對(duì)于很多人來(lái)說(shuō)，建筑鋼結(jié)構(gòu)或許還稍顯陌生，但實(shí)際上，鋼結(jié)構(gòu)建筑早已融入我們生活的方方面面，無(wú)處不在。大型商業(yè)廣場(chǎng)、高聳的寫(xiě)字樓、恢弘的體育場(chǎng)館、高鐵車(chē)站、機(jī)場(chǎng)航站樓以及工業(yè)廠房等等，這些都是鋼結(jié)構(gòu)的主要應(yīng)用領(lǐng)域。
鋼結(jié)構(gòu)究竟具備哪些突出的優(yōu)勢(shì)呢？我們又是如何充分利用這些優(yōu)勢(shì)的呢？今天，小編來(lái)為大家介紹一下鋼結(jié)構(gòu)。
什么是鋼結(jié)構(gòu)？
鋼結(jié)構(gòu)指的是：以結(jié)構(gòu)鋼作為主要承重體系的工程結(jié)構(gòu)。
鋼結(jié)構(gòu)主要由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構(gòu)件組成，各構(gòu)件之間通常采用焊縫、螺栓或鉚釘連接。
相對(duì)于傳統(tǒng)混凝土建筑，鋼結(jié)構(gòu)有哪些優(yōu)勢(shì)？
1、強(qiáng)度高、質(zhì)量輕
上圖是常用的混凝土C35與常用的結(jié)構(gòu)鋼Q345的對(duì)比，從圖中可以看出，在同等重量下，鋼材的抗壓強(qiáng)度是混凝土的近5倍，抗拉強(qiáng)度更是達(dá)到驚人的50倍之多。由此我們可以明白，采用鋼構(gòu)件來(lái)替代混凝土構(gòu)件，在承擔(dān)相同荷載時(shí)，所需的材料面積會(huì)大大減少，從而能夠顯著降低結(jié)構(gòu)的自重。
鋼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度高、質(zhì)量輕是鋼結(jié)構(gòu)最重要的特性，這為鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)、施工帶來(lái)了諸多顯著效果。比如，能夠設(shè)計(jì)出大跨度的結(jié)構(gòu)形式，有效降低建筑對(duì)基礎(chǔ)的壓力，顯著提高建筑的抗震性能等等。
2、塑性好，抗震性能好
上圖是鋼材（黑色曲線）與混凝土（粉色曲線）的應(yīng)力應(yīng)變曲線對(duì)比。
從圖中可以看出，鋼材的變形能力很強(qiáng)（有很強(qiáng)的塑性），其斷后伸長(zhǎng)率能夠達(dá)到 22%。這也就意味著，一根1m長(zhǎng)的構(gòu)件在斷裂前，其長(zhǎng)度會(huì)達(dá)到1.2m以上。再看圖中粉色的混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，它的強(qiáng)度與鋼材相比要低得多，同時(shí)它的變形能力也遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋼材（混凝土斷后伸長(zhǎng)率約為2%）。
鋼材所具有的這種出色的塑性，使得結(jié)構(gòu)鋼在發(fā)生坍塌破壞之前會(huì)產(chǎn)生較大的變形，能夠提前發(fā)出預(yù)警信號(hào)，因此相對(duì)來(lái)說(shuō)，鋼結(jié)構(gòu)建筑更加安全可靠。
另外，鋼材強(qiáng)度高、塑性好的特點(diǎn)，也決定了鋼材具有良好的吸能能力，這種能力在地震中能展現(xiàn)出極高的抗震性能。
3、工業(yè)化程度高，施工工期短
大家看上圖左側(cè)，這是一個(gè)典型的門(mén)式鋼架廠房。這類(lèi)廠房從業(yè)主提出建造需求，到最終完成并交鑰匙使用，短短3個(gè)月就可以實(shí)現(xiàn)。
再看上圖右側(cè)，這是一種模塊化建筑，各個(gè)模塊單元可以先在工廠批量完成制作，等現(xiàn)場(chǎng)基礎(chǔ)平整后，將工廠制作好的模塊單元運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行連接，能夠輕松達(dá)到一天建一層的速度。
由此我們可以看到，鋼結(jié)構(gòu)的工業(yè)化程度是相當(dāng)高的，它可以在工廠進(jìn)行制作，在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行連接，施工工期非常短。這種優(yōu)勢(shì)在一些商業(yè)區(qū)或交通樞紐的改造中體現(xiàn)得尤為明顯。而相比之下，混凝土則需要澆筑、養(yǎng)護(hù)等一系列過(guò)程。
上面我們講述了鋼結(jié)構(gòu)建筑相較于傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)的一些優(yōu)勢(shì)，當(dāng)然，沒(méi)有任何一種建筑結(jié)構(gòu)是完美無(wú)缺的，鋼結(jié)構(gòu)也存在一些較為明顯的缺點(diǎn)，主要有：耐腐蝕性較差，耐火性能不佳，穩(wěn)定問(wèn)題較為突出等。
我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展
我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展經(jīng)歷了一個(gè)不斷進(jìn)步的過(guò)程。
早期，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用相對(duì)較少，但隨著科技的發(fā)展和對(duì)建筑品質(zhì)的要求提高，鋼結(jié)構(gòu)逐漸得到廣泛應(yīng)用。如今，我國(guó)在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、制造和施工技術(shù)等方面都取得了顯著成就，鋼結(jié)構(gòu)在高層建筑、大型場(chǎng)館、橋梁等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。
鋼結(jié)構(gòu)建筑憑借其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，正日益頻繁地進(jìn)入我們的視線，使得我們的建筑變得更加安全穩(wěn)固高效；其具有的美觀性和現(xiàn)代感，讓城市的天際線變得更加繽紛絢爛、富有魅力。
