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摘要：随着我国经济的飞速发展和科技水平的快速提升，国内建筑钢结构工程不断涌现，由于其施工工期较短、自重较轻、抗震性较强、装配简单、能够回收继续利用，从而逐渐为人们所接受，而建筑钢结构施工质量问题已然成为人们关注的话题。本文就建筑钢结构工程的定义出发，谈了钢结构的特点、分类、优点，以及探讨了钢结构的制作、安装、连接、吊装、涂装工程。
关键词：定义；优点及面临的问题；缺点
一、钢结构定义
由型钢和钢板通过焊接、螺栓连接或铆接而制成的工程结构。钢结构是现代建筑工程中较普通的结构形式之一。我国是最早用铁制造承重结构的国家，远在秦始皇时代(公元前246-219年)，就已经用铁做简单的承重结构， 而西方国家在17世纪才开始使用金属承重结构。公元3-6世纪， 聪明勤劳的我国人民就用铁链修建铁索悬桥，著名的四川泸定大渡河铁索桥，云南的元江桥和贵州的盘江桥等都是我国早期铁体承重结构的例子。
随着我国工业的快速发展，钢结构在很多建筑物、构筑物中得到广泛的应用。钢结构是以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。
钢材的优点是强度高、自重轻、刚度大，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜；材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载，钢材的这些性能对钢结构的安全可靠提供了充分的保证；建筑工期短，可实行工厂化生产，现场安装，现场作业量小，对周围环境污染小；其工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生产；加工精度高、效率高、密闭性好，故可用于建造气罐、油罐和变压器等。主要用于重型车间的承重骨架、受动力荷载作用的厂房结构、板壳结构、高耸电视塔和桅杆结构、桥梁和库等大跨结构、高层和超高层建筑等。
二、钢结构建筑的优点及面临的问题
（一）钢结构的优点
1抗震性：低层别墅的屋面大都为坡屋面，因此屋面结构基本上采用的是由冷弯型钢构件做成的三角型屋架体系，轻钢构件在封完结构性板材及石膏板之后，形成了非常坚固的"板肋结构体系"，这种结构体系有着更强的抗震及抵抗水平荷载的能力，适用于抗震烈度为8度以上的地区。
2抗风性：型钢结构建筑重量轻、强度高、整体刚性好、变形能力强。建筑物自重仅是砖混结构的五分之一，可抵抗每秒70米的飓风，使生命财产能得到有效的保护。
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3耐久性：轻钢结构住宅结构全部采用冷弯薄壁钢构件体系组成，钢骨采用超级防腐高强冷轧镀锌板制造，有效避免钢板在施工和使用过程中的锈蚀的影响，增加了轻钢构件的使用寿命。结构寿命可达100年。
4保温性：采用的保温隔热材料以玻纤棉为主，具有良好的保温隔热效果。用以外墙的保温板，有效的避免墙体的“冷桥”现象，达到了更好的保温效果。100mm左右厚的R15保温棉热阻值可相当于1m厚的砖墙。
5隔音性：隔音效果是评估住宅的一个重要指标，轻钢体系安装的窗均采用中空玻璃，隔音效果好，隔音达40分贝以上；由轻钢龙骨、保温材料石膏板组成的墙体，其隔音效果可高达60分贝。
6健康性：干作业施工，减少废弃物对环境造成的污染，房屋钢结构材料可100%回收，其他配套材料也可大部分回收，符合当前环保意识；所有材料为绿色建材，满足生态环境要求，有利于健康。
7舒适性：轻钢墙体采用高效节能体系，具有呼吸功能，可调节室内空气干湿度；屋顶具有通风功能，可以使屋内部上空形成流动的空气间，保证屋顶内部的通风及散热需求。
8快捷：全部干作业施工，不受环境季节影响。一栋300平方米左右的建筑，只需5个工人30个工作日可以完成从地基到装修的全过程。
（二）所面临的问题
钢结构建筑有点很多，但钢材的耐腐蚀性和耐火性较为欠缺。钢结构建筑的防火。防腐是目前所面临的主要问题。
1钢结构建筑的防火问题
钢材虽为非燃烧材料，但钢不耐火，温度为400度时，钢材的屈服强度将降至室温下强度的一半，温度达到600度时，钢材基本损失全部温度和刚度，因此当建筑采用无防火保护措施的钢结构时，一旦发生火灾，很容易使建筑损坏。比如美国世贸中心大楼外墙是排列很密的钢柱，外面包以银色铝板，在美国911事件中两个塔楼分别受飞机撞击后所产生的大火使钢材软化，最终导致大楼倒塌。所以重要的结构必须注意采取防火措施。目前常用的防火措施，一是采用进口的新型防火板―保全板；二是根据钢结构的部位不同分别采用厚型或薄型的防火涂料，并且露明部位涂装饰漆。
2钢结构建筑的防腐
钢材如果长时间暴露在室外受到风雨等自然力的侵蚀，必然会生锈老化，其自身承载力会下降，建筑的美观也会受影响。因此防腐问题也是钢结构建筑设计需要解决常见问题，目前的做法主要是涂刷防腐涂料。然而现在虽然有各种不同类型的防腐涂料，可较为有效的防腐涂料还需外国进口。
三、钢结构缺点
1.易失稳：钢结构的失稳分为整体失稳和局部失稳两类。整体失稳大多数是由局部失稳造成的，当受压部位或受弯部位的长细比超过允许值时，会失去稳定。
2.易腐蚀。钢材在空气或潮湿的环境中很容易锈蚀。主要是由于钢材表面的铁原子与空气中的氧化合而成质地疏松的氧化铁锈，特别是当空气中看有酸碱盐类的介质时情况更为严重。因此，在设计钢结构时，应对其进行有效的防腐，才能确保钢结构的使用年限。
3.耐火性差。由于钢材的导热系数远大于钢筋混凝土的导热系数，约为钢筋混凝土的40倍，以及钢材力学性能在高温下特有的一些变化等原因，火灾对钢结构的威胁远大于钢筋混凝土结构。
4、钢材的耐温性能较差，当温度达到430~540摄氏度之间时，钢材的屈服点、抗拉强度和弹性模量将急剧下降，失去承载能力。
四、结语
钢结构建筑具有许多无可比拟的优点，是一种节能环保型、能循环使用的建筑结构，符合节能建筑和经济持续健康发展的要求。随着防火、防腐等问题得到更好的解决。钢结构在高层建筑、大型厂房、大跨度空间结构、住宅建筑中将有更好的发展空间。
参考文献：
[1]钢结构设计规范GB50017-2003，中华人民共和国建设部/国家质量监督检验检疫总局联合发布，中国计划出版社，2003
[2]钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001，中华人民共和国建设部/国家质量监督检验检疫总局联合发布，中国计划出版社，2002
[3] 李永平. 我国钢结构建筑行业发展研究[J]. 建材发展导向. 2012(02).
[4] 求真务实 科学严谨 做好钢结构住宅产业化的研究——姚兵同志在“2012年全国钢结构行业大会”上的讲话[J]. 中国建筑金属结构. 2012(05).
论文作者:郑金飞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第3期
论文发表时间:2018/6/26
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