淺談鋼結構建筑的發展

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7 000億塊磚(約占世界產量的1／2)．5億噸水泥(約占世界產量的1／3)。生產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，中國的鋼產量自1996年突破】億噸后，已經實現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量的1.5％左右。為此國家確定了2015年建筑結構發展目標：每年全國建筑鋼結構的用鋼量要達到鋼材總產量的5％。因此加快發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、建材等大批行業的發展。由此可見，積極發展鋼結構建筑已經迫在眉腱。

1.我國鋼結構建筑的發展歷程

    自從18世紀歐洲工業革命以來，由于錒鐵工業的發展，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，生產得不到發晨，自I840年鴉片戰爭以后，鋼結構建筑的發展緩慢，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，隨著社會主義事業的蓬勃發展鋼結構在建設中的應用也得到了空前的發展。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、邊緣構件(外環)和內環三部分組成。

    20世紀60年代至70年代，由于十年動亂，經濟發展緩慢，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，全國以經濟建設為中心，國民經濟得到了空前的發展，每年以l0％左右的速度持續增長。1996年我國鋼產量首次突破1億噸，躍居世界第一，為我國鋼結構建筑的發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、環境污染少、外形美觀、空問利用率高等綜合優勢。相比于磚混結構，在環保、節能、高教、工廠化生產等方面具有明顯優勢；與鋼筋混凝土結構相比，更具有“高、大、輕”三個方面發展獨特優勢。其在結構上的綜合經濟效益和它的營造速度將更能適應市場經濟的發展，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、現場安裝，不需要現場綁扎鋼筋，不需要制作模板。樓板現澆混凝土時，不需要l臨時支撐，這樣，可大大地加快施工現場的拼裝速度。據統計，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，不會產生大量的建筑垃圾有利于環保。

    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受150。c gt上的輻射熱時，必須在局部區域采取隔熱保護措施。此外，對于輕型鋼結構，還應根據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，由此帶來的養護費用也比較高。

3.鋼結構建筑的發展趨勢

    從鋼結構建筑的發展來看，它將向以下兩個方面發展一個就是將輕型鋼結構應用于住宅建設；另一個就是發展多層鋼結構住宅。近年來，我國已經把鋼結構在住宅建筑上的推廣應用作為建筑業的一場產業革命。1999年，國家經貿委批準將“輕型鋼結構住宅建筑通用體系的開發和應用”作蔓我國建筑業用鋼的突破點，并正式列人國家重點技術創新項目，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、可以重復利用等優點。鋼結構住宅建筑通用體系用于民用住宅，經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。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，鋼結構建筑已經取得了非常迅速的發展．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展的重點研究問題。

參考文獻

[1]洪光鋼結構住宅的技術與經濟分析[D]遼寧工程技術大學，2006

[2]德培鋼結構[M]北京中國鐵道出版杜，2002

[3]馬麗，淺談鋼結構建筑的發展前景[J]，山西煤炭管理干部學院學報，2007(I)

[4]赦強，我國建筑鋼結構行業發展戰略研究[D]中南大學，2002

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