我國雙層彩鋼壓瓦機高層鋼結構的發展與傳統建材的對比
我國雙層彩鋼壓瓦機高層鋼結構的發展與傳統建材的對比
我國高層鋼結構的發展
1)構件立體化。高層建筑在水平荷載作用下，主要靠豎向鋼結構構件提供抗推剛度和強度來維持穩定。在各類豎向構件中，豎向線性構件(如柱)的抗推剛度較小；豎向平面構件(剪力墻或平面框架)雖然在其平面內具有較大的剛度，然而其平面外的剛度依然小到可略去不計；由墻或密柱深梁組成的筒體或巨型柱，盡管其基本元件依舊是線形構件或平面構件，但它已轉變成具有不同力學特性的立體構件，在任何方向均具有較大的抗推剛度及抗扭剛度，能抗御任何方向較大的傾覆力矩及扭轉力矩。
2)結構支撐化。框筒是用于高層建筑的一種抗側力體系，然而，它固有的剪力滯后效應(在水平荷載作用下，由于框架橫梁的剪切變形，使框架柱的軸力呈非線性分布的現象)削弱了它的抗推剛度和水平承載力。特別是當房屋平面尺寸較大，或因建筑功能需要而加大柱距時，剪力滯后效應就 加嚴重。為使框筒能充分發揮潛力并地用于 高的房屋建筑之中，在框筒中增設支撐已成為一種框筒的有力措施。若把在抵抗傾覆力矩中承擔壓力或拉力的構件，由原來的沿房屋周邊分散布置，改為向房屋四角集中，在轉角處形成一個巨柱，并利用交叉斜桿連成一個文體支撐體系，是高層建筑雙層彩鋼壓瓦機鋼結構中的又一發展新趨勢。由于巨大的角柱在抵抗任何方向傾覆力矩時都具有大力臂，從而該結構體系 能充分發揮結構和材料的潛力。
3)巨柱周邊化。巨型柱屬立體構件，本身具有較大的抗推剛度和抗扭剛度。若將巨柱沿建筑平面的周邊布置，則該結構具有 大的抗推剛度和抗扭剛度，能抗御的水平荷載與扭轉荷載。該種結構布置方案特別適于特高型層建筑。
冷彎型鋼結構與傳統建筑材料相比
冷彎型鋼結構與傳統建筑材料相比存在很大差別：
(1)彩鋼設備冷彎型鋼的自重輕，節約鋼材。鋼材經過冷加工處理，在冷彎型鋼的彎折區域出現冷彎效應現象，使得強度有所提高。冷彎薄壁型鋼與同等面積的熱軋型鋼相比回轉半徑可增大50%以上，其慣性矩可增大50%～180%左右，在同等負荷下，相對熱軋型鋼一般可節約鋼材10%～25%左右。冷彎型鋼的自重輕，在完成相同功能的前提下，質量只有混凝土結構的1/8～1/10，是普通鋼結構的1/2～1/3。
(2)結構整體性好， ，能好。冷彎型鋼房屋的屋架、墻板、基礎牢固的連成一體，此類結構房屋，特別是在墻板附有O板、石膏板或波形板時，應考慮較強的蒙皮效應，使得構件的實際受力、變形均比平面體系設計的減小10%～15%左右，可作為房屋的 儲備。由于冷彎型鋼的自重輕，設計中地震作用基本不起控制。
(3)冷彎型鋼構件的殘余應力、連接方式與熱軋型鋼不同。冷彎型鋼的殘余應力是由于常溫彎折形成的，而熱軋型鋼主要是由于冷卻不均勻引起收縮變形的不均勻而產生的殘余應力，二者的分布和影響均不相同[13]。熱軋型鋼構件主要通過焊接和螺栓連接，而冷彎型鋼構件，因薄板焊接技術要求高，且損壞涂鋅層，焊接形式有喇叭焊和電阻點焊等，且應用較少。涂鋅冷彎薄壁型鋼，主要采用自攻自鉆螺釘、鉚釘等連接方法，雙層壓瓦機設備冷彎型鋼壓型鋼板之間還采用無連接件機械式連接(如咬合、扣合式連接等)。
(4)可實現建筑結構的工業化生產，生產周期短。冷彎薄壁構件基本可實現工廠，其質量穩定，有利于降低成本。工地現場拼接安裝(見圖2)，安裝方便，施工，，且不受季節限制。如30m2墻體，其施工周期僅為混凝土墻體的1/8。其建設周期短、回收投資快的特點，能減少了前期投資的資金壓力，受到廣大業主歡迎。
(5)房屋的外形美觀，空間布置靈活，使用空間大，綜合經濟效益好。冷彎型鋼房屋可根據需求做成各種坡度的彩色屋面和彩色墻體，色彩鮮艷、，建筑造型美觀。建筑空間分割靈活。構件截面面積小，相對混凝土結構房屋可增大使用空間5%～10%。材料不老化、不助燃、不霉變、不蟲蛀、少維修。冷彎型鋼房屋基本造價與混凝土房屋接近，但是考慮到基礎造價和使用空間等相關因素，其綜合經濟效益優于混凝土結構。
(6) 環保、節能，建筑垃圾回收。壓瓦機設備輕鋼結構相對于混凝土而言，不會排除CO2，而水泥在制作的過程中以及混凝土的成型養護過程都會排出大量的CO2。施工過程無濕作業，節約水資源。不需模板，無需養護，噪聲小，粉塵與垃圾少，可節約人工。輕鋼結構房屋以鍍鋁鋅板為建筑材料，建筑拆除后，所有廢料均全部回收。
(7)抗風吸能力較弱。作為結構本身由于自重太小，在沿海或空曠地區由于風速較大，結構不能通過自重來抵消向上的風吸力，以至引起建筑物的破壞。沿海地區曾發生輕鋼廠房屋頂在臺風中被吹走的事故。因此在設計中應該考慮風吸力大于屋蓋自重時，屋架的下弦桿反向受力的穩定與強度計算，以及屋蓋與下部墻體的連接是否滿足要求。
(8)腐蝕破壞途徑與普鋼不同。彩鋼壓瓦機設備鍍鋁鋅板表面鍍層較鋼鐵活躍，鍍鋁鋅板與鐵直接接觸，一旦遇到潮濕天氣或鐵有部分浸入水中時，就會發生局部鋅層被腐蝕(發生吸氧腐蝕時，因為鋅較鐵為活潑元素，鋅層被氧化而保留外部接觸的鐵)，而引起構件破壞， 有甚者可能會導致建筑物整體的破壞。在建筑施工完成后，應及時清掃板材表面，防止鐵釘等的殘留。
