無論是結構性能、使用功能及經濟效益上,鋼結構都有一定優越性。
鋼材的抗拉、抗壓、抗剪強度相對來說比較高,鋼結構構件結構斷面小、自重輕。一般情況下,高層鋼筋混凝土建筑物的自重在1.5~2.0t/m2左右,高層建筑鋼結構自重大都在1.0t/m2以下,甚至有的辦公室只有0.5~0.6t/m2。結構自重輕,可以減少運輸和吊裝用度,基礎的負載也相應減少,可以降低基礎造價,特別是在地質條件較差地區,例如上海、天津等地區,其優點就更為突出。
在高烈度地震區,有設防要求的高層建筑,若自重減輕一半,相當于降低抗震設防烈度一度。以北京8°抗震設防烈度為例,中等高度建筑采用鋼結構,結構自重減輕約1/3,地震作用可減少30~40%,地基上單位面積的負荷面積也可減少25%以上。
鋼結構具有良好的延性,抗震性能好,尤其是在高烈度地震區,使用鋼結構就更為有利。鋼筋混凝土結構延性的保證在于結構的應力不太高,而鋼結構的延性在于使部分構件進進塑性。
鋼結構的質量輕易保證。鋼結構構件一般都在工廠里制造、加工,精度高。在工地只安裝就位,用工省,現場比較文明。減少了沙、石、水泥堆放場地,還減少了模板儲運、現場構件預制及鋼筋混凝土結構現澆時的濕作業,在鬧市區或密集的居民區內,具有很大的優點。
鋼結構建筑在使用過程中易于改造,如加固、接高、擴大樓面等內部分割,變動比較輕易、靈活。一些發達國家以為:鋼結構建筑是環保型建筑,可以重復利用,減少礦產資源的開采。
鋼結構可以做成大跨度、大空間。開敞式的大平面辦公室60年代后得到較大的發展,有的國家稱之為"園林化辦公室"。這種辦公室要求較大尺寸的柱網布置,并且柱子斷面越小越合適。采用12~15m的柱網已經很普遍。鋼結構正適合于這種要求,因它可形成較寬敞的無柱空間,便于內部靈活布置。
結構占有面積(或稱為結構平面密度)較小,實際上是增加了使用面積。高層建筑鋼結構的結構占有面積只是同類鋼筋混凝土結構面積的28%。采用鋼結構可以增加使用面積4%左右,這實際上是增加建筑物的使用價值,增加經濟效益。例如北京的長富宮中心(26層純框架體系,采用鋼結構),鋼柱的斷面僅為450×450mm,層數和柱網與其類似的鋼筋混凝土結構,柱斷面約在900×900mm左右。假如按照增加使用面積4%來計算,對于一個5萬平米的建筑來說,即是增加了2000m2左右的使用面積,其價值是相當可觀的。
施工速度快。采用鋼結構可為施工提供較大的空間和較為寬敞的施工作業面。鋼結構工程的柱子一般取3~4層為一個施工段,在現場一次吊裝。而且柱子的吊裝、鋼框架的安裝、鋼筋混凝土核心筒的澆筑、組合樓蓋的施工等,可以實施平行立體交叉作業。有時在上部安裝柱、框架的同時,下部可以進行內部裝飾、裝修工程。因此,在保證技術、供給、治理等方面的條件下,可以提前投進使用。國內部分高層建筑鋼結構工程施工工期見附表。可見與鋼筋混凝土結構相比,30~50層的鋼結構工程可以縮短施工工期8~12個月左右。隨著高層建筑鋼結構的發展、應用、經驗的積累,施工速度還可以加快。
當然,為了形成開敞空間,采取桁架梁、格構梁、懸掛結構等都是常用的有效方法。
管線布置方便。在鋼結構的結構空間中,有很多孔洞與空腔,而且鋼梁的腹板也答應穿越小于一定直徑的管線,這樣使管線的布置較為方便,也增加了建筑凈高,而且管線的更換、修理都較方便。
盡管高層建筑鋼結構具有上述的優越性,但是,也有一定的缺點。關于鋼結構造價較高的題目,需全面、正確地用綜合效益來分析。鋼結構的防火性能比較差,必須做防火及防銹處理,增加了造價。
鋼結構主要結構
A.清理室
清理室為大容腔板式箱形組焊結構,室體內壁襯有ZGMn13耐磨防護板,清理作業在密封的容腔內進行。
B.輸送輥道
分為室內輸送輥道和裝卸料段輸送輥道。
室內輥道外套高鉻耐磨護套及限位環,高鉻耐磨護套用于保護輥道,承受彈丸打擊,限位環可使工件按預定的位置運行,防止跑偏,造成事故。
C.分離器
螺旋輸送器主要由減速電機、螺旋軸、螺旋體殼組成。
采用帶方座外球面球軸承,該軸承受到振動沖擊時能自動調整,密封性好。
D.提升機
主要由上、下部傳動、筒體、皮帶、料斗等組成。
提升機上下同徑帶輪采用筋板、輪板與輪轂組焊成多邊形結構,以增強磨擦力,避免打滑現象,延長了皮帶使用壽命。
提升機罩殼折彎成形,打開提升機中殼上的蓋板可維修更換料斗和搭接皮帶。打開提升機下殼上的蓋板可排除底部彈丸的阻塞。
調整提升機上殼兩側螺栓帶動拉板上下移動便可保持提升皮帶的松緊度。
上下帶輪采用帶方座外球面球軸承,受到振動沖擊時可自動調整,密封性好。
E.除塵系統
布袋式除塵器
主要由袋式除塵器和風機、除塵管道等一起組成除塵系統。除塵效率可達99.5%。
F.輸丸管道
本輸丸管道具有雙重控丸功能,每一閘管上方均設一閘板,分別切斷來自分離器的彈丸,便于維修各自的拋丸器;閘板開啟大小,可以調節彈丸流量,也可根據清理工件的規格任意組合,開啟與關閉閘門數量,以節約能源,減少對機器的磨損,并保證滿足生產需要。 G.拋丸器
采用單圓盤拋丸器,成為當今國內完美無缺的高水平拋丸器。它主要由轉動機構、葉輪、罩殼、定向套、分丸輪、護板等組成,其中葉輪采用Cr40材質 由鍛造而成,葉片、定向套、分丸輪及護板均采用高鉻.
H.進出口密封
工件進出口密封裝置,均采用橡膠彈簧鋼板制成,為防止在拋丸時,彈丸飛濺出清理室外,在工件進出口處各設多道加強密封,其特點為彈性強、壽命長、密封效果俱佳。
I.吹掃裝置
本裝置采用高壓風機,并在室體內輔室部分設有不同角度的多組彈性吹嘴,對工件表面余留的彈丸進行吹掃清理。
J.電氣控制
電氣控制系統采用常規控制實現對全機的控制,采用國內外生產的優質電器元件,具有可靠性高及維修方便等優點,主電路由小型斷路器和熱繼電器實現對各電機的短路、缺相、過載保護。并設有多處急停開關,方便緊急關機,防止事故擴大。
在清理室及清掃室的各個檢修門上設有安全保護開關,當任何一個檢修門打開后,拋丸器不能啟動。