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摘要：隨著建筑業(yè)的飛速發(fā)展，鋼結構以它的輕質、高強和耐久性在建筑業(yè)中取得了越來越廣泛的應用。文中概述了我國鋼結構建筑的發(fā)展歷程，并對鋼結構建筑的特點和發(fā)展趨勢做了相應的論述。...

淺談鋼結構建筑的發(fā)展

樊海清，張吉信

(安陽建設集團有限責任公司，河南安陽455000)

    中國是世界上最大的磚砌體建筑和混凝土建筑大國，每年生產(chǎn)7 000億塊磚(約占世界產(chǎn)量的1／2)．5億噸水泥(約占世界產(chǎn)量的1／3)。生產(chǎn)磚的代價是每年毀壞農田l萬公頃，消耗標準煤約7 000萬噸；生產(chǎn)水泥的代價是每年排放溫室氣體C02約3億噸，破壞的礦山和排放的廢承更是難以統(tǒng)汁。更為嚴重的是，磚、混凝土都是不可再生材料，一次性使用后形成的建筑垃圾將很難處理。從另一方面來說，中國的鋼產(chǎn)量自1996年突破】億噸后，已經(jīng)實現(xiàn)了扶短缺到充裕的飛躍，但是目前國內建筑用鋼量僅占鋼產(chǎn)量的1.5％左右。為此國家確定了2015年建筑結構發(fā)展目標：每年全國建筑鋼結構的用鋼量要達到鋼材總產(chǎn)量的5％。因此加快發(fā)展鋼結構建筑不僅有利于消化過剩的鋼材，同時也能帶動建筑、冶金、建材等大批行業(yè)的發(fā)展。由此可見，積極發(fā)展鋼結構建筑已經(jīng)迫在眉腱。

1.我國鋼結構建筑的發(fā)展歷程

    自從18世紀歐洲工業(yè)革命以來，由于錒鐵工業(yè)的發(fā)展，鋼結構在歐洲各國的應用逐漸增多，范圍也不斷擴大。而我國由于長期受封建主義社會制度的束縛，生產(chǎn)得不到發(fā)晨，自I840年鴉片戰(zhàn)爭以后，鋼結構建筑的發(fā)展緩慢，與歐美等國的差距也越來越大。在這段時期建成的代表性工程只有：沈陽皇姑屯機車廠鋼結構廠房(1927年)、廣州中山紀念堂圓屋頂鋼結構(1931年)、杭州錢塘江大橋(1937年)等幾個。

    1949年新中國成立以后，隨著社會主義事業(yè)的蓬勃發(fā)展鋼結構在建設中的應用也得到了空前的發(fā)展。鋼結構的設汁、制造和安裝水平有了很大的提高，建造了大量的鋼結構工程。有些工程在規(guī)模和技術難度上都達到了世界先進水平，如l961年建成的北京工人體育館，能同時容納15 000名觀眾，比賽大廳屋蓋采用輪式雙層懸索結構，直徑為94m，由索網(wǎng)、邊緣構件(外環(huán))和內環(huán)三部分組成。

    20世紀60年代至70年代，由于十年動亂，經(jīng)濟發(fā)展緩慢，但是鋼結構建筑也取得了不小的進展。如對薄壁型鋼結構的設計研究取得了顯著成績，并在1975年制定了我國第一部薄壁型鋼結構技術規(guī)范(TJ18一75)。在這一段時期內建成的代表性工程有：北京首都體育館屋蓋結構(1967年)、上海文化廣場屋蓋結構(1970年)，上海體育館圓形屋蓋(1973年)、南京長征大橋等。

    改革開放以來，全國以經(jīng)濟建設為中心，國民經(jīng)濟得到了空前的發(fā)展，每年以l0％左右的速度持續(xù)增長。1996年我國鋼產(chǎn)量首次突破1億噸，躍居世界第一，為我國鋼結構建筑的發(fā)展奠定了堅實的物質基礎。在最近的20年時間里，我國的鋼結構建筑取得了前所未有的繁榮和發(fā)展。特別是在大城市，鋼結構建筑更是如雨后春筍，如高420 5 m的上海浦東金貿大廈，最大懸挑跨度選73.5m的上海體育館屋蓋結構、上海楊浦太橋等。隨著設計方法和鋼材的不斷改進，鋼結構建筑必將會取得更加輝煌的成績。

2.鋼結構建筑的特點

    鋼結構建筑具有強度高、自重輕、安裝容易、施工周期短、抗震性能好、投資回收快、環(huán)境污染少、外形美觀、空問利用率高等綜合優(yōu)勢。相比于磚混結構，在環(huán)保、節(jié)能、高教、工廠化生產(chǎn)等方面具有明顯優(yōu)勢；與鋼筋混凝土結構相比，更具有“高、大、輕”三個方面發(fā)展獨特優(yōu)勢。其在結構上的綜合經(jīng)濟效益和它的營造速度將更能適應市場經(jīng)濟的發(fā)展，也直接影響到投資資金的周轉速度，具有強大的生命力。這主要體現(xiàn)在以下幾個方面。

    (1)鋼結構建筑施工方便且工期短。采用輕型鋼結構體系，比混凝土用量降低50％，房屋整體重量比混凝土建筑重量下降75％。鋼結構構件可以實行工廠化生產(chǎn)、現(xiàn)場安裝，不需要現(xiàn)場綁扎鋼筋，不需要制作模板。樓板現(xiàn)澆混凝土時，不需要l臨時支撐，這樣，可大大地加快施工現(xiàn)場的拼裝速度。據(jù)統(tǒng)計，同樣面積的建筑物，鋼結構比混凝土工期可縮短三分之一。對于輕型房屋，鋼結構體系的建設周期可比傳統(tǒng)結構模式縮短50％～70％，可以大大縮短投資資金的占用周期，提高資金的使用效率。

    (2)鋼結構柱網(wǎng)之間跨度較大，容易形成新穎、開闊的建筑空間。與鋼筋混凝土結構相比，同樣的層高、總高和總建筑面積，鋼結構建筑可利用面積和空間更大。

    (3)鋼結構建筑壽命較長，一般在50—80年之間。鋼自構建筑在維修上非常簡單，功能平面上的調整可發(fā)揮的空間較大。

    (4)鋼結構建筑的承載能力和減震能力強于混凝土結構。

    (5)在鋼結構建筑的施工中，不會產(chǎn)生大量的建筑垃圾有利于環(huán)保。

    但是，鋼結構建筑由于本身材料的特點，也就存在相應的缺點。首先就是鋼結構建筑的耐火性很差。因此，當鋼自構建筑長期經(jīng)受150。c gt上的輻射熱時，必須在局部區(qū)域采取隔熱保護措施。此外，對于輕型鋼結構，還應根據(jù)建筑物的耐火極限時間，對承重構件采取有效的防護措施，如涂刷防火涂料等。另外～個就是鋼結構建筑易銹蝕，這也是鋼結構建筑的最大缺點，由此帶來的養(yǎng)護費用也比較高。

3.鋼結構建筑的發(fā)展趨勢

    從鋼結構建筑的發(fā)展來看，它將向以下兩個方面發(fā)展一個就是將輕型鋼結構應用于住宅建設；另一個就是發(fā)展多層鋼結構住宅。近年來，我國已經(jīng)把鋼結構在住宅建筑上的推廣應用作為建筑業(yè)的一場產(chǎn)業(yè)革命。1999年，國家經(jīng)貿委批準將“輕型鋼結構住宅建筑通用體系的開發(fā)和應用”作蔓我國建筑業(yè)用鋼的突破點，并正式列人國家重點技術創(chuàng)新項目，鋼結構住宅由此引起各界的廣泛關注。鋼結構住宅具確重量輕、抗震性能好、跨度大、建造速度快、可以重復利用等優(yōu)點。鋼結構住宅建筑通用體系用于民用住宅，經(jīng)過廣泛的研究和實驗表明，其建筑物的重量與其他類住宅通用體系相比可以減輕30％，這就有利于建設高層民用住宅，特別是在地質承載能力低或者地震烈度高的地區(qū)。從另一方面來看，輕鋼結構和磚混結構相比，其樓房使用面積可以提高5％左右．而建造成本卻下降l0％左右。

    目前，建造多層鋼結構住宅已經(jīng)提上日程。上海、北京、大連等地都在積極開展試點。上海陸海城工程．是一幢25層的鋼結構高層住宅，每m2用鋼量約為50 k，不包括土地費用的實際造價約為1800元／m 2，這比棍凝土結構的造價要低很多。

4.結束語

    近幾年來，鋼結構建筑已經(jīng)取得了非常迅速的發(fā)展．并獲得了很大的成功。但是我國目前還缺少高層鋼結構建設的實際經(jīng)驗，在理論研究方面也存在著一定的不足，這都是鋼結構建筑以后發(fā)展的重點研究問題。

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(本文來源：陜西省土木建筑學會  文徑網(wǎng)絡：尚雯瀟 尹維維 編輯  文徑 審核)

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