谈钢结构优势以及民用建筑用材的发展

周 杰

(南通大学建筑工程学院，江苏南通 226007)

在21世纪中已过了14个年头，随着中国经济的快速高效地发展，建筑行业也将出现新的纪元，由原来的主打混凝土的建筑将在不久的将来会被钢结构的建筑所替代，这与钢结构独特的性质有关。

1 钢结构的优势

现在的民用建筑多以自重很大的混凝土为材料建成的，虽然在混凝土中加了钢筋，在跨度方面依然受重力的制约，导致大跨度的建筑不能很好地体现出来，而需要建造跨度更大，结构更强，自重更轻的建筑是如今主方向。钢结构所建的建筑在这方面完全具备了这几点要求:1)就自重而言，现场拼装而成的钢架结构，与此同时再搭配一些轻质的楼板和墙板，与达到同样强度标准的混凝土比较，钢结构的建筑重量能够减轻将近30%。2)就施工工期而言，对于建造一个民用建筑，所用的材料和配套的东西都可以实现工厂化制作和生产，而质量方面也可以通过相应的器材加以检测，容易保证，便于加强相应的管理，从工厂生产到相应的组装，施工的工期相对于砖混结构以及钢筋混凝土结构短，比如上海世博会的部分钢架建筑只需要几天就能组装建成，但如果是钢筋混凝土那就不是几天，而是几个月，同时混凝土的施工确实受天气以及外部一些条件的束缚，而这些因外界导致的直接结果是工期的延长，经济效益低下，投入和产出不符。3)就钢结构工艺耗材以及回收方面，这是混凝土无法相比的，钢结构在施工时的噪声小，无污染;对于耗材方面，单位的建筑面积用材少，譬如像钢筋混凝土材料平均每平方米耗材1 500 kg，相应的钢材消耗只有每平方米250 kg，由钢结构建筑产生的建筑废弃物相比传统的建筑材料可就不值一提了。4)对于防止未来灾害，像地震等不可避免自然因素，钢结构建筑也有明显的优势，由于钢结构的延展性和抗拉性好，能在很大程度上消减地震所产生的附加力，类比于斜隅支撑能够有效地保护主体结构，达到应有的稳定性，如此可以减少地震对房屋的危害，在同样的条件下能化解一些附加应力的存在有着异曲同工之处［2］。地震对于建筑的作用力与该物体的质量成正比，建筑物相对较轻的话产生的应力也较小，由此产生的危害也减轻不少。综上所述，钢结构民用建筑更适合人们安全地居住。

2 钢结构缺点的防治

1)由于钢筋易锈蚀，而锈蚀后的钢筋强度会大打折扣，现在的钢结构住宅结构完全采用冷弯薄壁钢构件的体系，对于钢骨目前采用超级防腐的高强度冷轧镀锌板制作，在很大程度上有效的避免了钢结构在使用过程中受到外界雨水的冲刷以及其他一些物质的腐蚀影响，能够增加钢结构的使用寿命，如果做得够好的话，寿命会在100年以上。2)钢材是很好的传热的介质，但作为建筑而言，这样的优点会导致所建的房屋冬冷夏热，达不到民用建筑的要求，所以对于钢结构的民用建筑，我们要在钢结构上面附加一些材料，目前比较好的保温材料是以玻纤维为主，这种材料具有良好的隔热保温的效果，基本达到冬暖夏凉的要求，将这种材料用于外墙以及隔墙上，能够避免外界温度过低或过高对于钢框架力学性质所产生的影响。3)钢结构最大的缺点就是不耐火，美国的世贸大厦，如果就只是飞机撞击的话，楼是可以承受的，但后来产生的大火导致钢筋温度的急剧上升，致使钢筋受热变软，钢筋的力学性质急剧变化使之无法再承受由于上部传下来的自重而导致楼的整体坍塌，加上倒塌时的重力势能，下边的建筑也就相应地倒塌了。对于这样的情况，我们可以采用防火涂料处理或外包防火层等方式，将钢材与外界突发的火源隔开，能够有效地防止出现火灾使钢的主体结构软化导致强度不够，整体坍塌的情况。4)钢结构造价相对于传统建筑造价高，但是不能只注重当前所需要的造价，还需从长远来考虑，从钢结构建筑的灵活性，材料的反复利用性综合考虑的话钢结构是很有优势的，并且它的施工工期短，这可以加快资金的流通和周转，以很少的钱可以获得大一点的回报。上述的这些都为钢结构将替代混凝土而成为主要的建筑材料提供了便利和可能。

3 钢结构民用建筑的发展

政策的扶持。根据国家全面发展的政策，现在的中西部地区大兴土木，这正是给了钢结构以发展的空间，为以后的建筑材料的替换提供了契机，由于钢结构本身的优点以及被防治的缺点，钢结构注定会在不久的将来成为建筑主材。环保政策的出台也在一定程度上加快了钢结构民用建筑的发展，近期的雾霾与建筑行业有一定的关系，现在传统的建筑材料噪声大，空气污染严重，并且材料不好重复利用，不符合循环协调可持续的发展;钢结构建筑相比而言更加适合未来的形势。

总而言之，钢结构的优势是其他建筑所不具备的，在全面协调可持续发展的政策支持下，在不久的将来，钢结构民用建筑发展会出现大的突破，钢结构在未来民用建筑上的运用比例甚至会超过混凝土。

［1］李传坤.浅谈钢结构建筑的发展［J］.中国建筑金属结构，2013(6):45.

［2］於昌荣.用拟静力法对斜隅支撑框架的地震反应分析［J］.铁道建筑，2008(12):49.

［3］杨 辉.建筑产业中钢结构的行业优势［J］.科学咨询，2013(8):25-27.

［4］孙晓彦，汪金龙，王树和.钢结构与绿色节能建筑［J］.山西建筑，2012，38(21):43-44.