钢结构在我国的应用现状及发展前景_李海龙

文章编号:1009-6825(2008)09-0115-02钢结构在我国的应用现状及发展前景收稿日期:2007-11-14作者简介:李海龙(1980-),男,助理工程师,山西意迪光华电力勘测设计院,山西太原　030002李海龙摘　要:介绍了钢结构在我国目前的发展应用现状,阐述了其存在的不足与问题,并对钢结构发展应用前景作了展望,指出发展钢结构是我国经济发展的必然趋势,具有广阔的发展空间。

关键词:钢结构,轻型钢结构,大跨度,现状,发展前景,钢材中图分类号:T U391文献标识码:A 钢材是国民经济建设和国防建设中的重要材料。

钢材作为一种绿色环保材料,以其强度高、自重轻、精确度高、可靠性好、容易密封、施工周期短等特点,加之具有很高的再循环实用价值,一直备受建筑行业的青睐。

早在一千多年前,我国古代的冶金和营造技术就已达到较高水平,建造了大跨度的铁链桥。

钱塘江大桥、黄河铁桥以及上海的国际饭店是旧中国钢结构的典范。

但这也都是些铸铁建筑,而真正意义上的钢结构建筑,从其产生到现在也不过百余年。

随着世界各国经济的增长和发展,厂房更加大型化,柱距、跨度、高度和起重能力日趋扩大,同时对建厂投产工期却要求尽可能缩短,钢结构得到了快速发展并扩大了其应用领域[1-3]。

文中针对钢结构目前在国内的发展现状、存在不足及发展前景作如下探讨。

1　钢结构在我国的发展钢结构这种建筑形式在世界上还属于一种新形式,在国际上的发展、应用历史不算太长。

19世纪50年代前为铸铁结构,到70年代左右,钢结构才正式出现[4]。

而轻钢结构的出现距今也不足百年。

现代轻钢房屋建筑体系诞生于20世纪初,到了二战期间,由于战争需要才得以快速发展。

20世纪40年代出现了门式钢架结构,60年代开始,彩色压型板的出现及H 型钢和冷弯薄壁型钢的问世,极大地推动了轻型钢结构的发展。

目前轻钢结构已成为发达国家的主要建筑结构形式[5-6]。

由于历史原因及特殊国情,我国钢结构起步较晚,但随着国家经济实力的增强和社会发展的需要,近二十余年来,钢结构取得了长足发展,初步形成了一批有实力的龙头企业,如鞍钢、宝钢等。

我国的钢结构技术及其应用发展大致可分为三个时期:一是20世纪50年代初盛时期。

前苏联援建我国的156项工程,大部分为重型钢结构。

二十世纪六七十年代为第二时期,即限制利用时期,当时由于我国钢产量有限,加之备战,因此国家规定“凡是可用其他材料代替的,均不用钢结构建造”。

第三时期是在20世纪80年代以后,钢产量连年攀升,国家才开始大力鼓励建筑用钢材,钢结构才开始受到有关方面的关注,并被广泛采用[4]。

20世纪50年代,刚刚建立的新中国百废待兴,可由于我国经济、科技落后,尽管世界上钢结构事业已呈现蓬勃之势,但我国的钢结构事业仍处于萌芽状态,加之受到钢产量限制,钢结构研究和应用并未得到理论界和政府的足够重视。

1957年建成的武汉长江大桥,正桥采用双层钢桁架连续梁桥,是我国钢结构建筑的代表。

1959年建成的北京人民大会堂内万人大会礼堂和五千人国宴厅是两个大屋面大跨度钢结构。

北京工人体育馆建成于1961年,是为举办第26届世界乒乓球锦标赛而建造的,屋盖采用轮辐式双层悬索结构,跨度达94m ,是我国悬索结构大跨度建筑的经典之作。

到了20世纪70年代,我国钢结构应用已有了一定发展,国际上的一些设计标准及规范,不能全面适应我国国情及工程实践的需要,制定符合我国国情的钢结构设计规范已迫在眉睫。

1974年,我国自行编制的第一部《钢结构设计规范》是我国钢结构事业发展的一个里程碑。

我国自20世纪80年代到90年代末,已建成和在建的高层钢结构建筑已有近40幢,总面积约320万m 2,钢材用量约30万t ,资金约600亿元人民币。

高层建筑钢结构已跨入国际行列,获得了较大成功及良好的效益。

空间大跨度钢结构也取得了可喜的成绩。

我国著名的钢结构建筑主要包括:北京京广中心大厦、上海金茂大厦、深圳赛格大厦、大连世贸中心;浦东国际机场、首都国际机场;芜湖长江大桥、润扬长江大桥、上海卢浦大桥;上海宝钢大型轧钢厂房、江南造船厂仓库、长江输电铁塔;青岛颐中体育场、义乌市体育场;长沙长途汽车站;国家游泳中心等。

1998年由国务院正式批建的国家大剧院整个壳体钢结构重达6475t ,东西向长轴跨度212.2m ,是目前世界上最大的穹顶。

而倍受世人瞩目的北京2008年奥运会的主体育场———国家体育场“鸟巢”设计用钢量4.2万t ,是目前国内外体育场馆中用钢量最多、规模最大、施工难度特别大的工程之一。

尤其是鸟巢结构受力最大的柱脚部位,为了能有效支撑整体结构,设计中采用了我国自己生产的高强度Q 460钢材。

这些足以说明我国的建筑事业进入了全新时期。

近年来,钢结构也正逐步应用于民用住宅中,并开始有所发展。

近几年已完成近50万m 2的试点工程建筑,为下一步建立钢结构住宅体系,扩大钢结构建筑市场起到了有力地推动作用[1,3]。

与钢结构的发展相对应,我国成立的钢结构设计院和研究所研究开发出了许多钢结构设计软件和新技术,并设计了许多优秀的钢结构建筑。

2　我国钢结构发展存在的不足与问题1)对钢结构产业是否符合节能环保型、可持续发展的行业认识还有待于进一步提高。

2)设计理念不能适应国际市场的需要。

3)钢结构研发资金不足,标准及规范修订周期太长;标准及应用规范规程缺项、滞后;钢材标准与工程设计、施工规范规程衔接不上。

4)钢结构加工厂和施工安装企业装备、计算机管理、劳动生产率还需进一步提高,稳定钢材超常涨价的不良市场秩序。

钢结构建筑在防火、防腐、保温、隔声、防震和稳定性等方面的设计尚不成熟,限制了钢结构在民用建筑中的发展。

5)大力培养更多钢结构方面的专业技术人员,同时加大对现代大型和大跨度复杂钢结构施工过程中的力学及技术问题的研究。

3　我国钢结构的发展前景继砖混结构、框架结构之后,为配合国家有关限制使用粘土砖·115· 第34卷第9期2008年3月 山西建筑S HANXI ARCHITECT URE Vol .34No .9M ar .　2008DOI :10.13719/j .cn ki .cn14-1279/tu .2008.09.087文章编号:1009-6825(2008)09-0116-03不同高宽比偏心支撑框架在地震作用下的反应收稿日期:2007-11-24作者简介:胡　成(1981-),男,沈阳建筑大学土木工程学院硕士研究生,辽宁沈阳　110168杜　云(1979-),男,助理工程师,大连公路工程集团工程部,辽宁大连　116021叶　烨(1981-),女,助理工程师,辽宁省建筑设计研究院,辽宁沈阳　110005胡成　杜云　叶烨摘　要:用有限元软件SAP2000对三种不同高宽比偏心支撑钢框架分别在7度和8度地震荷载作用下的内力进行了分析,从分析结果可知,高宽比越大,受地震荷载的作用影响越大,随着设防烈度的增大,这种影响更加明显。

关键词:高宽比,偏心支撑,设防烈度中图分类号:T U352文献标识码:A 众所周知,建筑物的高宽比是影响建筑抗震性能的重要因素。

建筑物的高宽比对结构的稳定性、构件的受力与变形性能都有较大的影响[1]。

建筑物的高宽比例,比起其绝对高度来说更为重要。

因为建筑的高宽比值越大,即建筑越瘦高,地震作用下的侧移越大,地震荷载引起的倾覆作用越严重[2]。

建筑抗震设计规范给出了钢结构民用房屋适用的最大高宽比:6,7度地区,最大高宽比为6.5;8度地区,最大高宽比为6.0;9度地区,最大高宽比为5.5[3]。

为了研究在高宽比限值下,不同高宽比在地震荷载作用下对偏心支撑钢框架的反应,文中的高宽比变化,均以高度不变来改变建筑物的宽度,这样比固定建筑物的宽度,改变建筑物的高度,更能得到高宽比变化对建筑物的不利影响。

文中以总高度23.94m 不变,宽度依次为18.9m ,18.3m ,17.7m ,从而得到高宽比的变化,H /B =1.238,1.279,1.322,分别在7度和8度地震荷载作用下,来考察高宽比的变化对偏心支撑钢框架的受力情况。

1　计算模型及鼓励建筑业多用钢材的政策,钢结构在建筑业内得到了更加广泛的应用。

2005年年初,建设部、国家冶金工业局联合组织建筑用钢技术协调组制定了《国家建筑钢结构产业“十五”计划和2015年发展规划纲要》,为促进钢结构的推广应用起到了积极作用。

钢结构虽在世界上还属于一种新形式,但因其独特的优点[3],也将是极富生命力的一种建筑形式。

当前我国建筑业发展的总目标是:提高建筑业的整体素质、生产工业与技术装备水平,并在国际建筑市场中具有较强的竞争能力,充分发挥建筑业在带动国民经济增长和结构调整中的先导产业作用。

建筑业要带动相关产业发展,加快发展钢结构工程是一个很重要的方面。

由于人类文化生活不断提高,对高层、大跨度建筑的要求也就越来越高。

对高层、大跨度,尤其是超高层、超大跨度、开合结构,采用钢结构是最理想的。

随着国家扩大内需的政策、北京申奥成功、西部大开发战略的实施和城市化进程的加快,这些都将为国内的钢结构建筑提供广阔的市场空间和发展机遇。

只要加强领导,合理规划,积极组织,政府、行业、企业共同努力,产、学、研紧密结合写作,全面提高行业素质和科技水平,我国的钢结构建筑市场的发展空间必将会更加巨大,前景将非常广阔[5]。

与国外一些发达国家相比,我国钢结构的许多方面还存在明显差距,如美国、日本、德国、英国等,在工程建设中广泛采用钢结构,钢结构建筑占整个建筑业的40%以上,而我国目前的比重却不足5%。

因此,今后我国的钢结构建筑市场有着巨大的发展空间。

同时钢结构住宅建筑体系因其灵活可改、安全稳定,可满足现代居住生活需要,适应现代住宅市场需求,可以预测未来的发展前景,也相当广泛。

4　结语多年来,我国的钢结构产业发展虽然曲折,但也取得了令世人瞩目的成就。

钢结构作为一种绿色环保型的结构,将是国际建筑发展的一大趋势。

我国建筑业的发展,正在为今日最顶尖建筑及工艺技术创造一个舞台。

但是与国外钢结构发展相比,一定要看到目前仍存在的很多不足与问题。

参考文献:[1]陈禄如.中国钢结构的发展和问题[J ].钢结构,1996(1):3-6.[2]张　斌,祝英海,王淑娟.展望21世纪我国钢结构的应用状况及发展趋势[J ].塔里木农垦大学学报,2004,16(3):21-23.[3]魏振敏,陈勤杰,赵国庆,等.钢结构建筑的应用和发展前景[J ].建筑技术与应用,2006(6):19-20.[4]王继武,刘纪生.德业双馨启后学———记我国钢结构事业的开拓者陈绍蕃教授[J ].科学中国人,2004(12):8-10.[5]董爱梅.谈钢结构建筑的发展前景和应用[J ].山西建筑,2005,31(15):52-53.[6]李　滢,林　功,程　辉.钢结构低层独立住宅的应用与发展[J ].山西建筑,2006,32(20):61-62.Developmental prospect and application status of steel structure in ChinaLI Hai -longA bstract :T his paper describes current status of the development and application of domestic and international steel structure in China ,and e -labo rated o n its deficiencies and problems ,and ex pects the prospects for the development and application of steel structures ,and finally con -cludes to the development of steel structures is an inevitable trend and has broad space during the process of development of Chinese economy .Key words :steel structure ,light steel structure ,large span ,sta tus ,development prospects ,steel·116·第34卷第9期2008年3月 山西建筑SHANXI ARCH ITECTU RE Vol .34No .9M ar .　2008 。