1、結(jié)構(gòu)剛度與質(zhì)量問題
鋼結(jié)構(gòu)一大優(yōu)勢是高強輕質(zhì),這在常規(guī)修建上是優(yōu)點。但是在某些結(jié)構(gòu)上,這或許會成為缺點。
鋼的密度比混凝土大,但為什么說鋼材是輕質(zhì)呢,是因為鋼材的強度高,承受相同荷載情況下,鋼材需要量少,總體來說質(zhì)量會比混凝土輕。這是鋼結(jié)構(gòu)的一大優(yōu)點。
一起由于鋼結(jié)構(gòu)用量少,會導(dǎo)致剛度缺乏的問題。一起在動力問題中,質(zhì)量小,也未必便是一個好事情。
高層超高層抗風(fēng)抗震是個大問題,這里說的抗風(fēng)抗震不是強度問題,而是剛度問題。
也就說,大風(fēng)地震情況下,不怕樓會倒,而是怕晃動太大,切當(dāng)?shù)卣f是怕晃動的加速度太大。
想象一下,一個一直在晃動的大樓,你敢去住不?
一個沒有正常使用功能的修建,無疑便是個定時炸彈。
這時候強度優(yōu)勢很難發(fā)揮出來,剛度問題雖然可以通過結(jié)構(gòu)手段處理,但是質(zhì)量太輕,或許會是個致命問題。
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,改善其動力特性。
對應(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,來處理剛度問題。
帝國大廈,雙塔,西爾斯大廈確實是鋼結(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)鍵問題都是鋼結(jié)構(gòu)高層抗風(fēng),還有他們太貴了,如果用來做住宅。
另外,動力問題要注意的是,動力問題很復(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、防腐問題
鋼結(jié)構(gòu)防腐是個大問題,尤其是沿海地區(qū)。下面這張圖,是某海灣大橋,1991年通車。
20年后,鋼管已經(jīng)銹蝕成一片一片的頁片樣了。
3、鋼結(jié)構(gòu)防火問題
鋼結(jié)構(gòu)通常在450~650℃溫度中就會失去承載能力、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。這一時間的長短還與構(gòu)件吸熱的速度有關(guān)。
從施工上說,鋼結(jié)構(gòu)或許施工難度高點。