優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)在建筑材料行業(yè)的應用

董建強

（河北鋼鐵集團宣鋼分公司煉鐵廠 河北075100）

1 鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢

1.1 強度高、自重輕

基于混凝土、砌體與木材的強度與彈性模量來分析，鋼結(jié)構(gòu)在這方面的具有更多的優(yōu)勢，比其他材料要高出好幾倍。由此可見，鋼結(jié)構(gòu)凈重較輕。例如：在相同的跨度與荷載情況下，鋼結(jié)構(gòu)的屋架通常只有鋼筋混凝土屋架的四分之一到三分之一。若是可以采用冷彎薄壁型鋼屋架，與鋼筋混凝土相對比只有十分之一左右，凈重將會更輕。雖然重量較小，但是剛度非常大，鋼結(jié)構(gòu)在跨度較大、樓層較高、負重較大的建筑物中非常適用，主要是便于運輸與吊裝，能有效控制下部結(jié)構(gòu)與基礎的負擔，控制成本。

1.2 塑性、韌性好

鋼材本身有一定的塑性，因此，鋼結(jié)構(gòu)通常情況下，不會出現(xiàn)較為嚴重的突破性損壞，即使有大型的損壞，事先就會出現(xiàn)較大的變形，而此預兆可以及時采取補救的措施。而且鋼材還有良好的韌性，針對地震災害可以表現(xiàn)很好的動力荷載承受作用。這些優(yōu)勢為鋼結(jié)構(gòu)的安全使用提供了一定的保障。

2 鋼結(jié)構(gòu)應用現(xiàn)狀與存在的問題

2.1 首先遇到的是標準和規(guī)范問題

我國的標準規(guī)范是針對幾十年來大量使用的結(jié)構(gòu)體系編制的，例如我國建國以后建造的建筑物多采用磚石和鋼筋混凝土等耐火性能好的建筑材料，由此導致我國的《建筑設計防火規(guī)范》在材料選用方面似乎較國外苛刻，鋼結(jié)構(gòu)住宅難以滿足其要求。這種與國內(nèi)規(guī)范不銜接的狀況，使鋼結(jié)構(gòu)住宅項目無論在工程報建階段還是在工程驗收階段，都會遇到數(shù)不盡的障礙與麻煩。

2.2 面臨的另一類問題是整個社會對這種新住宅體系的接受需要一個過程

在人員方面，由于國內(nèi)無論中等或是高等專業(yè)學校的教學內(nèi)容中均未涉及輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系，因此我國建筑類專業(yè)的工程技術人員對這一體系知之甚少，而更加缺乏的是熟練技術工人，所以雖然這一體系單純從技術層面上講并無多少難度，但真正推行起來卻往往缺乏得力的骨干。

2.3 鋼結(jié)構(gòu)中建筑物理問題

影響建筑的熱輻射主要是外部環(huán)境，而外部環(huán)境主要從這些途徑進入：一是，根據(jù)建筑物的特點一般會通常窗戶進入，而且室內(nèi)表面的不斷吸收，逐漸形成加熱效果；二是，建筑物的外圍護結(jié)果的表面也可以進行吸收，而且有一部分熱量在維護結(jié)構(gòu)的傳導下熱量進入室內(nèi)。加之玻璃可以產(chǎn)生折射，陽光在折射的作用下進入室內(nèi)，促進溫度的上升。尤其是隨著科技工藝的發(fā)展，新型玻璃材料日益更新，在熱性能方面加大了改善，建筑物采光與保溫之間的矛盾有了一定的改善，而且能有效解決此情況的辦法有這些：

針對保溫材料的構(gòu)造進行研究與優(yōu)化，進一步提升建筑熱環(huán)境的實用性能。例如：根據(jù)以上分析，可以在建筑物外層結(jié)構(gòu)或者內(nèi)外表面的空層中，設置高效反射材料，進而可以實現(xiàn)一定的隔熱與保溫作用。

最大限度的防止保溫材料凝結(jié)水外保溫與中間保溫作法。由于蒸汽的不斷滲透，保溫材料可能會一定程度的受潮，而此方法能有效控制。而內(nèi)保溫方法則可能在冬季時段中，保溫材料會受潮，外保溫可以有效避免承重結(jié)果受到外溫度的劇烈波動影響，有助于提升其耐久性。

3 鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展前景

從我國當前鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，在規(guī)范制定、工程應用規(guī)模、鋼結(jié)構(gòu)設計、安裝等等方面，已經(jīng)具有了一定的國際水平，而且在不斷的發(fā)展過程中，逐漸進入了一個新的時期。而且必須值得一提的是，在我國經(jīng)濟與工業(yè)高速發(fā)展的推動下，為鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展與應用提供了更多的發(fā)展條件，尤其是突破了一定的發(fā)展局限，開辟了更多的空間。

第一，鋼結(jié)構(gòu)涉及到的主要物質(zhì)。早在1996年，我國鋼結(jié)構(gòu)的產(chǎn)值已經(jīng)超過了一億噸，成功占據(jù)世界首位。鋼材的質(zhì)量與產(chǎn)量不斷提升，而且價格隨之有一定的下降，最終導致鋼結(jié)構(gòu)造價大幅度降低。而且鋼結(jié)構(gòu)所涉及到的新型建材得到了前所未有的發(fā)展。另外，基于鋼結(jié)構(gòu)技術發(fā)展的基礎來分析，在普通鋼結(jié)構(gòu)、薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)、高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)、門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、壓型鋼板結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)焊接和高強度螺栓連接、鋼與混凝土組合樓蓋、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)及鋼骨（型鋼）混凝土結(jié)構(gòu)等方面的設計、施工、驗收規(guī)范規(guī)程及行業(yè)標準已發(fā)行 20 余本。而且鋼結(jié)構(gòu)相關的規(guī)范規(guī)程正在不斷的進行完善，并且為鋼結(jié)構(gòu)體系的實際應用方面提供了技術條件，尤其是有助于實用設計的實現(xiàn)，為其提供了一定的依據(jù)。

第二，基于鋼結(jié)構(gòu)人才素質(zhì)的發(fā)展現(xiàn)狀來分析，在最近幾年的發(fā)展過程中，鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)設計的相關人員有了一定程度的規(guī)模，尤其是讓他們的專業(yè)能力能有平臺充分發(fā)揮，并在實踐中總結(jié)與提升。隨著計算機技術的普及，鋼結(jié)構(gòu)工程設計要積極利用計算機技術的優(yōu)勢，發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)軟件。隨著軟件功能的日新月異，可以幫助設計人員更好的完成結(jié)構(gòu)分析設計，為繪制鋼結(jié)構(gòu)施工圖紙?zhí)峁┝艘欢ǖ谋憷?/p>

4 結(jié)語

為了促進建筑行業(yè)能夠更快、更健康的發(fā)展，筆者希望各位研究者、設計者以及開發(fā)商積極采用鋼結(jié)構(gòu)，從根本上提升建筑鋼結(jié)構(gòu)用量。以建筑鋼結(jié)構(gòu)帶動冶金及相關行業(yè)的發(fā)展，從而有利于保持國民經(jīng)濟的持續(xù)穩(wěn)定增長。我們相信，只要加強領導，合理規(guī)劃，積極組織，政府、行業(yè)、企業(yè)共同努力，產(chǎn)、學、研緊密結(jié)合協(xié)作，鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)更加興旺發(fā)展的新局面就在眼前。

[1]劉省楊.王汝恒.鋼結(jié)構(gòu)[M].武漢：武漢理工大學出版社，2010.

[2]輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅技術規(guī)程JGJ209一2010.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2010.