,节省空间;钢管混凝土柱具有很好的塑性和韧性,抗震性能好,而且其耐火性能优于钢柱,具有很好的发展前景。
七、桁架结构 桁架几乎就是钢结构最为理想的结构形式,近乎完美的力学设计与材料的优化,在用钢量最少的前提下,承担起难以想象的荷载。桁架可以用在各种形式的结构中,也可以独自成为结构体系。空间的桁架体系也被称为网架,可以做成平面、曲面、双曲面等多种形式,既保证受理要求,又不失美感,是体育馆的基本结构之一。桁架最大的问题是受压杆件的失稳,多变的荷载也可以使大多数的杆件成为某一种状态的受压构件。解决受压杆件的失稳,是桁架设计的重点。
八、大跨空间结构 大跨空间结构在我国已有较大发展,我国已兴建了大量各种类型的钢网架结构,属于空间结构体系,节约了大量钢材。今后除了改进设计方法外,还应积极研究开发更加省钢的新型空间结构,如将网架、悬索、供等几种不同的结构结合在一起的杂交结构,是一种在建筑形式上新颖别致,受力非常合理的结构形式,是钢结构形式创新的一个方向。