宣磊

摘 要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷高速發(fā)展，人民的住房環(huán)境也在不斷改善。從最初的茅草結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榇u瓦結(jié)構(gòu)，最后變成如今的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，住房無(wú)論是舒適度還是安全性能都有著極大程度的提高。本文則將對(duì)鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析，并對(duì)未來(lái)鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的發(fā)展前景進(jìn)行預(yù)測(cè)，希望能夠?yàn)榻ㄖこ淌聵I(yè)提出一些意見(jiàn)與建議。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；建筑工程；發(fā)展前景

1 建筑鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用

1.1 建筑鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)

建筑鋼結(jié)構(gòu)相較于傳統(tǒng)的磚瓦建筑結(jié)構(gòu)而言，其優(yōu)勢(shì)顯而易見(jiàn)。當(dāng)前建筑物的高度逐漸增加，如果仍然使用傳統(tǒng)的磚瓦結(jié)構(gòu)進(jìn)行建設(shè)施工，很容易在施工過(guò)程中就發(fā)生傾塌，并且無(wú)法保證建筑物的穩(wěn)定性。而鋼材則可以很好的克服這些問(wèn)題。因?yàn)殇摬南噍^于磚瓦土石，具有更高的強(qiáng)度，承載能力大大提高，不會(huì)因?yàn)榻ㄖ锔叨仍黾佣粔嚎?。同時(shí)，鋼材也具有非常優(yōu)秀的韌性與可塑性，這使得其可以按照建筑施工的需求加工成所需要的各種形狀。在建筑物投入使用的過(guò)程中，其所承載的不僅僅是靜載荷，同時(shí)還有動(dòng)力載荷。針對(duì)于動(dòng)力載荷，如果材料的韌性不夠往往會(huì)發(fā)生崩斷，從而使整個(gè)建筑結(jié)構(gòu)垮塌。而鋼材則可以通過(guò)自身形變來(lái)吸收并緩沖外力作用，并進(jìn)行適應(yīng)，即使出現(xiàn)突然增加的動(dòng)力載荷，也不會(huì)出現(xiàn)斷裂的情況。也正是因此，建筑鋼結(jié)構(gòu)對(duì)于地震也有著極好的緩沖作用。

傳統(tǒng)的磚瓦結(jié)構(gòu)建筑方式如果想要加大建筑規(guī)模，往往需要對(duì)承重梁柱進(jìn)行加粗，致使用料增加，而且不一定能夠取得較好的效果。而鋼材的強(qiáng)度較高，材料較為輕便，通過(guò)焊接技術(shù)或者是冷成型技術(shù)可以制作出各種復(fù)雜的幾何結(jié)構(gòu)，如圖1。在幾何結(jié)構(gòu)中，三角形穩(wěn)定性最高，大范圍使用三角形可以極大程度上提高建筑的承載能力，對(duì)于開(kāi)放式建筑的建設(shè)以及氣候環(huán)境不適宜長(zhǎng)時(shí)間施工的地區(qū)有著適應(yīng)能力。

1.2 建筑鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中的應(yīng)用

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的不斷增強(qiáng)，尤其是自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)鋼材產(chǎn)量較之前有著翻天覆地的變化。雖然我國(guó)鋼材產(chǎn)量與發(fā)達(dá)國(guó)家相比不相上下，但是在住房建筑建設(shè)中，鋼材的使用量與我國(guó)鋼材產(chǎn)量極不相稱(chēng)，大約只有不足百分之十的鋼材產(chǎn)量應(yīng)用到了建筑領(lǐng)域中，這無(wú)疑極大程度上遏制了我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展。

我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)建筑模式與西方各國(guó)相比出現(xiàn)時(shí)間相對(duì)較晚，在改革開(kāi)放之后，國(guó)內(nèi)高層建筑建設(shè)工作全面開(kāi)展，加上鋼結(jié)構(gòu)在建筑工程中所具有的種種優(yōu)點(diǎn)，使得其受到了越來(lái)越廣泛的重視。不僅如此，國(guó)外冶金建筑公司在我國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展初期贈(zèng)送了很多鋼結(jié)構(gòu)建筑樣板房，除了體現(xiàn)我國(guó)良好的外交關(guān)系之外，也為我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展提供了學(xué)習(xí)與借鑒的機(jī)會(huì)。直到近些年來(lái)，我國(guó)各大城市都已經(jīng)開(kāi)始使用鋼結(jié)構(gòu)建筑模式進(jìn)行民用住宅建筑以及商業(yè)建筑的施工。城市的住宅密度大幅增加，從一定程度上也解決了城市住宅緊張的難題，并且能夠提供更多的土地用于城市綠化以及交通建設(shè)，為我國(guó)城市化建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

2 建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展前景

建筑鋼結(jié)構(gòu)相比傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)有著極大的優(yōu)勢(shì)。在住宅結(jié)構(gòu)上，由于鋼材自身密度大、強(qiáng)度高，其可以較為靈活地劃分建筑內(nèi)部的功能區(qū)，并且可以最大程度上利用建筑空間，建筑風(fēng)格也有著更多的選擇。在建筑施工經(jīng)濟(jì)性方面，鋼結(jié)構(gòu)建筑施工受到環(huán)境、地形、氣候等非人為因素的影響較小，大大縮短了工期；同時(shí)也減少了建筑垃圾的產(chǎn)生，降低了建筑施工成本，為我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的開(kāi)展做出了重要貢獻(xiàn)。然而，其也有著自身的缺陷，只有將這些缺點(diǎn)彌補(bǔ)，才能夠使之更加良好快速的發(fā)展。

2.1 建筑鋼結(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)

雖然鋼材的強(qiáng)度較高，但是相較于傳統(tǒng)的建筑材料而言，其耐火性能以及耐腐蝕性能都不盡如人意。尤其是高層建筑在火災(zāi)發(fā)生時(shí)，由于高溫使得鋼材熔融，大大降低其承載能力，從而導(dǎo)致整個(gè)建筑力學(xué)穩(wěn)定性遭到破壞，發(fā)生垮塌。一般來(lái)說(shuō)，在外界溫度達(dá)到150℃時(shí)，其穩(wěn)定性能就已經(jīng)開(kāi)始下滑。其次，鋼材的耐腐蝕性較差，除非處于干燥的空氣之中，如果周?chē)嬖谙鄳?yīng)的腐蝕介質(zhì)，則極易發(fā)生銹蝕。在鋼材發(fā)生銹蝕之后，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)變得疏松，自身的密度變小，強(qiáng)度、硬度、韌性、承載能力等在建筑領(lǐng)域中極為重要的性質(zhì)都很難保留。如果建筑在建成之后內(nèi)部鋼材結(jié)構(gòu)發(fā)生銹蝕，整個(gè)建筑幾近于不能夠使用，并且存在著較大安全隱患。

2.2 建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)

雖然存在著一定的問(wèn)題，但是我們不能否認(rèn)建筑鋼結(jié)構(gòu)在未來(lái)的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣泛。我們應(yīng)該考慮的不是放棄建筑鋼結(jié)構(gòu)這種建筑模式，而是如何才能夠克服這些缺點(diǎn)，讓建筑鋼結(jié)構(gòu)更加安全、穩(wěn)定。

鋼材在150℃時(shí)便需要進(jìn)行防護(hù)降溫，而當(dāng)穩(wěn)定升高至500℃時(shí)，其便已不能夠起到正常的建筑承載作用。而為了保障鋼結(jié)構(gòu)建筑能夠擁有較強(qiáng)的耐火性，現(xiàn)在一般采取添加防火涂層或者是增加圍護(hù)結(jié)構(gòu)等。當(dāng)前最常使用的防火涂層根據(jù)涂層的厚度分為厚型、薄型和超薄型3種。但是無(wú)論是哪一種厚度的防火涂層，都需要保證耐火時(shí)間達(dá)到0.5～2h。也就是說(shuō)，防火涂層的厚度會(huì)根據(jù)涂料的隔溫性能發(fā)生變化。在未來(lái)的一段時(shí)間里，鋼結(jié)構(gòu)建筑必然會(huì)針對(duì)其自身弱點(diǎn)進(jìn)行不斷改進(jìn)，增強(qiáng)其耐火、耐腐蝕性能，才能夠讓建筑鋼結(jié)構(gòu)得到持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展。

3 結(jié)語(yǔ)

雖然鋼結(jié)構(gòu)建筑有著種種優(yōu)點(diǎn)，但是我們也應(yīng)該清楚地認(rèn)識(shí)到，其并不是適用所有建筑施工情況。傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑與鋼結(jié)構(gòu)建筑相比有著明顯的不足，可就現(xiàn)在的建筑實(shí)際情況而言，我們還不能完全放棄混凝土結(jié)構(gòu)的建筑方式。但相信，在不久的將來(lái)，鋼結(jié)構(gòu)建筑將會(huì)克服一切缺點(diǎn)，成為最為主要的建筑結(jié)構(gòu)模式。

參考文獻(xiàn)

[1]廖芳芳，王偉，陳以一.往復(fù)荷載下鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)的超低周疲勞斷裂預(yù)測(cè)[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2014，42（4）：539-546.