浅谈钢结构的的应用与展望

【摘要】 论述了钢结构在国内的应用及它的优越性，分析了钢结构体系的应用展望。

【关键词】 钢结构；优越性；展望

引言

我国钢结构建筑与国外相比，起步较晚，一直到上个世纪90年代才得到了快速地发展，尤其是1995年以来，随着钢产量突破1亿吨大关和国家鼓励钢结构建筑政策的引导。[1-2]钢结构建筑的发展呈现出一派欣欣向荣的局面。钢结构这一新的建筑结构体系的出现和发展，无疑将会对整个建筑领域带来深刻地影响。目前.钢结构住宅已被国家建设部列为重点推广项目，各地钢结构住宅小区试点工程如雨后春笋般涌现，然而从严格意义上讲，现在我国的住宅设计、生产制造、安装、维护都与国外有很大的差距。这是一个新的产业。需要从技术到标准、从人才到管理全面的革新和发展。

1、钢结构建筑在国内的应用

我国现代钢结构技术应用起步较晚，最早的高层钢结构是上海国际饭店、上海大厦（建成于1934年），真正起步是在建国以后。上世纪80年代以前，我国钢结构建筑的应用主要是网架、网壳结构。90年代以后，尤其是1995年以后随着我国经济的发展，钢铁产量的迅速增加，新技术新材料的不断出现，为钢结构建筑的快速发展奠定了物质和技术基础。90年代中期以来，利用钢结构建成的典型建筑有：上海金茂大厦、深圳地王大厦、成都双流机场、广州会展中心、广州体育馆、厦门会展中心、长沙锦绣中环大厦、浙江黄龙体育馆、杭州瑞丰商务大厦、杭州大剧院等。同时还有一大批新的钢结构建筑项目正在建设之中，如上海体育馆、中央电视台新办公大楼、北京新电视台办公大楼、北京国贸三期、首都博物馆等。此外国内大中型企业和来华投资的国外企业的生产基地很多都采用钢结构建筑。轻钢结构住宅建筑的研究开发在各地也有试点，且已完成了50多万平方米的建设，目前已经形成了多种低层，多层和高层的设计方案和实例。例如，北京金宸公寓，上海中福城高层住宅，天津市丽苑小区试点工程等。轻钢结构住宅建筑已成为住宅建筑发展的一个重要方向。随着2008年奥运会和2010年世博会在我国的召开，其场馆的建设将为钢结构的发展提供更多的契机。

2、钢结构住宅的优越性

2.1、施工周期短。

钢结构的最大优点是所有构件均可以在工厂制作，施工现场拼接安装.大大加快了施工进度。在建筑施工中，一般3-4天即可建成一层，从而可以使建筑物提早投入使用，发挥投资效益。此外，钢结构由于连接容易的特性，易于改建、拆迁和加固。

2.2、强度高、质量轻。

钢材与其他材料相比，强度要高得多，在同样的荷载条件下，钢结构构件截面小，自重轻。例如在跨度和荷载相同时，普通钢屋架的重量最多只有钢筋混凝土屋架的1/4—1/3。构件质量轻也便于运输和安装。

2.3、抗震性能好。

钢结构属于柔性结构，白重轻，能有效地降低地震受灾程度。我国是一个多地震区国家，应大力推广。

2.4、塑性和韧性好。

钢结构材料具有良好的塑性，在拉（压）力作用下，有明显的屈服域，因而不会应超载而突然断裂，易于发现，而且结构材料的塑性在一定条件下，还可以利用，即可塑性设计。由于钢结构具有良好韧性，适宜在动荷载作用下工作。建筑结构所选择的低碳钢和高强度低合金钢，韧性分别将达到83 MNm/m3和103 MNm/m3，因此，它具有很强的吸收能量作用，在多地震区采用钢结构建筑特别有利。

2.5、宜于拆卸搬迁。

一旦业主对所选的地址不满意或地址外界环境发生变化。则整个建筑可在很短时问内拆除，损失极小，而这些优点正是钢筋混凝土建筑不具备的。

2.6、施工场地小、零件加工标准化。

钢结构的构件可以在工厂预制生产，由于构件相对统一，整个施工难度较低.现场噪音也很低，十分有利于闹市区施工。

2.7、钢结构建材绿色环保。

长期以来，人们一直在追求变革建筑的理念，实现建筑“环保、节能、工厂化”，即“绿色建筑”的理想，钢结构恰恰为人们实现了这一追求和理想。长期以来，建筑行业一直采用砌体结构和混凝土结构进行建设，而这些结构的建筑物在建设时，工业化水平低、用材档次低、寿命低、实心土砖能耗高，遇到城市化拆迁改造时，又将产生大量的建筑垃圾，难以处理。然而，钢结构由于有其可回收利用性，不管在建造还是拆迁时，都可大大减少建筑垃圾，与相同建筑面积的混凝土相比，其产生的建筑垃圾减少50%以上。

2.8、与传统的钢筋混凝土结构的经济性比较，具有综合优势。

单纯地考虑结构的造价问题，钢结构约为混凝土结构造价的2倍左右。然而，众所周知，一项建筑工程的总成本。实际包括工程造价，动迁费用和征地费用等方面。工程造价只占工程总成本的50%左右，且工程造价又分为结构造价、装饰投资和设备投资等，结构造价只占工程造价的30%左右，值得指出的是，结构造价又分为上部结构和基础造价，上部结构造价仅占结构造价的50%～70%。钢结构主要集中在上部结构，在工程的总成本中仅占10%左右，因此，采用钢结构或采用钢筋混凝结构之间的差价所占整个工程总成本的比例小，一般在4%左右。

3、钢结构的应用展望

3.1、钢结构住宅的应用应提到重要位置。

我国钢结构建筑虽然发展很快，但在住宅建筑领域基本上还是空白。日本等发达国家钢结构住宅要占整个建筑的50%以上，而我国只占5%.差距甚远。望有关职能部门、设计单位和房地产开发商树立超前意识，改变传统观念，发展有中国特色的钢结构住宅体系。

3.2、钢结构住宅体系设计将走向一体化。

（1）建筑、结构设计一体化混凝土建筑的设计都是按着先建筑设计后结构设计的理念进行设计，而钢结构住宅由于其特殊的材料和先进的设计软件，得以实现建筑结构一体化设计.即建筑设计与结构设计同时完成。目前，国外轻钢结构企业都是遵循这一理念。

（2）围护系统与主体结构设计一体化在这方面国外普遍的做法是统一进行设计。而我国企业的基本做法是，主体结构的设计、围护系统的设计分开来进行。这种做法将逐渐被淘汰。

（3）配件系统与整体建筑系统设计一体化国外企业设计的建筑在安装时，基本保证安装结束的时候，地面上没有多余的配件，建筑上也没有缺少的配件。如果配件系统的设计与整个建筑系统的设计不统一，则会出现少配件或多配件.而且建筑表现形式也因此受到影响。

（4）工厂化装修与钢结构住宅设计生产一体化工厂化装修与钢结构住宅的设计生产一体化是必然趋势。若用钢结构住宅和工厂化装修新工艺，则装修与钢结构厂家可实现设计、生产、安装甚至包括市场资源的共享，实现设计、生产一体化。

3.3、钢结构住宅将向可持续建筑方向发展。

可持续建筑是对可持续发展有积极贡献的建筑，是既满足当代人的需要，又不对后代人满足其需要的能力构成危害的建筑。依据我国现阶段国情特点，发展我国可持续建筑不宜盲目追求国外标准，应注重其现实性。此外由于涉及多学科，需不同专业人员相互配合，因而有志从事这方面研究的人员应加强对相关专业知识的学习。

参考文献

[1] 建设部科技信息研究所.中国建筑钢结构用材市场发展概况和前景[Z].2003，（10）：1-26.

[2] 建设部冶金工业局.建筑钢结构产业“十五”计划和2010年发展规划纲要[J].新型建筑材料，2001，（1）：47-49.

作者简介：吕强（1991.05-），男，黑龙江省通河县人，黑龙江八一农垦大学土木工程专业。