Teräksiset rakennusmateriaalit viittaavat yleistermiin erilaisille materiaaleille, jotka koostuvat pääasiassa teräksestä ja joita käsitellään ja muodostetaan sulattamalla, valssaamalla, hitsaamalla, kylmätaivuttamalla ja muilla prosesseilla ja joita käytetään rakennusten ja rakenteiden päärakenteessa tai kotelointijärjestelmässä. Ne ovat ohittaneet perinteiset tiili-, puu- ja kivimateriaalit ja niistä on tullut modernin rakennusteollisuuden ydinpilari.
Ydinjäseniin kuuluvat:
Rakenneteräs: kuten kuumavalssattu H-muotoinen teräs, I-muotoinen teräs (I-muotoinen teräs), kulmateräs, kanavateräs, neliö-/suorakulmaputki (laatikon muotoinen teräs), pyöreä teräsputki, teräslevy jne., jotka muodostavat rakennuksen rungon (palkit, pilarit, ristikot).
Harjateräs: Kierreteräs, tavalliset pyöreät terästangot jne. on upotettu betoniin teräsbetonin muodostamiseksi, mikä parantaa huomattavasti vetolujuutta.
Kylmätaivutettu ohutseinäinen teräs: Ohuet teräslevyt kylmätaivutetaan C:n, U:n, Z:n muotoisiksi ja muihin poikkileikkauksiin, joita käytetään kevyissä teräsrakenteissa (kuten matalat asuinrakennukset, mezzanines) ja sivurakenteet.
Teräslevyt/metallilevyt: Käytetään lattiapäällysteisiin (aaltoteräslevyt), seinä-/kattokotelointijärjestelmiin (värilliset teräslevyt, sandwich-paneelit).
Liittimet: Erittäin lujat pultit, hitsausmateriaalit, liitoslevyt jne. rakenteen eheyden ja vakauden varmistamiseksi.
Ydinominaisuudet:
Erinomainen lujuus ja kevyt paino: Erittäin korkea lujuus-painosuhde mahdollistaa rakennusten rakentamisen, joilla on suuret jännevälit ja suuret välykset, mikä vähentää perustuksen kuormitusta.
Homogeenisuus ja luotettavuus: Materiaali on tasainen, mekaaniset ominaisuudet ovat vakaat, tuotantoprosessin laadunvalvonta on tiukkaa ja suunnittelulaskennan tulokset ovat luotettavia.
Erinomainen muovin sitkeys: Se voi absorboida valtavasti energiaa (kuten maanjäristyksiä ja tuulikuormia) eikä ole altis äkillisille hauraille murtumille.
Tehdasesivalmistus ja tehokas kokoonpano: Komponentit esivalmistetaan tarkasti tehtaalla ja pulttiliitos tai hitsaus on nopeaa paikan päällä, mikä lyhentää rakennusaikaa huomattavasti.
Vihreä ja kestävä: Erittäin kierrätettävä (kierrätysaste voi nousta yli 95 %) ja rakentamisen saastuminen on vähäistä (pääasiassa kuivakäyttö).
Joustava suunnittelu ja vapaa mallinnus: Vahva plastisuus, helppo saavuttaa monimutkaisia ja uusia arkkitehtonisia muotoja ja suuret tilantarve.
1. Miksi valita teräsrakennusmateriaalit?
Teräsmateriaalit erottuvat monien rakennusmateriaalien kilpailussa, ja niiden edut ovat korvaamattomia:
Erinomaiset taloudelliset edut:
Lyhyt rakennusaika = nopea pääoman palautuminen: Esivalmistus- ja kokoonpanorakentamisen nopeus ylittää selvästi perinteiset betonirakenteet, mikä säästää paljon aikaa ja työvoimakustannuksia, ja projekti otetaan aikaisemmin käyttöön hyödyn saamiseksi.
Kokonaiskustannusten vähentäminen: Pienempi rakenteellinen nollapaino säästää perustuskustannuksia; tehdastuotanto vähentää paikan päällä tapahtuvaa jätettä; myöhemmät ylläpitokustannukset ovat suhteellisen alhaiset; korkea tilankäyttö (suuri pilariristikko, pieni palkki ja pilariosuus).
Pitkäaikainen arvo: Vahva kestävyys vähentää saneeraustiheyttä, sillä on pitkä käyttöikä ja hyvä jäännösarvo (kierrätettävä).
Parhaat suorituskyvyn edut:
Turvallinen ja luotettava: Suuri lujuus ja korkea sitkeys tarjoavat erinomaisen maanjäristys- ja tuulenkestävyyden, mikä on ihanteellinen valinta maanjäristysalttiille alueille ja taifuunialueille.
Vakaa ja hallittava laatu: Tehtaan tuotantoympäristö on tiukka, laaduntarkastusstandardit ovat korkeat ja komponenttien tarkkuus on taattu.
Suuri jänneväli ja suuri tila: Toteuta helposti suurivälisiä rakenteita, joissa ei ole pylväitä tai vain vähän pylväitä (kuten kuntosalit, tehtaat, näyttelyhallit).
Helppo muunnella ja laajentaa: Rakennejärjestelmä on selkeä, mikä sopii myöhempään vahvistamiseen, lattioiden lisäämiseen tai tilan jakamiseen.
Vihreä valinta kestävälle kehitykselle:
Kiertotalouden malli: Teräs on tällä hetkellä yksi suurimmista kierrätysasteista. Sitä voidaan kierrättää lähes loputtomasti suorituskykyä heikentämättä, mikä vähentää merkittävästi rakennusjätteitä ja resurssien kulutusta (World Steel Associationin tietojen mukaan).
Pieni hiilijalanjälki: Vaikka tuotannon energiankulutus on korkea, sen pitkä käyttöikä, kierrätettävyys ja esivalmistusrakenne vähentävät paikan päällä tapahtuvaa energiankulutusta ja päästöjä, mikä tekee koko elinkaaren hiilipäästöistä kilpailukykyisiä. Lyhyt prosessi käyttää sähkökaariuunien romuterästä voi edelleen vähentää hiilidioksidipäästöjä.
Vähennä paikan päällä tapahtuvaa saastumista: Kuivakäyttö on tärkein menetelmä, joka vähentää huomattavasti melun, pölyn ja märkäkäytön jätevesien saastumista ympäristöön.
Yhteensopiva vihreän teknologian kanssa: Teräsrunko on ihanteellinen alusta energiaa säästävien tekniikoiden, kuten aurinkosähköpaneelien ja viherkattojen, integroimiseen.
Suunnittelun ja rakentamisen joustavuus:
Muotoilun vapaus: Toteuta arkkitehdin hillitön luovuus ja luo monia ikonisia rakennuksia (kuten Linnunpesästadion ja Eiffel-torni).
Esivalmistus ja kokoonpano: Pitkälle teollistunut rakennustapa, joka on vähemmän sään vaikutusta, paremmalla laadulla ja rakennusajan hallinnassa, mikä on rakennusteollistumisen kehityssuunnan mukainen.
Suuri tarkkuus: Tehdastuotanto varmistaa tarkat komponenttien mitat ja pienet asennusvirheet rakennustyömaalla.
2. Teräsrakennusmateriaalien keskeiset sovellusalueet
Teräsmateriaalien vahva sopeutumiskyky saa sen näkymään kaikenlaisissa rakennusprojekteissa:
Teollisuusrakennukset:
Tehdas/paja: Suositeltu rakennemuoto yksikerroksisille tai monikerroksisille tehtaille. Suuret jännevälit ja suuret tilat kohtaavat tuotantolaitteiden ja kokoonpanolinjojen asettelun.
Varasto/logistiikkakeskus: Teräsrakenne on täydellinen ratkaisu suurille vapaakorkeuksille ja pylväsvälille, mikä helpottaa lastin varastointia ja tehokasta kiertoa.
Raskaat teollisuuslaitokset: Kuten voimalaitosten, jalostamoiden ja kemiantehtaiden rungot, laitealustat ja putkituet.
Liike- ja julkiset rakennukset:
Suuret ostoskeskukset/ostoskeskukset: Asiakkaiden houkuttelemiseksi tarvitaan tilavia ja joustavia sisätiloja.
Toimistorakennukset/korkeat rakennukset: Ydinputken teräsrunkorakenne on nykyaikaisten superkorkeiden rakennusten (kuten Shanghai Tower) yleisin muoto.
Stadionit/kongressi- ja messukeskukset: Toteuta erittäin suuret katot ja esteettömät katsomot, niin saat järkyttävän tilakokemuksen (kuten Linnunpesä ja suuret lentokentän terminaalit).
Koulut/sairaalat/lentokentät/liikennekeskukset: vaativat nopeaa rakentamista, vähäisiä häiriöitä ja joustavaa tilasuunnittelua.
Infrastruktuuri:
Sillat: Suurijänteisten siltojen pääköydet, pylväät ja siltakannet (riippusillat ja tukisillat) ovat avainkomponentteja; Pieniä ja keskikokoisia terässiltoja käytetään yhä enemmän.
Tornien mastorakenteet: voimatornit, viestintätornit, tuuliturbiinien tornit jne.
Offshore-lautot: Offshore-öljynporauslauttojen päärakenne.
Nousevat ja monikerroksiset kentät:
Monikerroksiset rakennukset: Kevyiden teräskölijärjestelmien käyttö toimistorakennuksissa, kerrostaloissa ja hotelleissa (erityisesti moduulirakennuksissa) kasvaa nopeasti.
Matalat ja asuinrakennukset:
Kevyet teräshuvilat/asunnot: Kylmätaivutetut ohutseinäiset kevytteräskölijärjestelmät, nopea rakenne, hyvä lämmöneristys ja energiansäästökyky sekä erinomainen maanjäristyskestävyys.
Monikerroksiset teräsrakenteiset asuinrakennukset: Edistä niitä vähitellen "työvoimapulan" ratkaisemiseksi ja rakennusten laadun ja teollistumisen tason parantamiseksi.
Erikoisrakenteet: Lähetystornit, veistokset, tilapäiset rakennukset (liikkuvat talot, näyttämöt) jne.
3. Usein kysytyt kysymykset (K&V)
K: Ovatko teräsrakenteiset rakennukset kalliimpia kuin teräsbetonirakennukset?
V: Sitä ei voi yleistää. Alkuperäinen materiaalikustannus voi olla hieman korkeampi, mutta kokonaiskustannusten huomioon ottaen (lyhentyneen rakentamisajan säästöt, peruskustannusten aleneminen, korkean tilankäytön tuomat edut, alhaiset pitkän aikavälin ylläpitokustannukset, kerrytettävissä oleva arvo jne.) teräsrakenteilla on yleensä merkittäviä taloudellisia etuja erityisesti suurissa teollisissa, kaupallisissa ja rakennusaikaherkissä projekteissa.
K: Mitä minun pitäisi tehdä, jos teräs on altis ruosteelle ja korroosiolle?
V: Tämä on estettävissä ja hallittavissa. Nykyaikaisissa teräsrakenteissa on useita suojatoimenpiteitä:
Pinnan esikäsittely: Hiekkapuhallus ruosteen poistamiseksi määritellylle tasolle.
Pitkäaikainen korroosionestopinnoite: Ruiskupohjamaali, välimaali, pintamaali (esim. epoksisinkkipitoinen pohjamaali epoksikiillerauta-välimaali polyuretaanipintamaali), suunnittele pinnoitejärjestelmä ja paksuus ympäristön korroosiotason mukaan.
Kuumasinkitys: Erittäin tehokas pienille komponenteille tai osille ankarissa ympäristöissä.
Säänkestävä teräs: Tietyissä ilmasto-olosuhteissa muodostuu vakaa ja tiheä ruostekerros suojaamaan alustaa, jolloin maalausta ja huoltoa ei tarvita (käytetään usein paljaissa rakenteissa).
Katodisuojaus: Käytetään vedenalaisissa tai maanalaisissa rakenteissa (kuten offshore-lavapaaluperustuksissa). Vakiosuunnittelu, huolellinen rakentaminen ja säännöllinen tarkastus ja huolto voivat varmistaa teräsrakenteiden pitkäaikaisen palvelun.
K: Teräs ei ole palonkestävä, mitä minun pitäisi tehdä, jos tulipalo syttyy?
V: Vaikka teräs on syttymätöntä, sen lujuus laskee jyrkästi korkeissa lämpötiloissa (yli noin 550 °C). Siksi paloturvallisuus on pakollinen vaatimus teräsrakenteiden suunnittelussa. Yleisiä menetelmiä ovat:
Paloa hidastava pinnoite: Paisuva (laajenee palossa muodostaen eristävän hiilikerroksen) tai ei-paisuva (paksu eristys) palonestopinnoite.
Palonkestävä levykääre: Kuten kipsilevy, kalsiumsilikaattilevy, kivivillalevy jne.
Betoni/laastin kääre: Muodosta suojakerros.
Rakenne täytetty vedellä (vesivaippa).
Tieteellisen suunnittelun ja rakentamisen avulla teräsrakenteiden palonkestävyysraja voi täyttää täysin rakennusten palosuojamääräysten vaatimukset.
K: Onko teräsrakenteisten rakennusten ääni- ja lämmöneristyskyky hyvä?
V: Teräs itsessään on hyvä lämmönjohdin (nopea lämmönjohtavuus), mutta teräsrakenteisten rakennusten lämmöneristys- ja äänieristysominaisuudet riippuvat pääasiassa sen kotelointijärjestelmästä ja täyttömateriaaleista (kuten seinä-/kattoeristysvilla, sandwich-paneelit, sisä- ja ulkoseinien koristepaneelit, lattian äänieristysrakenne). Nykyaikaiset teräsrakennejärjestelmät voivat täysin täyttää tai jopa ylittää perinteisten rakennusten mukavuusvaatimukset järkevällä eristekerrossuunnittelulla, rikkoutuneen siltatekniikan (lämpösiltojen esto), täyttämisellä tehokkailla äänieristysmateriaaleilla ja muilla toimenpiteillä. Lasivillalla tai kivivillalla täytetty kevytteräsköliseinä on erinomainen lämmön- ja äänieristysrakenne.
K: Sopiiko teräsrakenne asuinkäyttöön?
V: Erittäin sopiva ja yksi tulevaisuuden kehityssuunnista.
Kevyt teräskölijärjestelmää käytetään laajalti matalissa huviloissa, maaseututaloissa, asunnoissa, moduulitaloissa, katastrofin jälkeisessä jälleenrakentamisessa jne., joiden edut ovat hyvä maanjäristyskestävyys, nopea rakentaminen, energiansäästö ja ympäristönsuojelu sekä joustava tila.
Monikerroksisten teräsrakenteisten asuinrakennusten teknologia on kypsää ja laajalti käytettyä ulkomailla, ja sitä edistetään aktiivisesti myös Kiinassa. Sen etuja ovat nopea rakennusnopeus (noin 1/3 lyhyempi kuin perinteisillä), tehtaalla valmistettujen komponenttien korkea laatu, korkea asuntoaste, erinomainen seisminen suorituskyky sekä vihreiden rakennusten ja teollisen rakentamisen (elementtirakennukset) helpompi toteuttaa.
Teräsrakennusmateriaalit ovat muuttaneet perusteellisesti modernin arkkitehtuurin kasvot vertaansa vailla olevan lujuuden, sitkeyden, rakentamisen nopeuden, suunnittelun joustavuuden ja kestävyyden ansiosta. Upeista maamerkkirakennuksista tehokkaisiin ja käytännöllisiin teollisuuslaitoksiin, luonnonvallien ylittävistä silloista lämpimiin ja mukaviin koteihin, teräsrakenteet rakentavat hiljaa turvallisempia, tehokkaampia ja vihreämpiä tiloja ihmisille. Materiaalitieteen, valmistusteknologian ja suunnittelukonseptien jatkuvan kehittymisen myötä teräksellä rakennusten ydinrunkoisena rooli on yhä tärkeämpi tulevaisuuden kestävän elinympäristön muovaamisessa. Teräksen valinta tarkoittaa vahvan, tehokkaan ja vihreän arkkitehtuurin tulevaisuuden valitsemista.
