【摘要】伴隨著鋼結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，輕鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展也越來越迅速。輕鋼結(jié)構(gòu)較鋼結(jié)構(gòu)而言，除了擁有鋼結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)優(yōu)勢外，還主要體現(xiàn)在一個“輕”字上，憑借其優(yōu)點，已大量應(yīng)用于單多層工業(yè)廠房、辦公樓以及高層結(jié)構(gòu)中的非承重結(jié)構(gòu)等。建筑中組合結(jié)構(gòu)多指鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)，組合結(jié)構(gòu)結(jié)合了鋼與混凝土的優(yōu)點，抵消了它們的缺點，分為組合梁、組合樓板、型鋼混凝土、鋼管混凝土等，在建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件的應(yīng)用上優(yōu)勢明顯。

【關(guān)鍵詞】輕鋼結(jié)構(gòu)；組合結(jié)構(gòu)；應(yīng)用

1 概述

鋼結(jié)構(gòu)是各類工程結(jié)構(gòu)中應(yīng)用比較廣泛的一種建筑結(jié)構(gòu)，由于其強度高、重量輕、塑性和韌性好、有一定的耐熱性能和良好的加工焊接性能，所以鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用廣泛。輕鋼結(jié)構(gòu)衍生于鋼結(jié)構(gòu)，相對于鋼結(jié)構(gòu)來說，又擁有其獨特的優(yōu)勢，即“輕”。然而，無論是鋼結(jié)構(gòu)還是輕鋼結(jié)構(gòu)，都是單一結(jié)構(gòu)，特性主要來源于鋼材，有不耐火、耐腐蝕性差的缺點。因此，鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)應(yīng)運而生，有效彌補了鋼結(jié)構(gòu)的缺陷。

2 輕鋼結(jié)構(gòu)

2.1輕鋼結(jié)構(gòu)的概念

輕鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展依賴于鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展，輕鋼結(jié)構(gòu)較鋼結(jié)構(gòu)而言，除了擁有鋼結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)優(yōu)勢外，還主要體現(xiàn)在一個“輕”字上，即：恒荷載輕，采用輕質(zhì)維護結(jié)構(gòu)，恒荷載及地震作用大幅度減??；構(gòu)件截面輕，采用新的設(shè)計理論、高強鋼材、新結(jié)構(gòu)體系，承重構(gòu)件截面??；勞動強度低，采用標準化工業(yè)化生產(chǎn)、小型機具吊裝，速度快。輕鋼結(jié)構(gòu)通常有以下結(jié)構(gòu)形式：冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)、熱軋輕型鋼結(jié)構(gòu)、實腹變截面門式鋼架等。

2.2輕鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用優(yōu)勢

（一）施工效率高

輕鋼結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)勢是所有構(gòu)件均可以由工廠制作，現(xiàn)場拼裝安裝。對于規(guī)模較小的工業(yè)廠房僅需45天至2個月，若采用鋼筋混凝土建筑則需要8至12個月，施工效率提高4到5倍。

（二）綜合效益好

施工周期短可以提前投入使用，提前獲取投資效益；采用美觀華麗的壓型鋼板，可以改善周邊環(huán)境的動態(tài)感；建筑物本身自重輕，一般情況下不必做樁基，可以節(jié)省投資；采用新型維護板材，可以使保溫、隔熱、隔音效果良好。目前，輕鋼結(jié)構(gòu)的造價已經(jīng)低于鋼筋混凝土機構(gòu)，當(dāng)廠房跨度越大時，這一優(yōu)勢更加明顯。

（三）抗震性能好

由于鋼結(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu)，自重輕，因而能有效地降低地震響應(yīng)及災(zāi)害影響程度，極有利于抗震。

（四）拆卸搬遷損失小

輕鋼結(jié)構(gòu)可以在短期內(nèi)進行搬遷，而由于搬遷而造成的損失極小，這是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)無法比擬的。

由于輕鋼結(jié)構(gòu)的諸多優(yōu)勢，隨著近年來防火防腐新產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)，已較好地解決了輕鋼結(jié)構(gòu)抗腐蝕性差的缺點，使得其得以廣泛利用。

2.3輕鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍

輕鋼結(jié)構(gòu)在我國應(yīng)用廣泛，優(yōu)勢明顯，已大量應(yīng)用于單多層工業(yè)廠房、辦公樓以及高層結(jié)構(gòu)中的非承重結(jié)構(gòu)等。其中，尤以變截面輕型門式鋼架使用最多。通常無吊車或是起吊重量小于20噸的輕型廠房采用輕型門式鋼架，比如一般生產(chǎn)廠房，娛樂場所、體育館等公共建筑，儲運設(shè)施及倉庫超市等。新技術(shù)開發(fā)項目，特別是重點企業(yè)，為樹立企業(yè)形象，也多采用輕鋼結(jié)構(gòu)。

3.組合結(jié)構(gòu)

3.1組合結(jié)構(gòu)的定義與分類

組合結(jié)構(gòu)多指鋼與混凝土組合結(jié)構(gòu)，是由多種材料組合在一起的構(gòu)件，屬于構(gòu)件層次的組合。在構(gòu)件層面上，組合結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于樓板、梁、柱、剪力墻等構(gòu)件。組合結(jié)構(gòu)依據(jù)鋼材形式與配鋼方式不同，可分為壓型鋼板與混凝土組合樓板、鋼與混凝土組合梁、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)和鋼管混凝土結(jié)構(gòu)。

3.2壓型鋼板與混凝土組合樓板

壓型鋼板與混凝土組合樓板由壓型鋼板、混凝土板通過抗剪連接措施共同作用而形成的。壓型鋼板與混凝土組合樓板在使用中擁有鋼筋混凝土樓板無可比擬的優(yōu)勢：（1）壓型鋼板可以作為澆筑混凝土的模板，節(jié)省了大量木模板及支撐；（2）壓型鋼板非常輕便，堆放、安裝及運輸都非常方便；（3）在使用階段，壓型鋼板可替代受拉鋼筋，減少鋼筋的制作與安裝工作；（4）組合樓板剛度大，節(jié)省混凝土用量，減輕結(jié)構(gòu)自重；（5）有利于各種管線的布置、裝修方便。正是由于壓型鋼板與混凝土組合樓板有諸多優(yōu)點，所以其在產(chǎn)生之后便快速發(fā)展并應(yīng)用廣泛，主要應(yīng)用于多高層建筑和橋梁領(lǐng)域。

3.3鋼與混凝土組合梁

鋼與混凝土組合梁是指通過抗剪連接件將鋼板與混凝土板連接成整體的橫向承重構(gòu)件，其在使用中具有以下優(yōu)點：（1）組合梁截面中混凝土主要受壓，鋼梁受拉，這樣可以充分發(fā)揮材料特性，承載力高；（2）混凝土板參加梁的工作，使梁的剛度增大；（3）組合梁的翼緣板比較寬大，提高了鋼梁的側(cè)向剛度；（4）無需設(shè)置支撐，加快施工速度；（5）抗震性能好。

3.4型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)

型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)是指在混凝土內(nèi)配置型鋼和鋼筋的結(jié)構(gòu)，即以型鋼為骨架，外圍包以鋼筋混凝土所形成的組合結(jié)構(gòu)體系。它與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)相比都具有明顯的優(yōu)勢：相較于普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，一是型鋼與混凝土共同工作，兩種材料強度充分利用；二是延性好，抗震性能好；三是截面尺寸小，不受含鋼率的限制。相較于鋼結(jié)構(gòu)，型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)更節(jié)省鋼材，而且具有更好的耐久性與耐火性。

型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)多用于多高層建筑和橋梁等構(gòu)筑物中，可在多高層建筑的結(jié)構(gòu)體系中全部采用型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件，也可在某幾層或局部部位采用型鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，如在框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的框支層采用型鋼混凝土框架柱。

3.5鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)

鋼管混凝土是指在鋼管中填充混凝土形成的結(jié)構(gòu)，以圓形鋼管混凝土為多。圓形鋼管混凝土主要用作受壓構(gòu)件，由于其諸多的優(yōu)點而前景廣闊，其優(yōu)點主要有：（1）承載力高，重量輕，塑性好，耐疲勞，耐沖擊；（2）截面軸對稱，適合各種荷載作用下的結(jié)構(gòu)；（3）鋼管兼有鋼筋與箍筋的雙重作用；（4）鋼管內(nèi)核心混凝土部分不設(shè)鋼筋，澆灌混凝土很方便。

鋼管混凝土的應(yīng)用也極為廣泛，它可用作高層建筑柱、大跨度橋梁拱架或桁架受壓構(gòu)件、設(shè)備及儲藏結(jié)構(gòu)物支柱和地下工程結(jié)構(gòu)柱，在大型工業(yè)建筑廠房的廠房柱和架構(gòu)柱中也多用鋼管混凝土柱。

4結(jié)語

在未來的很長一段時間內(nèi)，我國仍然處在經(jīng)濟快速發(fā)展的時期，大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施投資還將繼續(xù)進行，由于輕鋼結(jié)構(gòu)與組合結(jié)構(gòu)對于現(xiàn)代生產(chǎn)生活的適應(yīng)性，必然會在未來的發(fā)展中越來越得到廣泛的應(yīng)用。

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