Byggematerialer av stål refererer til den generelle betegnelsen for ulike materialer som hovedsakelig er sammensatt av stål og bearbeides og dannes gjennom smelting, valsing, sveising, kaldbøying og andre prosesser, og som brukes i hovedkonstruksjonen eller innkapslingssystemet til bygninger og konstruksjoner. De har overgått tradisjonelle murstein-, tre- og steinmaterialer og blitt kjernen i den moderne byggebransjen.
Kjernemedlemmer inkluderer:
Konstruksjonsstål: som varmvalset H-formet stål, I-formet stål (I-formet stål), vinkelstål, kanalstål, firkantet/rektangulært rør (kasseformet stål), rundt stålrør, stålplate etc., som utgjør skjelettet til bygningen (bjelker, søyler, takstoler).
Armeringsjern: Gjenget stål, vanlige runde stålstenger, etc., er innebygd i betong for å danne armert betong, noe som forbedrer strekkfastheten betydelig.
Kaldbøyd tynnvegget stål: Tynne stålplater er kaldbøyd til C-formede, U-formede, Z-formede og andre tverrsnitt, brukt til lette stålkonstruksjoner (som lavhusbebyggelse, mesaniner) og sekundærkonstruksjoner.
Stålplater/metallplater: Brukes til gulvdekke (korrugerte stålplater), vegg-/takskapsystemer (farget stålplater, sandwichpaneler).
Koblinger: Høyfaste bolter, sveisematerialer, koblingsplater, etc., for å sikre integriteten og stabiliteten til strukturen.
Kjernefunksjoner:
Utmerket styrke og lett vekt: Det ekstremt høye styrke-til-vekt-forholdet tillater konstruksjon av bygninger med store spennvidder og høye klaringer, noe som reduserer fundamentbelastningen.
Homogenitet og pålitelighet: Materialet er ensartet, de mekaniske egenskapene er stabile, kvalitetskontrollen av produksjonsprosessen er streng, og designberegningsresultatene er pålitelige.
Utmerket plastisk seighet: Den kan absorbere enorm energi (som jordskjelv og vindbelastninger) og er ikke utsatt for plutselige sprø brudd.
Fabrikkprefabrikasjon og effektiv montering: Komponentene er presist prefabrikkert på fabrikken, og boltforbindelsen eller sveisingen er rask på stedet, noe som forkorter byggeperioden kraftig.
Grønt og bærekraftig: Svært resirkulerbart (gjenvinningsgraden kan nå mer enn 95%), og konstruksjonsforurensningen er lav (hovedsakelig tørr drift).
Fleksibel design og fri modellering: Sterk plastisitet, lett å oppnå komplekse og nye arkitektoniske former og store plassbehov.
1. Hvorfor velge byggematerialer i stål?
I konkurransen med mange byggematerialer skiller stålmaterialer seg ut, og deres fordeler er uerstattelige:
Utmerkede økonomiske fordeler:
Kort byggeperiode = rask kapitalgjenvinning: Prefabrikasjons- og monteringskonstruksjonshastigheten overstiger langt tradisjonelle betongkonstruksjoner, sparer mye tid og arbeidskostnader, og prosjektet tas i bruk tidligere for å generere fordeler.
Reduserer totale kostnader: Redusert strukturell dødvekt sparer fundamenteringskostnader; fabrikkproduksjon reduserer avfall på stedet; senere vedlikeholdskostnader er relativt lave; høy plassutnyttelse (stort søylenett, liten bjelke og søylesnitt).
Langtidsverdi: Sterk holdbarhet reduserer oppussingsfrekvensen, har lang levetid og god restverdi (resirkulerbar).
Topp ytelsesfordeler:
Trygg og pålitelig: Høy styrke og høy duktilitet gir utmerket jordskjelv- og vindmotstand, som er et ideelt valg for jordskjelvutsatte områder og tyfonområder.
Stabil og kontrollerbar kvalitet: Fabrikkens produksjonsmiljø er strengt, kvalitetsinspeksjonsstandardene er høye, og nøyaktigheten til komponentene er garantert.
Stort spenn og stor plass: Realiser enkelt store spennstrukturer med ingen eller få søyler (som gymsaler, fabrikker, utstillingshaller).
Enkelt å transformere og utvide: Det strukturelle systemet er oversiktlig, noe som er praktisk for senere forsterkning, tillegging av gulv eller ominndeling av plass.
Et grønt valg for bærekraftig utvikling:
En modell for sirkulær økonomi: Stål er et av materialene med høyest gjenvinningsgrad for tiden. Det kan resirkuleres nesten uendelig uten å redusere ytelsen, noe som reduserer byggeavfall og ressursforbruk betydelig (ifølge data fra World Steel Association).
Lavt karbonavtrykk: Selv om produksjonens energiforbruk er høyt, reduserer dens lange levetid, resirkulerbarhet og prefabrikasjonskonstruksjon på stedet energiforbruk og utslipp, noe som gjør karbonutslippene for hele livssyklusen konkurransedyktige. Den korte prosessen med å bruke skrapstål fra elektrisk lysbueovn kan ytterligere redusere karbonutslipp.
Reduser forurensning på stedet: Tørrdrift er hovedmetoden, som i stor grad reduserer forurensning av støy, støv og våtdriftsavløpsvann til miljøet.
Kompatibel med grønn teknologi: Stålramme er en ideell plattform for å integrere energisparende teknologier som solcellepaneler og grønne tak.
Design og konstruksjonsfleksibilitet:
Formfrihet: Realiser arkitektens hemningsløse kreativitet og lag mange ikoniske bygninger (som Fugleredet stadion og Eiffeltårnet).
Prefabrikasjon og montering: En svært industrialisert byggemetode som er mindre værpåvirket, med bedre kvalitets- og byggeperiodekontroll, som er i tråd med utviklingsretningen for byggindustrialisering.
Høy presisjon: Fabrikkproduksjon sikrer nøyaktige komponentdimensjoner og små monteringsfeil på byggeplassen.
2. Viktige bruksområder for stålbyggematerialer
Den sterke tilpasningsevnen til stålmaterialer gjør at det vises i alle slags byggeprosjekter:
Industribygg:
Fabrikk/verksted: Den foretrukne strukturelle formen for enetasjes eller fleretasjes fabrikker. Store spenn og store rom møter utformingen av produksjonsutstyr og samlebånd.
Lager/logistikksenter: Stålkonstruksjon er den perfekte løsningen for stor fri høyde og søyleavstand for å lette lastlagring og effektiv sirkulasjon.
Tungindustrianlegg: Som rammer, utstyrsplattformer og rørstøtter til kraftverk, raffinerier og kjemiske anlegg.
Kommersielle og offentlige bygg:
Store kjøpesentre/kjøpesentre: Det kreves romslige og fleksible innvendige rom for å tiltrekke seg kunder.
Kontorbygg/høyhus: Den kombinerte stålrammens struktur er hovedformen for moderne superhøyhus (som Shanghai Tower).
Stadioner/konferanse- og utstillingssentre: Realiser tak med stor spennvidde og uhindrede tribuner for å gi en sjokkerende romopplevelse (som Fugleredet og store flyplassterminaler).
Skoler/sykehus/Flyplasser/Transportknutepunkter: Krever rask konstruksjon, lav interferens og fleksibel romlig layout.
Infrastruktur:
Bruer: Hovedkablene, pylonene og brodekkene til broer med store spenn (hengebroer og skråstagsbroer) er nøkkelkomponenter; små og mellomstore stålbroer blir stadig mer brukt.
Tårnmastkonstruksjoner: krafttårn, kommunikasjonstårn, vindturbintårn, etc.
Offshoreplattformer: Hovedstrukturen til offshore oljeboreplattformer.
Fremvoksende felt og felt med flere etasjer:
Fleretasjes bygninger: Anvendelsen av lette stålkjølsystemer i kontorbygg, leilighetsbygg og hoteller (spesielt modulbygg) vokser raskt.
Lavblokker og boliger:
Villaer/boliger i lette stål: Kaldbøyde tynnveggede kjølsystemer i lett stål, rask konstruksjon, god varmeisolasjon og energibesparende ytelse, og utmerket jordskjelvmotstand.
Fleretasjes boligbygg i stålstruktur: Fremme dem gradvis for å løse "mangelen på arbeidskraft" og forbedre kvaliteten på bygninger og industrialiseringsnivået.
Spesielle strukturer: Overføringstårn, skulpturer, midlertidige bygninger (mobile hus, scener), etc.
3. Ofte stilte spørsmål (spørsmål og svar)
Spørsmål: Er bygninger med stålkonstruksjoner dyrere enn bygninger i armert betong?
A: Det kan ikke generaliseres. Den opprinnelige materialkostnaden kan være litt høyere, men med tanke på de omfattende kostnadene (økonomiske og administrasjonskostnader spart ved forkortet byggeperiode, reduserte grunnkostnader, fordeler med høy plassutnyttelse, lave langsiktige vedlikeholdskostnader, gjenvinnbar verdi, etc.), har stålkonstruksjoner vanligvis betydelige økonomiske fordeler, spesielt i storskala industri-, kommersielle og byggeperioder sensitive prosjekter.
Spørsmål: Hva skal jeg gjøre hvis stål er utsatt for rust og korrosjon?
A: Dette kan forebygges og kontrolleres. Moderne stålkonstruksjoner vedtar flere beskyttelsestiltak:
Overflateforbehandling: Sandblåsing for å fjerne rust til spesifisert nivå.
Langsiktig anti-korrosjonsbelegg: Sprayprimer, mellommaling, toppstrøk (som epoksy sinkrik primer epoksyglimmer mellommaling polyuretan toppbelegg), utform beleggsystemet og tykkelsen i henhold til miljøkorrosjonsnivået.
Varmforsinking: Meget effektiv for små komponenter eller deler i tøffe miljøer.
Forvitringsstål: Et stabilt og tett rustlag vil dannes under visse atmosfæriske forhold for å beskytte underlaget, og eliminerer behovet for maling og vedlikehold (brukes ofte for utsatte strukturer).
Katodisk beskyttelse: Brukes til undervanns- eller underjordiske konstruksjoner (som plattformfundamenter til havs). Standard design, nøye konstruksjon og regelmessig inspeksjon og vedlikehold kan sikre langsiktig service av stålkonstruksjoner.
Spørsmål: Stål er ikke brannbestandig, hva skal jeg gjøre hvis det oppstår brann?
A: Selv om stål er ikke brennbart, vil dets styrke falle kraftig ved høye temperaturer (over ca. 550°C). Derfor er brannvern et obligatorisk krav for utforming av stålkonstruksjon. Vanlige metoder inkluderer:
Brannhemmende belegg: Intumescent (utvider seg i brann for å danne et isolerende karbonlag) eller ikke-intumescerende (tykk isolasjon) brannhemmende belegg.
Brannsikker plateinnpakning: Som gipsplater, kalsiumsilikatplater, steinullplater, etc.
Betong/mørtel innpakning: Dann et beskyttende lag.
Struktur fylt med vann (vannkappe).
Gjennom vitenskapelig design og konstruksjon kan brannmotstandsgrensen for stålkonstruksjoner fullt ut oppfylle kravene til bygningsbrannvernforskrifter.
Spørsmål: Er lydisolasjons- og varmeisolasjonseffekten av stålkonstruksjonsbygninger god?
A: Stål i seg selv er en god varmeleder (rask varmeledning), men den termiske isolasjonen og lydisolasjonsytelsen til stålkonstruksjonsbygninger avhenger hovedsakelig av dets kapslingssystem og fyllmaterialer (som vegg-/takisolasjonsull, sandwichpaneler, innvendige og utvendige veggdekorasjonspaneler, gulvlydisolasjonsstruktur). Moderne stålkonstruksjonssystemer kan fullt ut oppfylle eller til og med overgå komfortkravene til tradisjonelle bygninger gjennom fornuftig utforming av isolasjonslag, bruk av knust broteknologi (blokkering av kuldebroer), fylling med høyytelses lydisolasjonsmaterialer og andre tiltak. Lett stålkjølvegg fylt med glassull eller steinull er en utmerket varmeisolasjons- og lydisolasjonsstruktur.
Spørsmål: Er stålkonstruksjon egnet for boligbruk?
A: Veldig egnet og en av de fremtidige utviklingsretningene.
Lett stålkjølsystem er mye brukt i lave villaer, landlige hus, leiligheter, modulhus, gjenoppbygging etter katastrofe, etc., med fordelene med god jordskjelvmotstand, rask konstruksjon, energisparing og miljøvern og fleksibel plass.
Teknologien til fler-etasjes stålstrukturerte boligbygg er moden og mye brukt i utlandet, og blir også aktivt promotert i Kina. Fordelene er rask konstruksjonshastighet (omtrent 1/3 kortere enn tradisjonelle), høy kvalitet på fabrikkproduserte komponenter, høy hushastighet, overlegen seismisk ytelse og enklere realisering av grønne bygninger og industrialisert konstruksjon (prefabrikkerte bygninger).
Byggematerialer av stål har dypt forandret ansiktet til moderne arkitektur med deres enestående styrke, seighet, konstruksjonshastighet, designfleksibilitet og bærekraft. Fra praktfulle landemerkebygninger til effektive og praktiske industrianlegg, fra broer over naturlige vollgraver til varme og komfortable hjem, stålkonstruksjoner bygger stille tryggere, mer effektive og grønnere rom for mennesker. Med den kontinuerlige utviklingen av materialvitenskap, produksjonsteknologi og designkonsepter, vil stål, som kjerneskjelettet i bygninger, spille en stadig mer kritisk rolle i å forme et bærekraftig fremtidig bomiljø. Å velge stål betyr å velge en sterk, effektiv og grønn fremtid for arkitektur.
