Byggmaterial av stål hänvisar till den allmänna termen för olika material som huvudsakligen består av stål och som bearbetas och formas genom smältning, valsning, svetsning, kallböjning och andra processer, och som används i byggnaders och konstruktioners huvudkonstruktion eller inneslutningssystem. De har överträffat traditionella tegel-, trä- och stenmaterial och blivit grundpelaren i den moderna byggbranschen.
Kärnmedlemmar inkluderar:
Konstruktionsstål: såsom varmvalsat H-format stål, I-format stål (I-format stål), vinkelstål, kanalstål, kvadratiskt/rektangulärt rör (lådformat stål), runt stålrör, stålplåt etc. som utgör byggnadens skelett (balkar, pelare, takstolar).
Armeringsjärn: Gängat stål, vanliga runda stålstänger, etc., är inbäddade i betong för att bilda armerad betong, vilket avsevärt förbättrar draghållfastheten.
Kallböjt tunnväggigt stål: Tunna stålplåtar kallböjs till C-formade, U-formade, Z-formade och andra tvärsektioner, som används för lätta stålkonstruktioner (såsom låga bostadshus, mezzaniner) och sekundära strukturer.
Stålplåt/metallplåt: Används för golvbeläggning (korrugerade stålplåtar), vägg-/takkapslingssystem (färgstålplåt, sandwichpaneler).
Kontaktdon: Höghållfasta bultar, svetsmaterial, anslutningsplattor etc. för att säkerställa strukturens integritet och stabilitet.
Kärnfunktioner:
Utmärkt hållfasthet och låg vikt: Det extremt höga hållfasthets-till-vikt-förhållandet möjliggör konstruktion av byggnader med stora spännvidder och stora spelrum, vilket minskar grundbelastningen.
Homogenitet och tillförlitlighet: Materialet är enhetligt, de mekaniska egenskaperna är stabila, kvalitetskontrollen av produktionsprocessen är strikt och designberäkningsresultaten är tillförlitliga.
Utmärkt plastseghet: Den kan absorbera enorm energi (som jordbävningar och vindbelastningar) och är inte utsatt för plötsliga spröda sprickor.
Fabriksprefabricering och effektiv montering: Komponenterna är exakt prefabricerade på fabriken och bultförbindningen eller svetsningen är snabb på plats, vilket förkortar byggtiden kraftigt.
Grönt och hållbart: Mycket återvinningsbart (återvinningsgraden kan nå mer än 95%), och byggnadsföroreningarna är låga (främst torrdrift).
Flexibel design och fri modellering: Stark plasticitet, lätt att uppnå komplexa och nya arkitektoniska former och stora utrymmeskrav.
1. Varför välja stålbyggnadsmaterial?
I konkurrensen med många byggmaterial sticker stålmaterial ut, och deras fördelar är oersättliga:
Utmärkta ekonomiska fördelar:
Kort byggtid = snabb kapitalåtervinning: Prefabricerings- och monteringshastigheten överstiger vida traditionella betongkonstruktioner, vilket sparar mycket tid och arbetskostnader, och projektet tas i bruk tidigare för att generera fördelar.
Minska totala kostnader: Minskad strukturell dödvikt sparar fundamentkostnader; fabriksproduktion minskar avfall på plats; senare underhållskostnader är relativt låga; högt utrymmesutnyttjande (stort pelargaller, liten balk och pelarsektion).
Långtidsvärde: Stark hållbarhet minskar renoveringsfrekvensen, har lång livslängd och bra restvärde (återvinningsbart).
Bästa prestandafördelar:
Säker och pålitlig: Hög hållfasthet och hög duktilitet ger utmärkt jordbävnings- och vindmotstånd, vilket är ett idealiskt val för jordbävningsutsatta områden och tyfonområden.
Stabil och kontrollerbar kvalitet: Fabrikens produktionsmiljö är strikt, kvalitetsinspektionsstandarderna är höga och komponenternas noggrannhet garanteras.
Stort spännvidd och stort utrymme: Förverkliga enkelt strukturer med stora spännvidder med inga eller få pelare (som gymnastiksalar, fabriker, utställningshallar).
Lätt att transformera och bygga ut: Det strukturella systemet är tydligt, vilket är bekvämt för senare förstärkning, lägga till golv eller dela upp utrymmet.
Ett grönt val för hållbar utveckling:
En modell för cirkulär ekonomi: Stål är ett av de material som för närvarande har högst återvinningsgrad. Det kan återvinnas nästan oändligt utan att minska prestandan, vilket avsevärt minskar byggavfallet och resursförbrukningen (enligt data från World Steel Association).
Lågt koldioxidavtryck: Även om produktionens energiförbrukning är hög, minskar dess långa livslängd, återvinningsbarhet och prefabriceringskonstruktion på plats energiförbrukning och utsläpp, vilket gör koldioxidutsläppen under hela livscykeln konkurrenskraftiga. Den korta processen att använda stålbågsugnsskrot kan ytterligare minska koldioxidutsläppen.
Minska föroreningar på plats: Torrdrift är den huvudsakliga metoden, som kraftigt minskar föroreningen av buller, damm och våtdriftsavloppsvatten till miljön.
Kompatibel med grön teknik: Stålram är en idealisk plattform för att integrera energibesparande teknologier som solcellspaneler och gröna tak.
Design och konstruktionsflexibilitet:
Formfrihet: Inse arkitektens ohämmade kreativitet och skapa många ikoniska byggnader (som Fågelboet Stadium och Eiffeltornet).
Prefabricering och montering: En mycket industrialiserad byggmetod som är mindre påverkad av väder, med bättre kvalitets- och byggtidskontroll, vilket ligger i linje med utvecklingsriktningen för byggindustrialiseringen.
Hög precision: Fabriksproduktion säkerställer exakta komponentdimensioner och små monteringsfel på byggarbetsplatsen.
2. Viktiga användningsområden för stålbyggnadsmaterial
Den starka anpassningsförmågan hos stålmaterial gör att det dyker upp i alla typer av byggprojekt:
Industribyggnader:
Fabrik/verkstad: Den föredragna strukturella formen för en- eller flervåningsfabriker. Stora spännvidder och stora utrymmen möter layouten på produktionsutrustning och monteringslinjer.
Lager/logistikcenter: Stålkonstruktion är den perfekta lösningen för stor fri höjd och pelaravstånd för att underlätta lastlagring och effektiv cirkulation.
Tunga industrianläggningar: Till exempel ramar, utrustningsplattformar och rörstöd för kraftverk, raffinaderier och kemiska anläggningar.
Kommersiella och offentliga byggnader:
Stora köpcentra/köpcentra: Det krävs rymliga och flexibla invändiga ytor för att locka kunder.
Kontorsbyggnader/höghus: Den kombinerade strukturen av stålrör med kärna är den vanliga formen av moderna superhöghus (som Shanghai Tower).
Stadioner/kongress- och utställningscenter: Förverkliga tak med mycket stor spännvidd och fria läktare för att ge en chockerande rumslig upplevelse (som fågelboet och stora flygplatsterminaler).
Skolor/sjukhus/flygplatser/transportnav: Kräver snabb konstruktion, låg störning och flexibel rumslig layout.
Infrastruktur:
Broar: Huvudkablarna, pylonerna och brodäcken för broar med stora spann (hängbroar och stagbroar) är nyckelkomponenter; små och medelstora stålbroar används i allt större utsträckning.
Tornmastkonstruktioner: krafttorn, kommunikationstorn, vindkraftstorn, etc.
Offshoreplattformar: Huvudstrukturen för oljeborrplattformar till havs.
Framväxande och flervåningsfält:
Flervåningsbyggnader: Användningen av lätta stålkölsystem i kontorsbyggnader, flerbostadshus och hotell (särskilt modulbyggnader) växer snabbt.
Låghus och bostadshus:
Lättstålvillor/bostäder: Kallböjda tunnväggiga lätta stålkölsystem, snabb konstruktion, bra värmeisolering och energibesparande prestanda samt utmärkt jordbävningsmotstånd.
Flervåningshus i stålkonstruktioner: Främja dem gradvis för att lösa "bristen på arbetskraft" och förbättra kvaliteten på byggnader och industrialiseringsnivån.
Särskilda strukturer: Transmissionstorn, skulpturer, tillfälliga byggnader (mobilhus, scener) etc.
3. Vanliga frågor (Frågor och Svar)
F: Är stålkonstruktionsbyggnader dyrare än armerade betongbyggnader?
S: Det går inte att generalisera. Den initiala materialkostnaden kan vara något högre, men med tanke på den totala kostnaden (finansiella kostnader och förvaltningskostnader som sparas genom förkortad byggtid, minskade grundkostnader, fördelar med högt utrymmesutnyttjande, låga långsiktiga underhållskostnader, återvinningsvärde etc.), har stålkonstruktioner vanligtvis betydande ekonomiska fördelar, särskilt i storskaliga industri-, kommersiella och byggperioder känsliga projekt.
F: Vad ska jag göra om stål är benäget att rosta och korrosion?
S: Detta kan förebyggas och kontrolleras. Moderna stålkonstruktioner antar flera skyddsåtgärder:
Ytförbehandling: Sandblästring för att avlägsna rost till angiven nivå.
Långsiktig rostskyddsbeläggning: Sprayprimer, mellanfärg, topplack (som epoxizinkrik primer epoxi järnglimmer mellanfärg polyuretan topplack), designa beläggningssystemet och tjockleken efter miljökorrosionsnivån.
Varmförzinkning: Mycket effektiv för små komponenter eller delar i tuffa miljöer.
Vitringsstål: Ett stabilt och tätt rostskikt bildas under vissa atmosfäriska förhållanden för att skydda underlaget, vilket eliminerar behovet av målning och underhåll (används ofta för utsatta strukturer).
Katodiskt skydd: Används för undervattens- eller underjordiska strukturer (såsom offshore-plattformar pålfundament). Standarddesign, noggrann konstruktion och regelbunden inspektion och underhåll kan säkerställa långtidsservice av stålkonstruktioner.
F: Stål är inte brandbeständigt, vad ska jag göra om en brand uppstår?
S: Även om stål är obrännbart, kommer dess hållfasthet att minska kraftigt vid höga temperaturer (över cirka 550°C). Därför är brandskydd ett obligatoriskt krav för konstruktion av stålkonstruktioner. Vanliga metoder inkluderar:
Brandhämmande beläggning: Svällande (expanderar i brand för att bilda ett isolerande kolskikt) eller icke-svällande (tjock isolering) brandhämmande beläggning.
Brandsäker skivomslag: Som gipsskiva, kalciumsilikatskiva, stenullsskiva, etc.
Betong/bruk omslag: Bilda ett skyddande lager.
Struktur fylld med vatten (vattenmantel).
Genom vetenskaplig design och konstruktion kan brandmotståndsgränsen för stålkonstruktioner fullt ut uppfylla kraven i byggnadsbrandskyddsbestämmelser.
F: Är ljudisoleringen och värmeisoleringseffekten av stålkonstruktionsbyggnader bra?
S: Stål i sig är en bra ledare av värme (snabb värmeledning), men värmeisoleringen och ljudisoleringsprestandan hos stålkonstruktionsbyggnader beror huvudsakligen på dess inneslutningssystem och fyllnadsmaterial (såsom vägg-/takisoleringsull, sandwichpaneler, inre och yttre väggdekorationspaneler, golvljudisoleringsstruktur). Moderna stålkonstruktionssystem kan helt uppfylla eller till och med överträffa komfortkraven för traditionella byggnader genom rimlig utformning av isoleringsskikt, användning av bruten broteknik (blockerar köldbryggor), fyllning med högpresterande ljudisoleringsmaterial och andra åtgärder. Lätt stålkölvägg fylld med glasull eller stenull är en utmärkt värmeisolering och ljudisolerande struktur.
F: Är stålkonstruktion lämplig för bostadsbruk?
S: Mycket lämplig och en av de framtida utvecklingsriktningarna.
Lätt stålkölsystem används ofta i låghus villor, landsbygdshus, lägenheter, modulhus, återuppbyggnad efter katastrof, etc., med fördelarna med bra jordbävningsmotstånd, snabb konstruktion, energibesparing och miljöskydd och flexibelt utrymme.
Tekniken för flervåningshus med stålstrukturer är mogen och används i stor utsträckning utomlands och främjas också aktivt i Kina. Dess fördelar är snabb bygghastighet (cirka 1/3 kortare än traditionella), hög kvalitet på fabrikstillverkade komponenter, hög hushastighet, överlägsen seismisk prestanda och enklare realisering av gröna byggnader och industrialiserad konstruktion (prefabricerade byggnader).
Byggmaterial av stål har på djupet förändrat ansiktet på modern arkitektur med sin oöverträffade styrka, seghet, konstruktionshastighet, designflexibilitet och hållbarhet. Från magnifika landmärkesbyggnader till effektiva och praktiska industrianläggningar, från broar över naturliga vallgravar till varma och bekväma hem, stålkonstruktioner bygger tyst säkrare, effektivare och grönare utrymmen för människor. Med den kontinuerliga utvecklingen av materialvetenskap, tillverkningsteknik och designkoncept kommer stål, som kärnan i byggnader, att spela en allt viktigare roll för att forma en hållbar framtida livsmiljö. Att välja stål innebär att välja en stark, effektiv och grön framtid för arkitektur.
