无论是结构性能、使用功能及经济效益上,钢结构都有一定优越性。
钢材的抗拉、抗压、抗剪强度相对来说比较高,钢结构构件结构断面小、自重轻。一般情况下,高层钢筋混凝土建筑物的自重在1.5~2.0t/m2左右,高层建筑钢结构自重大都在1.0t/m2以下,甚至有的办公室只有0.5~0.6t/m2。结构自重轻,可以减少运输和吊装用度,基础的负载也相应减少,可以降低基础造价,特别是在地质条件较差地区,例如上海、天津等地区,其优点就更为突出。
在高烈度地震区,有设防要求的高层建筑,若自重减轻一半,相当于降低抗震设防烈度一度。以北京8°抗震设防烈度为例,中等高度建筑采用钢结构,结构自重减轻约1/3,地震作用可减少30~40%,地基上单位面积的负荷面积也可减少25%以上。
钢结构具有良好的延性,抗震性能好,尤其是在高烈度地震区,使用钢结构就更为有利。钢筋混凝土结构延性的保证在于结构的应力不太高,而钢结构的延性在于使部分构件进进塑性。
钢结构的质量轻易保证。钢结构构件一般都在工厂里制造、加工,精度高。在工地只安装就位,用工省,现场比较文明。减少了沙、石、水泥堆放场地,还减少了模板储运、现场构件预制及钢筋混凝土结构现浇时的湿作业,在闹市区或密集的居民区内,具有很大的优点。
钢结构建筑在使用过程中易于改造,如加固、接高、扩大楼面等内部分割,变动比较轻易、灵活。一些发达国家以为:钢结构建筑是环保型建筑,可以重复利用,减少矿产资源的开采。
钢结构可以做成大跨度、大空间。开敞式的大平面办公室60年代后得到较大的发展,有的国家称之为"园林化办公室"。这种办公室要求较大尺寸的柱网布置,并且柱子断面越小越合适。采用12~15m的柱网已经很普遍。钢结构正适合于这种要求,因它可形成较宽敞的无柱空间,便于内部灵活布置。
结构占有面积(或称为结构平面密度)较小,实际上是增加了使用面积。高层建筑钢结构的结构占有面积只是同类钢筋混凝土结构面积的28%。采用钢结构可以增加使用面积4%左右,这实际上是增加建筑物的使用价值,增加经济效益。例如北京的长富宫中心(26层纯框架体系,采用钢结构),钢柱的断面仅为450×450mm,层数和柱网与其类似的钢筋混凝土结构,柱断面约在900×900mm左右。假如按照增加使用面积4%来计算,对于一个5万平米的建筑来说,即是增加了2000m2左右的使用面积,其价值是相当可观的。
施工速度快。采用钢结构可为施工提供较大的空间和较为宽敞的施工作业面。钢结构工程的柱子一般取3~4层为一个施工段,在现场一次吊装。而且柱子的吊装、钢框架的安装、钢筋混凝土核心筒的浇筑、组合楼盖的施工等,可以实施平行立体交叉作业。有时在上部安装柱、框架的同时,下部可以进行内部装饰、装修工程。因此,在保证技术、供给、治理等方面的条件下,可以提前投进使用。国内部分高层建筑钢结构工程施工工期见附表。可见与钢筋混凝土结构相比,30~50层的钢结构工程可以缩短施工工期8~12个月左右。随着高层建筑钢结构的发展、应用、经验的积累,施工速度还可以加快。
当然,为了形成开敞空间,采取桁架梁、格构梁、悬挂结构等都是常用的有效方法。
管线布置方便。在钢结构的结构空间中,有很多孔洞与空腔,而且钢梁的腹板也答应穿越小于一定直径的管线,这样使管线的布置较为方便,也增加了建筑净高,而且管线的更换、修理都较方便。
尽管高层建筑钢结构具有上述的优越性,但是,也有一定的缺点。关于钢结构造价较高的题目,需全面、正确地用综合效益来分析。钢结构的防火性能比较差,必须做防火及防锈处理,增加了造价。
钢结构主要结构
A.清理室
清理室为大容腔板式箱形组焊结构,室体内壁衬有ZGMn13耐磨防护板,清理作业在密封的容腔内进行。
B.输送辊道
分为室内输送辊道和装卸料段输送辊道。
室内辊道外套高铬耐磨护套及限位环,高铬耐磨护套用于保护辊道,承受弹丸打击,限位环可使工件按预定的位置运行,防止跑偏,造成事故。
C.分离器
螺旋输送器主要由减速电机、螺旋轴、螺旋体壳组成。
采用带方座外球面球轴承,该轴承受到振动冲击时能自动调整,密封性好。
D.提升机
主要由上、下部传动、筒体、皮带、料斗等组成。
提升机上下同径带轮采用筋板、轮板与轮毂组焊成多边形结构,以增强磨擦力,避免打滑现象,延长了皮带使用寿命。
提升机罩壳折弯成形,打开提升机中壳上的盖板可维修更换料斗和搭接皮带。打开提升机下壳上的盖板可排除底部弹丸的阻塞。
调整提升机上壳两侧螺栓带动拉板上下移动便可保持提升皮带的松紧度。
上下带轮采用带方座外球面球轴承,受到振动冲击时可自动调整,密封性好。
E.除尘系统
布袋式除尘器
主要由袋式除尘器和风机、除尘管道等一起组成除尘系统。除尘效率可达99.5%。
F.输丸管道
本输丸管道具有双重控丸功能,每一闸管上方均设一闸板,分别切断来自分离器的弹丸,便于维修各自的抛丸器;闸板开启大小,可以调节弹丸流量,也可根据清理工件的规格任意组合,开启与关闭闸门数量,以节约能源,减少对机器的磨损,并保证满足生产需要。 G.抛丸器
采用单圆盘抛丸器,成为当今国内完美无缺的高水平抛丸器。它主要由转动机构、叶轮、罩壳、定向套、分丸轮、护板等组成,其中叶轮采用Cr40材质 由锻造而成,叶片、定向套、分丸轮及护板均采用高铬.
H.进出口密封
工件进出口密封装置,均采用橡胶弹簧钢板制成,为防止在抛丸时,弹丸飞溅出清理室外,在工件进出口处各设多道加强密封,其特点为弹性强、寿命长、密封效果俱佳。
I.吹扫装置
本装置采用高压风机,并在室体内辅室部分设有不同角度的多组弹性吹嘴,对工件表面余留的弹丸进行吹扫清理。
J.电气控制
电气控制系统采用常规控制实现对全机的控制,采用国内外生产的优质电器元件,具有可靠性高及维修方便等优点,主电路由小型断路器和热继电器实现对各电机的短路、缺相、过载保护。并设有多处急停开关,方便紧急关机,防止事故扩大。
在清理室及清扫室的各个检修门上设有安全保护开关,当任何一个检修门打开后,抛丸器不能启动。