浅谈钢结构的发展趋势

摘要：钢筋混凝土结构在超高层建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面积比率越来越大，在超高层建筑中采用钢筋混凝土结构受到质疑；同时高强度钢材应运而生，在超高层建筑中采用部分钢结构或全钢结构的理论研究与设计建造可说是同步前进。高层主体钢结构施工包括钢柱、钢梁、的吊装、校正、焊接和高强螺栓固定、压型钢板安装等工序。在钢结构施工的同时穿插土建、设备等安装的施工。钢结构的施工要与土建、安装单位密切配合。

关键词：钢结构；发展；趋势

Abstract: Reinforced concrete structure in high-rise buildings because of significant, post occupied floor area ratio is more and more big, in high-rise buildings with reinforced concrete structure is questioned; high strength steel emerge as the times require, using part of the steel structure or steel structure of the design and research of theory building is synchronous progress in high-rise buildings. Main building of steel structure construction includes a steel column, steel beam, hoisting, correction, welding and high strength bolt fixed, pressure plate installation. With civil engineering construction, equipment installation in construction of steel structure at the same time. The construction of the steel structure should cooperate closely with the construction, installation unit.

Key words: steel structure; development; trend

中图分类号：TU318文献标识码： 文章编号:

1、轻钢结构在国内外的发展现状

1.1国外轻型钢结构发展概况

20世纪60年代，澳大利亚提出了“快速安装预制住宅”的概念，但由于市场尚未成熟，并未得到很好发展。1987年，高强度冷弯薄壁钢结构出现。澳大利亚与新西兰的联合规范AS/NZS4600冷弯成型结构钢规范于1996年实施。这种钢材承载力高，与相同承载力的木材相比，只是木材的1/3重，表面经镀锌处理，在免大修的情况下，耐久性可达75年。

1965年轻钢结构在美国仅占建筑市场15%；1990年上升到53%；1993年上升到68%；2000年上升到75%。住宅用构件和部品的标准化、系列化，及其专业化、商品化、社会化程度很高，几乎达到100%，各种施工机械、设备、仪器等租赁化非常发达，商品化程度达到40%。

近年来，全部构件均采用冷成型钢的轻钢龙骨体系建筑作为一种新兴的建筑方法正在欧美迅速发展，日益成为一种可订购的特殊商品，广泛应用于别墅、住宅、学校、医院、商业建筑等。在澳大利亚，每年约建造6亿美元的轻钢龙骨独立式住宅120000栋，约占澳大利亚所有建筑业务产值的24%；在美国，采用该体系建造的房屋从20世纪90年代中期的55000栋剧增为2000年的325000栋。

1.2我国轻型钢结构发展概况

早在1960年代初，我国钢材十分匮乏，为了解决在设计中长期存在的“深基、重盖、肥梁、胖柱”的问题，当时以小角钢和小圆钢为主要材料组成的轻型钢结构应运而生。这些轻型钢结构主要为屋盖承重结构，取材容易，经济指标比较好，用钢量较少，接近相同条件下钢筋混凝土结构用钢量，并可节省大量木材、水泥和其他建筑材料，减轻结构自重70%—80%，为改革笨重的结构体系创造了条件。

冷弯型钢是一种公认的经济断面型材，我国的冷弯型钢始于1950年代。1960年代中期，在部分地区兴建了10余万m2冷弯型钢结构试点工程。关于门式刚架，早在60年代初我国就进行了研究试验，主要是刚架的塑性设计，并在试点工程中采用。

近年来，我国轻型钢结构得到飞速发展，每年总体增长近200万m2，相当于1980年代我国轻型钢结构的全部建筑工程量。然而与一些发达国家相比，我国还存在一定的差距。

我国政府高度重视钢结构建筑发展，建设部在新修订的《建筑技术政策》中，明确提出积极发展钢结构的方针，把钢结构技术列为10大重点推广技术。2002年了《钢结构住宅产业化技术导则》又为轻钢住宅的发展提供了政策保证和技术支持，这必将对我国钢结构建筑的发展起积极推动作用。

2、钢结构住宅的优点

对建筑结构而言,钢结构与钢筋混凝土结构、砌体结构等结构相比,具有重量轻、变形能力强、施工速度快、抗震性能好以及适用面广等优点,因而使其在结构功能、设计、施工及综合经济效益等方面,都比上述传统结构具有明显优势。作为以钢结构为骨架的住宅,与其它结构形式住宅相比具有如下突出优点:

(1)钢结构住宅体系符合工业化发展的模式

钢结构住宅大部分配件工厂制作,质量可靠、尺寸精确、安装方便,与钢结构配套的墙板体系、复合楼板体系亦可采用新型材料、工厂化生产,可达到建筑安装节能和环保的要求,极大地节约了我国相对短缺的能源和资源。钢结构住宅体系所包含的钢结构及相应部件的工业化生产,实现了构件的工厂制件和现场装配化施工,实现了住宅建筑技术集成化和产业化,提高了住宅产业化的水平,提高了住宅的科技含量。

（2）加工制作简单、施工方便、施工周期短

钢结构住宅所用的梁、柱、楼板、墙体、门、窗等均可在工厂制作,施工现场仅需简单的安装即可成型。施工现场工作量相对减少,施工机械化程度得到了提高,加快了施工速度,施工周期缩短。施工现场对周围污染减少。

(3)结构灵活,造型设计自如,使用效果好

由于钢结构住宅采用承载能力高的钢结构为骨架,结构布置相当灵活,设计时可以更好地满足大开间、灵活分区的要求,充分满足使用者对使用灵活、个性化的要求,提高了使用者的生活质量。在进行建筑造型设计时受到约束少,易于造型。

(4)结构自重轻、承载力高,抗震性能好,地基要求低

由于住宅承重体系采用钢结构,而钢结构的承载力高,在相同的荷载、相同的高度、相同的体积情况下,钢结构住宅比传统的钢筋混凝土结构、砌体结构等形式的住宅的重量要轻得多,在地震区,特别是在软弱地基的地区,钢结构住宅可以获得较大的经济效益。

(5)钢结构住宅的综合经济效果好

钢结构住宅承载力高,抗震性能好,房屋的使用面积较传统性住宅增加,由于自重轻,基础费用低,总体用料少,直接成本低,建设工期短,间接费用少,所以综合造价低,符合建筑节能和环保要求等优点,因此钢结构住宅的综合效益明显高于传统住宅体系。

(6)发展钢结构住宅体系可形成产业链条,促进国民经济发展

钢结构住宅体系具有充分的灵活性、可改性和安全性的特点,又是最适合住宅“弹性设计”的结构体系,有利于满足现代居住生活的需要,适应现代住宅市场的需求。发展钢结构住宅体系对带动建筑、冶金、建材、化工、研发、加工等一大批跨部门、跨行业企业的发展起到一定的拉动作用,从而形成围绕钢结构住宅体系的产业链,可以有利地促进国民经济的发展。

3、制约轻钢结构住宅发展的因素

轻钢结构住宅在发达国家的住宅建筑领域享有良好的声誉，但在我国钢结构住宅要让人们接受还需要一个过程，人们往往认为钢材太贵，钢结构建筑造价高、难以承受等传统观念直接影响了它的应用与发展。

单纯从造价角度而言，轻钢结构多层住宅的造价一般略高于钢筋筋混凝土住宅，但对于中低层钢结构住宅来说，地面以上每平方米结构用钢量在40kg左右，如果按5500元//t计算，结构造价在220元/m2左右，这和混凝土住宅的结构造价基本持平，然而，如果综合考虑各种因素，如工程周期的缩短、使用面积的增加、自重轻、基础受力小等有利因素，以及由于钢材自身的优良性能所带来的综合社会效益，显然，推广轻钢结构住宅是非常有意义的。

从形成住宅产品的过程来看，决定采用那一种结构形式的最终权在开发商手里，除非传统的结构和材林不能满足建筑功能，或者新结构有令人满意的样板工程，否则地产开发商是不会轻易采用新结构的。从地产开发商的角度来看，由于基建投资比较大，建设周期长，本身就存在着投资尽脸，在工程建设中的每一个环节求稳是普遍心理。从这一点来说，希望有能力的钢铁企业介人地产市场，做出令人满意的样板工程。

就人的感觉而言，人们对于钢结构体系缺乏认识和了解，对钢结构住宅感到陌生，会考虑到住进钢结构住宅会不会冷冰冰的，是否舒适健康以及耐久性能如何等。其实不然，1980年用轻钢结构建成的无锡水秀宾馆，到如今使用状况良好，住在里面没有不舒适的感觉。

此外，轻钢结构的防锈、防火技术及新型防火材料的研制和相应设计规程的制订还不能满足市场要求；轻钢结构设计、施工人员和制造安装单位技术力量的相对缺乏是制约其发展的重要因素。

4、结语

住宅产业化是我国住宅业发展的必由之路，直接影响着我国住宅产业的发展水平和前途。而钢结构住宅属于高技术高效率的产业，加快对钢结构住宅的研究，将促进建筑业向技术密集型产业转化，并将带动建材、冶金、信息机械尤其是钢铁企业的发展。