1、結(jié)構(gòu)剛度與質(zhì)量問(wèn)題
鋼結(jié)構(gòu)一大優(yōu)勢(shì)是高強(qiáng)輕質(zhì),這在常規(guī)修建上是優(yōu)點(diǎn)。但是在某些結(jié)構(gòu)上,這或許會(huì)成為缺點(diǎn)。
鋼的密度比混凝土大,但為什么說(shuō)鋼材是輕質(zhì)呢,是因?yàn)殇摬牡膹?qiáng)度高,承受相同荷載情況下,鋼材需要量少,總體來(lái)說(shuō)質(zhì)量會(huì)比混凝土輕。這是鋼結(jié)構(gòu)的一大優(yōu)點(diǎn)。
一起由于鋼結(jié)構(gòu)用量少,會(huì)導(dǎo)致剛度缺乏的問(wèn)題。一起在動(dòng)力問(wèn)題中,質(zhì)量小,也未必便是一個(gè)好事情。
高層超高層抗風(fēng)抗震是個(gè)大問(wèn)題,這里說(shuō)的抗風(fēng)抗震不是強(qiáng)度問(wèn)題,而是剛度問(wèn)題。
也就說(shuō),大風(fēng)地震情況下,不怕樓會(huì)倒,而是怕晃動(dòng)太大,切當(dāng)?shù)卣f(shuō)是怕晃動(dòng)的加速度太大。
想象一下,一個(gè)一直在晃動(dòng)的大樓,你敢去住不?
一個(gè)沒(méi)有正常使用功能的修建,無(wú)疑便是個(gè)定時(shí)炸彈。
這時(shí)候強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)很難發(fā)揮出來(lái),剛度問(wèn)題雖然可以通過(guò)結(jié)構(gòu)手段處理,但是質(zhì)量太輕,或許會(huì)是個(gè)致命問(wèn)題。
在大跨度橋梁中,尤其是懸索橋,由于鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量太輕,我們甚至要往鋼箱里面添加配重,改善其動(dòng)力特性。
對(duì)應(yīng)的房屋結(jié)構(gòu)中要采用鋼結(jié)構(gòu)與混凝土核心筒配合,來(lái)處理剛度問(wèn)題。
帝國(guó)大廈,雙塔,西爾斯大廈確實(shí)是鋼結(jié)構(gòu)的超高層,但他們都是奔著世界紀(jì)錄去的,他們處理的關(guān)鍵問(wèn)題都是鋼結(jié)構(gòu)高層抗風(fēng),還有他們太貴了,如果用來(lái)做住宅。
另外,動(dòng)力問(wèn)題要注意的是,動(dòng)力問(wèn)題很復(fù)雜,剛度低未必合適,剛度高也未必好,只有合適的范圍才是合理的。
2、防腐問(wèn)題
鋼結(jié)構(gòu)防腐是個(gè)大問(wèn)題,尤其是沿海地區(qū)。下面這張圖,是某海灣大橋,1991年通車(chē)。
20年后,鋼管已經(jīng)銹蝕成一片一片的頁(yè)片樣了。
3、鋼結(jié)構(gòu)防火問(wèn)題
鋼結(jié)構(gòu)通常在450~650℃溫度中就會(huì)失去承載能力、發(fā)生很大的形變、導(dǎo)致鋼柱、鋼梁彎曲,結(jié)果因過(guò)大的形變而不能繼續(xù)使用,一般不加保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限為15分鐘左右。這一時(shí)間的長(zhǎng)短還與構(gòu)件吸熱的速度有關(guān)。
從施工上說(shuō),鋼結(jié)構(gòu)或許施工難度高點(diǎn)。