鋼材在建築上的種類與運用以及對建築的未來發展

   日期:2020-04-01     瀏覽:20    
核心提示:現今社會中對鋼材的發展日新月異,需求也只增不減,鋼材的種類與分類更是繁多‧在我們身邊,使用鋼構的建築無處不在,95%的建築為鋼筋混泥土,其餘5%是鋼骨結構,大部分的住宅用建築皆為鋼筋混泥土結構,鋼骨結構建築大多用在商業大樓、超高大樓、機場、體育館或是廠辦‧,而鋼骨商業大樓很多都是很有名的,比如台北101、北京鳥巢、大巨蛋、國家劇院、上海金茂大廈、香港中銀大廈等,都是鋼構建築。鋼構成本高,但是強度及耐震性高且可以大幅節省施工工期,亦可為室內空間解決掉鋼筋混泥土存在梁柱太多太大的問題。

 

現今社會中對鋼材的發展日新月異,需求也只增不減,鋼材的種類與分類更是繁多‧在我們身邊,使用鋼構的建築無處不在,95%的建築為鋼筋混泥土,其餘5%是鋼骨結構,大部分的住宅用建築皆為鋼筋混泥土結構,鋼骨結構建築大多用在商業大樓、超高大樓、機場、體育館或是廠辦‧,而鋼骨商業大樓很多都是很有名的,比如台北101、北京鳥巢、大巨蛋、國家劇院、上海金茂大廈、香港中銀大廈等,都是鋼構建築。鋼構成本高,但是強度及耐震性高且可以大幅節省施工工期,亦可為室內空間解決掉鋼筋混泥土存在梁柱太多太大的問題。

除了主結構上用的鋼材,其他鋼材也在建築上廣泛地被使用著,下面就鋼材的種類及應用做簡單的說明。
鋼材的分類按外形可分為型材、板材、管材、線材四大類。

(一) 型材
型材分為圓鋼、方鋼、扁鋼、六角鋼、角鋼、鋼軌、槽鋼、窗框鋼、異型鋼、工字鋼、H型鋼、Z型鋼、C型鋼、I型鋼、槽鋼(U型鋼)等,以下就主要幾個做說明。

 

1.H型鋼: 是一種新型經濟建築用鋼。H型鋼截面形狀經濟實用,力學性能強,抗彎表現強,其旁邊兩表面相互平行使得連接、加工、安裝更方便簡單,軋制時截面上各點延伸較均勻、內應力小,與普通工字鋼比較,具有重量輕、截面模數大、並可節省金屬的優點,亦可讓建築結構減輕30-40%得承重,可加工製成T型鋼、蜂窩梁,並經組合形成各種截面形式,滿足工程設計與製作需求。又因其腿內外側平行,腿端是直角,拼裝組合成構件,可節約焊接、鉚接工作量達25%。常用於承重能力大、截面穩定性好的大型建築中的結構、基礎(樁)、支架等。H型鋼分為焊接H型鋼和熱軋H型鋼兩種。

 

2. 工字鋼 : 也稱鋼樑,是截面為工字形的長條鋼材,與H型鋼類似,工字鋼有分輕型工字鋼和普通工字鋼兩種。 工字鋼廣泛用於各種建築結構、支架、機械、橋樑、車輛等。

 

3.C型鋼:一種橫截面像英文字母「C」的鋼鐵,C型鋼經熱卷板冷彎加工而成,壁薄自重輕,截面性能優良,輕度高。主要用用在輕隔間牆內主結構或是室內夾層屋頂架等。

 

4.角鋼:角鋼有等邊角鋼和不等邊角鋼兩種。例如 : L 型等邊角鋼。角鋼可按結構的不同需要組成各種不同的受力構件,也可作構件之間的連接件。廣泛地用於各種建築結構和工程結構,如房屋梁、橋樑、電塔、起重運輸機械、船舶、工業爐、反應塔、容器架以及角鋼庫貨等。

 

5. 槽鋼 : 槽鋼又稱U型鋼,槽鋼是截面為凹槽形的長條鋼材,槽鋼主要用於建築結構、加強建築結構、廠房結構,橋梁、車輛製造、機械組立結構及其它工業結構,槽鋼還常常和工字鋼配合使用。

 

6.花紋H型鋼(花紋鋼版): 主要特性為耐磨防滑,是其表面具有菱形或突棱的鋼板。花紋鋼板由於其表面有突棱,有防滑作用,可用作橋梁、捷運組合覆工版、等。 

 

7.圓鋼:建築用圓鋼最有名的就是鋼筋,有光面鋼筋,螺紋節鋼筋及竹節鋼筋等,因為用途不一又依照強度分別用在梁柱、綁筋、箍筋及樓板,常見鋼筋型號SD280、SD420高拉筋,另外鋼筋與鋼筋垂直續接採用鋼筋續接器,建築常用SA級鋼筋續接器,並採用垂直間隔跳層續接,讓所有接點不會落在同一個平面上。

 



 

(二) 板材
· 板材:中厚板、容器板、中板碳結、板鍋爐板、低合金板、花紋板、冷板熱板、冷捲板、熱捲板、鍍鋅鋼板、電鍍鋅板、電鍍鋅卷錳板、不銹鋼板、矽鋼片彩塗板、彩鋼瓦楞鐵鍍鋅捲板、熱軋鋼板、覆工板、扁鐵


· 熱軋鋼捲 : 鋼捲為所有加工鋼品的原料,可以先經過冷軋>酸洗>再形成其他加工鋼捲如鍍鋅鋼捲或烤漆鋼捲等,屬於原料不會直接用在建築上。


· 花紋鋼版:主要特性為耐磨防滑,是其表面具有菱形或突棱的鋼板。花紋鋼板由於其表面有突棱,有防滑作用,可用作地板、停車設備、船舶甲板、人行步道、廠房扶梯、工作架踏板、船舶甲板、汽車底板。


· 鍍鋅鋼板 : 主要用在建築內外格柵、裝飾設計、電梯用等。


· 熱軋鋼板 : 熱軋鋼板特性為強度好、韌性佳、加工容易、焊接性好,除了其他加工的主要材料,常用於鋼管、五金、汽車、管件、家電零件加工及其他加工。


· 窄幅鋼板 : 窄幅鋼板對接容易施工便利,可以直接組合成BH型鋼,不需要再切割,常用於辦公住宅大樓、橋梁、物流倉庫、工業用建築等。


· 鋼構用續接板(SP):主要用在連接板材、補強板材或是加強板材,連接型鋼與型鋼間的板件,經過精密的裁切與沖孔後形成,厚度一般介於6mm-35mm。


· 扁鐵:使用範圍極其廣,施工簡單價格便宜並方便取得是其特性。

 

(三) 管材
· 管材:無縫鋼管、焊管不銹鋼管、冷鍍鋅管、熱鍍鋅管、螺旋管。


· 鋼管分無縫鋼管和焊接鋼管兩大類—按照斷面形狀又可分為圓管和異形管,圓形鋼管較常被使用,但也有一些半圓形、方形、矩形、六角形、等邊三角形、八角形。


· 熱軋無縫鋼管 : 熱軋無縫鋼管分一般鋼管,低、中壓鍋爐鋼管,高壓鍋爐鋼管、合金鋼管、薄壁鋼管、厚壁鋼管、不鏽鋼管、石油裂化管、地質鋼管和其它鋼管等。


· 冷軋無縫鋼管 : 冷軋無縫鋼管除分上述熱軋無縫鋼管的類別以外,還包括碳素薄壁鋼管、合金薄壁鋼管、薄壁鋼管、厚壁鋼管、不銹薄壁鋼管、異型鋼管。


· 焊接鋼管 : 焊接鋼管也叫焊管,是用鋼板或鋼捲經過彎曲成型,然後經焊接製成。依照焊縫形式分為直縫焊管和螺旋焊管。依照用途又分為一般焊管、鍍鋅焊管、螺旋焊管、吹氧焊管、電線套管、公制焊管、托輥管、深井泵管、汽車用管、變壓器管、電焊薄壁管和電焊異型管。


· 而建築大樓常見的管材是水電、消防、鷹架及五金配件材料如冷熱水管用的不銹鋼管、碳鋼鋼管、壓接被覆管等。


· 金屬材料:生鐵、馬口鐵、鋁、鉛、黃銅、錫、鋅

 

★TIPS:台北市建築法規已全面規定新建物都要使用不銹鋼水管,不能再使用PVC管了。

 

(四) 線材
· 線材包括鋼絲、鋼絲繩、鋼絞線等...


· 線材:普線、高線、螺紋鋼、鍍鋅鋼絲、景觀圍籬網、點焊鋼絲網、鍍鋅點焊鋼絲網


· 景觀圍籬網 : 景觀圍籬網為熱浸鍍鋅形成表面在上烤漆,烤漆顏色常見有白、黑、藍、綠、咖啡及桔紅等,經常用在運動場如運動場圍籬網、網球場圍籬網、棒球場圍籬網、高爾福球場,公共場合圍籬如機場圍籬網、捷運圍籬網、高速公路圍籬網、公共設施圍籬網、河堤護欄圍籬網籬網、停車場圍籬網,機關學校住宅商辦如機關學校圍籬網、、住家別墅圍籬網、農場圍籬網、辦公大樓圍籬網、、工廠圍籬網及倉庫圍籬網,適用範圍廣泛。


· 點焊鋼絲網:點焊鋼絲網採用冷軋鋼材,交點以熔焊接合,抗剪強度高,抵抗施工載重之衝擊能力佳,廣泛用於各種建築結構、大樓樓版鋼筋網、大型、重型、輕型薄壁和高層建築結構、土木工程結構、擋土牆、溝渠、停車場、圍牆、格柵、生態籠等。

 



鋼結構建築的未來發展
鋼結構建築在建築上的運用日漸成熟,逐漸成為建築工藝的主流,被世界各國廣泛套用在工業建築和住宅建築中,對未來建築的發展方向深具影響力。鋼結構建築用鋼板或型鋼替代了鋼筋混凝土,和傳統的混凝土建築相比,強度更高,抗震性更好。此外,鋼材可回收重複再利用,大大減少建材垃圾有利於環保。我國鋼鐵業者在政府的鼓勵下,開創無數的綠色經濟。鋼材的生產日後必然走向更科技智慧用生產,大幅減省時間。

 

 

 

 

 

 

 
 
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