浅析钢结构与混凝土结构的比较论文_王鑫林

浅析钢结构与混凝土结构的比较论文_王鑫林

王鑫林

江苏浩森建筑设计有限公司 江苏常州 213000

摘要:由于社会经济的发展,人民生活水平的提高,对建筑结构和建筑材料要求越来越高,钢结构和钢筋混凝土结构都面临着新的机遇和挑战。为加强钢结构的生产、运输、施工、运行管理和协调各环节,降低工程造价,发挥更多的经济效益;对于钢筋混凝土结构,注重混凝土材料性能的改善,以及预应力技术的发展取得突破。

关键词:钢结构;混凝土结构;结构比较

自1996日以来,中国连续几年连续年的钢产量突破亿吨大关,成为世界钢铁生产中的最多的国家,钢材市场出现供不应求的局面。钢结构具有强度高、重量轻、抗震性能好、工业化程度高、施工速度快、造价低、结构小、体积小等优点。与钢筋混凝土结构相比,它是环境保护和可持续发展,也更有利于建筑业的发展。

一、钢结构和钢筋混凝土结构的特点比较

(1)强度和自重的比较

混凝土的抗压强度很高,但抗拉强度很低(约10%),混凝土会出现较小的拉力,钢筋混凝土结构的抗拉强度在拉力区的混凝土结构,可以充分发挥钢和混凝土的2种材料,大大提高了承载能力。然而,主要的缺点是钢筋混凝土结构的发展和应用的最大障碍。钢筋混凝土的重量约为每立方米,和钢筋混凝土的重量是非常。例如,钢筋混凝土桥梁,结构的重量超过80%。与钢筋混凝土相比,钢的密度要大得多,但强度要高很多,钢的密度和屈服点的比例要低于其他建筑材料。在同一跨度和荷载下,钢屋盖桁架结构自重仅为混凝土屋面的桁架结构重量为1/4、1/3、薄壁钢为轻。

(2)材质均匀性的比较

钢筋混凝土结构是由两种材料组成的。混凝土的非均匀性,非弹性和非连续性。除了特殊情况(如预应力钢筋混凝土构件的使用阶段),也不能直接用于计算钢筋混凝土构件的力学计算公式。钢是由于其内部结构,接近均匀,物理和力学性能接近各向同性,而在弹性工作状态下的应力是不这样的,按照材料力学的基本计算,可以根据力学原理计算,所以钢结构的可靠性高于钢筋混凝土结构。

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(3)耐久性的比较

随着时间的增加,研究资料表明,混凝土的强度大约是,28d 强度的1.5倍,当30年龄期时,可达2倍以上。另外,钢筋混凝土结构由于钢筋混凝土作为一种天然的保护层,钢筋不易锈蚀。在钢结构中,钢是暴露于自然环境中,钢材容易腐蚀,随着钢筋锈蚀的增加,承载能力的结构会逐渐减少。

(4)工程造价的比较

在一般的建筑结构中,钢筋混凝土结构主要是由砂和砾石组成,砂和石材占很大比例的,混凝土和钢材占比例较小,而砂石料使用方便,可以大大降低工程造价。钢筋混凝土结构的承载能力是很高的,可以满足一般建筑结构的要求,在大多数情况下可以代替钢结构,节约大量钢材。但是,当建筑结构的跨度和高度超过一定限度时,钢结构具有强度高、自重大等优点,如大跨度桥梁,当采用钢筋混凝土结构时,常采用钢结构代替钢结构,高层建筑钢结构的钢结构也体现明显的优越性。另外,钢结构在良好的施工组织和管理上,可以明显缩短施工工期,降低工期成本,提高综合经济效益。

(5)特殊环境的比较

在许多特殊情况下,钢结构和钢筋混凝土结构都有各自的优点:钢结构在低温环境下容易发生钢结构,钢强度低,钢结构承载能力差,钢筋混凝土结构优于钢结构,具有良好的延性和延性,抗震性能优于钢筋混凝土结构。

(6)稳定性的比较

由于钢结构高强度、低重量、小面积的截面,钢结构的强度很容易满足,在钢结构的破坏、失稳破坏和破坏中占有很大的比例,整体不稳定和局部不稳定是钢结构损伤的主要形式。对于钢筋混凝土,由于大截面面积大,一般没有稳定性的问题,强度破坏是其破坏的主要形式。因此,稳定性在钢结构设计中应放在首位。

二、钢结构与钢筋混凝土结构的发展前景比较

随着材料科学的发展,高强度低合金钢,耐腐蚀钢的发展,钢结构的性能将逐步改善和改进。目前,我国的钢结构正处于增长阶段,属于朝阳工业,具有广阔的发展前景,特别是轻钢结构。虽然,钢筋混凝土结构的发展得到了很大的改善,但在高强度的轻骨料混凝土中,预应力技术的发展和施工条件的不断完善,钢筋混凝土结构的性能和经济效益也逐渐提高。由于其坚固耐用、成本低廉,在许多领域仍然发挥着重要作用,仍然是建筑结构的主要形式。随着钢筋混凝土材料研究的不断提升,计算机软件技术和有限元分析方法的应用,钢筋混凝土结构将焕发出新的生机。

三、结语

在科学技术发展的新时代,无论是钢结构还是混凝土结构,在技术上可能有新的突破,作为一个建筑,结构本身已不再是单纯的、绿色的建筑、节能的建筑,人的建筑,已经成为未来建筑发展的主题。而钢结构和混凝土结构也会有很多机会在同一个公寓楼里出现,相互学习,共同发挥领导作用,相互配合使用。

参考文献:

[1]张维斌.多层级高层钢筋混凝土结构设计释疑及工程实例[M].北京:中国建筑工业出版社,2005.

[2]张志国,张庆芳.《钢结构》.中国铁道出版社.

[3]李乔.《混凝土结构设计原理》.中国铁道出版社.

论文作者:王鑫林

论文发表刊物:《基层建设》2015年28期供稿

论文发表时间:2016/4/5

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