鋼架結構

即高層鋼架結構，是以梁和柱組成的多層多跨剛架，用來承受豎向荷載和水平荷載。這種結構 在水平荷載作用下，既有作為懸臂樑的整體側向位移，又有層間剪力引起的局部側向位移，所以變形較大。適用範圍不超過20~30層。

基本介紹

• 中文名：鋼架結構
• 外文名：steel frame construction
• 讀音：gāng jià jié gòu
• 材料：鋼
• 用途：建築結構之一
• 特點：強度高自重輕剛性好變形能力強

定義

鋼材的特點是強度高、自重輕、整體剛性好、變形能力強，故用於建造大跨度和超高、超重型的建築物特別適宜；材料勻質性和各向同性好，屬理想彈性體，最符合一般工程力學的基本假定；材料塑性、韌性好，可有較大變形，能很好地承受動力荷載；建築工期短；其工業化程度高，可進行機械化程度高的專業化生產。

鋼架結構應研究高強度鋼材，大大提高其屈服點強度；此外要軋制新品種的型鋼，例如H型鋼（又稱寬翼緣型鋼）和T形鋼以及壓型鋼板等以適應大跨度結構和超高層建築的需要。

另外還有無熱橋輕鋼結構體系，建築本身是不節能的，本技術用巧妙的特種連線件解決了建築的冷熱橋問題；小桁架結構使電纜和上下水管道從牆裡穿越，施工裝修都方便。

特點

1、材料強度高，自身重量輕

鋼材強度較高，彈性模量也高。與混凝土和木材相比，其密度與屈服強度的比值相對較低，因而在同樣受力條件下鋼結構的構件截面小，自重輕，便於運輸和安裝，適於跨度大，高度高，承載重的結構。

2、鋼材韌性，塑性好，材質均勻，結構可靠性高

適於承受衝擊和動力荷載，具有良好的抗震性能。鋼材內部組織結構均勻，近於各向同性勻質體。鋼結構的實際工作性能比較符合計算理論。所以鋼結構可靠性高。

3、鋼結構製造安裝機械化程度高

鋼結構構件便於在工廠製造、工地拼裝。工廠機械化製造鋼結構構件成品精度高、生產效率高、工地拼裝速度快、工期短。鋼結構是工業化程度最高的一種結構。

4、鋼結構密封性能好

由於焊接結構可以做到完全密封，可以作成氣密性，水密性均很好的高壓容器，大型油池，壓力管道等。

5、鋼結構耐熱不耐火

當溫度在150℃以下時，鋼材性質變化很小。因而鋼結構適用於熱車間，但結構表面受150℃左右的熱輻射時，要採用隔熱板加以保護。溫度在300℃ -400℃時.鋼材強度和彈性模量均顯著下降，溫度在600℃左右時，鋼材的強度趨於零。在有特殊防火需求的建築中，鋼結構必須採用耐火材料加以保護以提高耐火等級。

6、鋼結構耐腐蝕性差

特別是在潮濕和腐蝕性介質的環境中，容易鏽蝕。一般鋼結構要除銹、鍍鋅或塗料，且要定期維護。對處於海水中的海洋平台結構，需採用“鋅塊陽極保護”等特殊措施予以防腐蝕。

7、低碳、節能、綠色環保，可重複利用

鋼結構建築拆除幾乎不會產生建築垃圾，鋼材可以回收再利用。

套用

屋面系統

輕鋼結構住宅屋面系統是由屋架、結構OSB面板、防水層、輕型屋面瓦（金屬或瀝青瓦）及相關連線件組成的。邁特建築輕鋼結構的屋面，外觀可以有多種組合。材料也有多種。在保障了防水這一技術的前提下，外觀有了許多的選擇方案。

牆體結構

輕鋼結構住宅的牆體主要由牆架柱、牆頂梁、牆底梁、牆體支

撐、牆板和連線件組成。建築輕鋼結構住宅一般將內橫牆作為結構的承重牆，牆柱為C形輕鋼構件，其壁厚根據所受的荷載而定，通常為0.84～2毫米，牆柱間距一般為400～600毫米， 建築輕鋼結構住宅這種牆體結構布置方式，可有效承受並可靠傳遞豎向荷載，且布置方便，但邁特建築輕鋼結構住宅牆體結構不能承受水平荷載。

材料要求

鋼結構在使用過程中會受到各種形式的作用（荷載、基礎不均勻沉降、溫度等），所以要求鋼材應具有良好的機械性能（強度、塑性、韌性）和加工性能（冷熱加工和焊接性能），以保證結構安全可靠。鋼材的種類很多，符合鋼結構要求的只是少數幾種，如碳素鋼中的Q235，低合金鋼中的l6Mn，用於高強螺栓的20錳釩鋼（20MnV）等。

性能指標：

1、強度

鋼材的強度指標由彈性極限σe，屈服極限σy，和抗拉極限σu，設計時以鋼材的屈服強度為基礎，屈服強度高可以減輕結構的自重，節省鋼材，降低造價。抗拉強度σu即是鋼材破壞前所能承受的最大應力，此時的結構因塑性變形很大而失去使用性能，但結構變形大而不垮，滿足結構抵抗罕遇地震時的要求。‘σu/σy值的大小，可以看作鋼材強度儲備的參數。

2、塑性

鋼材的塑性一般指應力超過屈服點後，具有顯著的塑性變形而不斷裂的性質。衡量鋼材塑性變形能力的主要指標是伸長率δ和斷面收縮率ψ。

3、冷彎性能

鋼材的冷彎性能是衡量鋼材在常溫下彎曲加工產生塑性變形時對產生裂紋的抵抗能力。鋼材的冷彎性能是用冷彎實驗來檢驗鋼材承受規定彎曲程度的彎曲變形性能。

4、衝擊韌性

鋼材的衝擊韌性是指鋼材在衝擊荷載作用下，斷裂過程中吸收機械動能的一種能力，是衡量鋼材抵抗衝擊荷裁作用，可能因低溫、應力集中，而導致脆性斷裂的一項機械性能。一般通過標準試件的衝擊試驗來獲得鋼材的衝擊韌性指標。

5、焊接性能

鋼材的焊接性能是指在—定的焊接工藝條件下，獲得性能良好的焊接接頭。焊接性能可分為焊接過程中的焊接性能和使用性能上的焊接性能兩種。焊接過程中的焊接性能是指焊接過程中焊縫及焊縫附近金屬不產生熱裂紋或冷卻不產生冷卻收縮裂紋的敏感性。 焊接性能好，是指在一定焊接工藝條件下，焊縫金屬和附近母材均不產生裂紋。使用性能上的焊接性能是指焊縫處的衝擊韌性和熱影響區內延性性能，要求焊縫及熱影響區內鋼材的力學性能不低於母材的力學性能。我國採用焊接過程的焊接性能試驗方法，也採用使用性使用性質上的焊接性能試驗方法。

6、耐久性

影響鋼材耐久性的因素很多。首先是鋼材的耐腐蝕性差，必須採取防護措施，防止鋼材腐蝕生鏽。防護措施有：定期對鋼材油漆維護，採用鍍鋅鋼材，在有酸，鹼，鹽等強腐蝕介質條件下，採用特殊防護措施，如海洋平台結構採用“陽極保護”措施防止導管架腐蝕，在導管架上固定上鋅錠，海水電解質會自動先腐蝕鋅錠，從而達到保護鋼導管架的功能。其次由於鋼材在高溫和長期荷載作用下，其破壞強度比短期強度降低較多，故對長期高溫作用下的鋼材，要測定持久強度。鋼材隨時間推移會自動變硬、變脆、即“時效”現象。對低溫荷載作用下的鋼材要檢驗其衝擊韌性。

特點

抗震性

低層別墅的屋面大都為坡屋面，因此屋面結構基本上採用的是由冷彎型鋼構件做成的三角型屋架體系，輕鋼構件在封完結構性板材及石膏板之後，形成了非常堅固的"板肋結構體系"，這種結構體系有著更強的抗震及抵抗水平荷載的能力，適用於抗震烈度為8度以上的地區。

抗風性

型鋼結構建築重量輕、強度高、整體剛性好、變形能力強。建築物自重僅是磚混結構的五分之一，可抵抗每秒70米的颶風，使生命財產能得到有效的保護。

耐久性

輕鋼結構住宅結構全部採用冷彎薄壁鋼構件體系組成，鋼骨採用超級防腐高強冷軋鍍鋅板製造，有效避免鋼板在施工和使用過程中的鏽蝕的影響，增加了輕鋼構件的使用壽命。結構壽命可達100年。

保溫性

採用的保溫隔熱材料以玻纖棉為主，具有良好的保溫隔熱效果。用以外牆的保溫板，有效的避免牆體的“冷橋”現象，達到了更好的保溫效果。100mm左右厚的R15保溫棉熱阻值可相當於1m厚的磚牆。

隔音性

隔音效果是評估住宅的一個重要指標，輕鋼體系安裝的窗均採用中空玻璃，隔音效果好，隔音達40分貝以上；由輕鋼龍骨、保溫材料石膏板組成的牆體，其隔音效果可高達60分貝。

健康性

乾作業施工，減少廢棄物對環境造成的污染，房屋鋼結構材料可100%回收，其他配套材料也可大部分回收，符合當前環保意識；所有材料為綠色建材，滿足生態環境要求，有利於健康。

舒適性

輕鋼牆體採用高效節能體系，具有呼吸功能，可調節室內空氣乾濕度；屋頂具有通風功能，可以使屋內部上空形成流動的空氣間，保證屋頂內部的通風及散熱需求。

快捷

全部乾作業施工，不受環境季節影響。一棟300平方米左右的建築，只需5個工人30個工作日可以完成從地基到裝修的全過程。

環保

材料可100%回收，真正做到綠色無污染。

節能

全部採用高效節能牆體，保溫、隔熱、隔音效果好，可達到50%的節能標準。