我國鋼結(jié)構(gòu)建筑的現(xiàn)狀及發(fā)展前景

我國鋼結(jié)構(gòu)建筑的現(xiàn)狀及發(fā)展前景【論文關(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)建筑；現(xiàn)狀；發(fā)展前景；推廣應(yīng)用

【論文摘要】鋼結(jié)構(gòu)目前在我國已經(jīng)得到初步的發(fā)展，因其材料和結(jié)構(gòu)形式的特點，鋼結(jié)構(gòu)具有建筑功能分區(qū)的可變性強、房屋自重輕、抗震性能優(yōu)越、生產(chǎn)自動化施工裝配化程度高和造價低綜合經(jīng)濟效益好等優(yōu)點。但推廣和應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)還需解決一系列的問題。

隨著國民經(jīng)濟的快速發(fā)展以及人民生活水平的日益提高，鋼結(jié)構(gòu)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在建筑行業(yè)，包括工業(yè)廠房、大跨度公共建筑、民用住宅等。不過，鋼結(jié)構(gòu)的研究還處于起動階段，研究力度還不夠，實際設(shè)計和施工還存在不少爭議和問題。這些都急需解決，以利于鋼結(jié)構(gòu)在我國健康快速持續(xù)發(fā)展。

1、我國鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展概況鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用在我國有悠久的歷史。鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展大體可分為三個階段：一是初盛時期（50年代～60年代初），二是低潮時期（60年代中后期～70年代），三是發(fā)展時期（80年代至今）。50年代以蘇聯(lián)156個援建項目為契機，取得了卓越的建設(shè)成就。60年代國家提出在建筑業(yè)節(jié)約鋼材的政策，執(zhí)行過程中又出現(xiàn)了一些誤區(qū)，限制了鋼結(jié)構(gòu)建筑的合理使用與發(fā)展。80年代沿海地區(qū)引進輕鋼建筑，國內(nèi)各種鋼結(jié)構(gòu)的廠房、奧運會的一大批鋼結(jié)構(gòu)體育館的建設(shè)，以及多棟高層鋼結(jié)構(gòu)建筑的建成是中國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的第一次高潮。但我國每年的建筑用鋼量僅1%被用于預(yù)制鋼結(jié)構(gòu)，與發(fā)達國家80%以上的用量比較，差距巨大。可喜的是，目前我國鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展出現(xiàn)了未曾有過的興旺景象。主要表現(xiàn)在：

1.1高層、超高層建筑由中外合作到國產(chǎn)化的起步

我國著名的高層、超高層建筑大多是中外合作的產(chǎn)物，如上海金茂大廈、環(huán)球金融中心、深圳地王大廈、北京京廣中心等。中外合作設(shè)計對于掌握國外先進技術(shù)及鍛煉培養(yǎng)人才起到了促進和推動作用。1998年建成的大連遠洋大廈（高201m，51層）標志著高層鋼結(jié)構(gòu)建筑國產(chǎn)化的起步，1999年建成的深圳賽格廣場（291.6m，72層）是世界上最高的鋼管混凝土結(jié)構(gòu)建筑。

1.2輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的迅猛發(fā)展與國外公司的大批涌入

近年來、輕鋼建筑以其商品化程度高、施工速度快、使用效果好、應(yīng)用面廣、造價低等優(yōu)勢獲得了迅猛發(fā)展。全國每年約有200萬平方米輕鋼建筑竣工。在此背景下，國外輕鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)廠商也紛紛在我國設(shè)分公司、制造廠，獲得了很大的銷售量。

1.3空間結(jié)構(gòu)得到了進一步的發(fā)展

大量大跨度的建設(shè)項目陸續(xù)興建。如天津體育中心（直徑108m，1994年）、上海8萬人體育場看臺頂蓋（1998年）、沈陽博展中心室內(nèi)足球場（144×204m，2000年）等。

2、大力推廣鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)、廣泛開展鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計的緊迫性

2.1環(huán)境問題逼迫、促發(fā)的緊迫性

面對日益嚴峻的環(huán)境問題，建筑界責無旁貸。我國是世界上最大的磚砌體建筑與混凝土建筑大國。每年生產(chǎn)7000億塊磚（約占世界總產(chǎn)量的1/2）、5億噸水泥（占世界總產(chǎn)量1/3強），生產(chǎn)磚的代價是每年毀農(nóng)田約15萬畝，消耗標準煤約7000萬噸，生產(chǎn)水泥的代價是每年排放溫室氣體CO2約3億噸（生產(chǎn)1噸水泥熟料，排施1噸CO2），破壞的礦山與排放的廢水則難以統(tǒng)計。如此觸目的數(shù)字，不能不讓人反思。因此，國家采取了一系列具體措施，明確提出要積極合理地擴大鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用。

鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展帶來了解決環(huán)境問題的突破口。首先，鋼材是一種高強、高效能的材料，具很高的再循環(huán)價值，邊角料也有價值。其次，鋼結(jié)構(gòu)抗震性能好，使用靈活，施工時既不需要耗費大量的木材、鋼模板和水，也不會產(chǎn)生強的噪音與空氣污染。再次，鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展會帶動一系列輕質(zhì)高強墻體材料的發(fā)展，并為綠色建材的發(fā)展創(chuàng)造條件。當然，鋼結(jié)構(gòu)的這些優(yōu)點是與磚砌體結(jié)構(gòu)相比較而言的，并不是說鋼結(jié)構(gòu)建筑對環(huán)境就沒有損害，只是對資源、能源的利用相對合理，對環(huán)境的破壞相對要少罷了。在嚴峻的環(huán)境問題面前，發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑，替代混凝土與砌體建筑是較理想的選擇。2.2競爭日劇導(dǎo)致的緊迫性

我國加入WTO意味著我國建筑業(yè)將面對一個更加開放的市場。國際上強大的建筑設(shè)計事務(wù)所正在占領(lǐng)我國的設(shè)計市場。我國國家或地方的重大項目，大多旁落外人之手。如果細心觀摩中外方案，則不難發(fā)現(xiàn)，國外精湛的鋼結(jié)構(gòu)建筑有明顯增多趨勢，質(zhì)量亦有顯著提高，設(shè)計正由“粗放型階段”向“集約型階段”轉(zhuǎn)化。朝精心設(shè)計、合理選料、精細加工的方向努力，無疑會使我國鋼結(jié)構(gòu)建筑上一個臺階，也無疑會增強設(shè)計單位的競爭能力。3鋼結(jié)構(gòu)的特點及應(yīng)用一）鋼結(jié)構(gòu)的特點①鋼結(jié)構(gòu)強度高，自重輕②鋼結(jié)構(gòu)材質(zhì)均勻，可靠性高③鋼結(jié)構(gòu)制造的工業(yè)化程度較高④鋼結(jié)構(gòu)塑性韌性、抗震性能好⑤鋼結(jié)構(gòu)可以準確快速地裝配⑥鋼結(jié)構(gòu)室內(nèi)空間大⑦鋼結(jié)構(gòu)可回收，建筑造型美觀⑧耐火性和耐腐蝕性差⑨某些條件下，發(fā)生脆性斷裂（二）鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點抗震性：一些坡屋面的建筑，其屋面結(jié)構(gòu)基本上采用的是冷彎型鋼構(gòu)件做成的三角型屋架體系，輕鋼構(gòu)件有著更強的抗震及抵抗水平荷載的能力，適用于抗震烈度為8度以上的地區(qū)。抗風(fēng)性：型鋼結(jié)構(gòu)建筑重量輕、強度高、整體剛性好、變形能力強。建筑物自重僅是磚混結(jié)構(gòu)的五分之一，可抵抗每秒70米的颶風(fēng)。耐久性：輕鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)全部采用冷彎薄壁鋼構(gòu)件體系組成，鋼骨采用超級防腐高強冷軋鍍鋅板制造，有效避免鋼板在施工和使用過程中的銹蝕的影響，增加了輕鋼構(gòu)件的使用壽命。結(jié)構(gòu)壽命可達100年。舒適性：輕鋼墻體采用高效節(jié)能體系，具有呼吸功能，可調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣干濕度；屋頂具有通風(fēng)功能，可以使屋內(nèi)部上空形成流動的空氣間，保證屋頂內(nèi)部的通風(fēng)及散熱需求。隔音性：輕鋼體系安裝的窗均采用中空玻璃，隔音效果好，隔音達40分貝以上；由輕鋼龍骨、保溫材料石膏板組成的墻體，其隔音效果可達60分貝以上。健康性：干作業(yè)施工減少廢棄物對環(huán)境造成的污染，房屋鋼結(jié)構(gòu)材料可100%回收，其他配套材料也可大大部分回收，符合當前環(huán)保意識；所有材料為綠色建材，滿足生態(tài)環(huán)境要求，有利于健康。快捷：全部干作業(yè)施工，不受環(huán)境季節(jié)的影響。一棟300平方米左右的建筑，只需5個工人30個工作日就能完成從地基到裝修的全過程。環(huán)保：材料可100%回收，真正做到綠色無污染。（三）鋼結(jié)構(gòu)的缺點耐腐蝕性差：適應(yīng)環(huán)境，鋼材極易銹蝕，需注意保護，特殊環(huán)境下不易使用鋼結(jié)構(gòu)耐火性差:耐熱性較好(200℃以下鋼材性質(zhì)變化很小)，高于200℃后鋼材強度下降很于多年以來鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展較鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)慢，人們對此還不很熟悉，對鋼結(jié)構(gòu)建筑多方面的優(yōu)越性認識不夠，一些工程還不能采用最優(yōu)方案的鋼結(jié)構(gòu)體系，存在著轉(zhuǎn)變觀念的問題。三是對于業(yè)主和設(shè)計單位，鋼結(jié)構(gòu)正逐步改變著傳統(tǒng)建筑設(shè)計理念，這需要我們結(jié)構(gòu)設(shè)計人員不斷充實鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計思維，學(xué)習(xí)先進的設(shè)計經(jīng)驗，突破傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)約束，來不斷適應(yīng)新形勢的要求。

雖然鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)在我國目前還存在著種種不盡人意或有待提高的方面，但鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展?jié)摿薮?，前景廣闊。我國20年來的改革開放和經(jīng)濟發(fā)展，已經(jīng)為鋼結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用創(chuàng)造極為有利的發(fā)展環(huán)境。首先，從發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)的主要物質(zhì)基礎(chǔ)來看，自1996年開始我國鋼的總產(chǎn)值就已超過1億噸，居世界首位。而且隨著鋼材產(chǎn)量和質(zhì)量持續(xù)提高，其價格正逐步下降，鋼結(jié)構(gòu)的造價也相應(yīng)有較大幅度的降低。與之相應(yīng)的是，鋼結(jié)構(gòu)配套的新型建材也得到了迅速發(fā)展。其次，從發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)基礎(chǔ)來看，在普通鋼結(jié)構(gòu)、薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)、高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)、門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、壓型鋼板結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)焊接和高強度螺栓連接、鋼與混凝土組合樓蓋、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)及鋼骨（型鋼）混凝土結(jié)構(gòu)等方面的設(shè)計、施工、驗收規(guī)范規(guī)程及行業(yè)標準已發(fā)行20余本。有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)范規(guī)程的不斷完善為鋼結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用奠定了必要的技術(shù)基礎(chǔ)，為設(shè)計提供了依據(jù)。第三，從發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)的人才素質(zhì)來看，經(jīng)過幾年來的發(fā)展，專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計人員已經(jīng)形成一定的規(guī)模，而且他們的專業(yè)素質(zhì)在實踐中得到不斷提高。而隨著計算機在工程設(shè)計中的普遍應(yīng)用，國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件發(fā)展迅猛，軟件功能日臻完善，為協(xié)助設(shè)計人員完成結(jié)構(gòu)分析設(shè)計，施工圖繪制提供了極大的便利條件。當年“5.12”地震中，鋼結(jié)構(gòu)建筑良好的抗震功能，開始將鋼結(jié)構(gòu)拉入民用住宅應(yīng)用視野。有業(yè)內(nèi)人士統(tǒng)計，四川省的門式輕型鋼房屋，在地震中極少倒塌，與周邊房屋的倒塌和破損形成鮮明的對比。隨著國家建設(shè)節(jié)約型社會戰(zhàn)略決策的實施，發(fā)展既節(jié)能又省地的住宅越來越受到中央和地方的重視，北京、上海、廣東、浙江等地都建了大量的底層、多層、高層鋼結(jié)構(gòu)住宅點示范工程，體現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的良好勢頭。住建部也組織36項鋼結(jié)構(gòu)住宅體系及關(guān)鍵技術(shù)研究課題，開展試點工程，并出臺《鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計規(guī)程》，為鋼結(jié)構(gòu)在住宅體系全面鋪開出臺了行業(yè)標準。鋼結(jié)構(gòu)具有綠色、節(jié)能、環(huán)保功能，將成為我國住宅建筑的發(fā)展趨勢。結(jié)論

鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展前景廣闊，奧運場館的建設(shè)、西部大開發(fā)的實施、城市化和工業(yè)化步伐的進一步加快、重大基礎(chǔ)設(shè)施工程的上馬等等，均為中國鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展提供了十分廣闊的前景。中國鋼結(jié)構(gòu)如今無論是設(shè)計水平，還是制作安裝技術(shù)，都不比國外遜色，完全可以滿足我國經(jīng)濟發(fā)展和基本建設(shè)的需要。同時，鋼鐵企業(yè)通過結(jié)構(gòu)調(diào)整和技術(shù)改造使鋼鐵產(chǎn)品的品種及材質(zhì)有了明顯改善，如今，鋼結(jié)構(gòu)已廣泛運用于國民經(jīng)濟基本建設(shè)的各個領(lǐng)域，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)已具有相當規(guī)模，形成了一批科研、設(shè)計、制造、施工、監(jiān)理等骨干企業(yè)。

政府部門應(yīng)對鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)給予多方面、多方位的支持和引導(dǎo)。如針對鋼結(jié)構(gòu)制作市場不規(guī)范的問題，希望有關(guān)部門加快建立鋼結(jié)構(gòu)制作資質(zhì)認證制度，嚴格市場準入，給設(shè)計、安裝提供可靠的質(zhì)量保證；在外貿(mào)方面，對國內(nèi)不能達到鋼結(jié)構(gòu)制作要求的某些高性能鋼種，在進口政策上應(yīng)適當放寬一點。同時，希望有關(guān)政府部門將一些權(quán)力適當下放給行業(yè)協(xié)會，讓行業(yè)協(xié)會按照市場規(guī)律去運作，做好協(xié)調(diào)工作，更好地為政府、為企業(yè)服務(wù)。參考文獻：李世俊鋼結(jié)構(gòu)市場和鋼結(jié)構(gòu)用鋼2001(06)ChenLRReviewandprospectofsteelstructureinChina[外文會議]2001侯召欣大力推廣應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)新技術(shù)2000(08)國家建設(shè)部建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)“十五”計劃和2010年發(fā)展規(guī)劃綱要[期刊論文]-新型建筑材料2001(01)陳