我國建筑鋼結構技術的發展應用及展望

蒙亞軍/新疆兵團建工集團建設工程設計研究院有限公司

我國建筑鋼結構技術的發展應用及展望

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改革開放以后，我國建筑行業在鋼結構的應用與研究上取得了長足的進步。鋼結構在建筑工程中的地位逐漸提高，在大型建筑與新型住宅中的應用也越來越廣泛，隨著經濟與科學技術的發展，鋼結構技術將進一步的發展。本文將對我國建筑鋼結構技術的應用與發展做出論述。

建筑；鋼結構；技術；應用；展望

一、緒論

我國建筑行業當前正處于規模與技術共同高速發展的階段，國家為了提高建筑行業的整體水平，企業為了增強自身的競爭力，在建筑的生產工藝和技術含量上下了很大力量。21世紀后，建筑鋼結構的創新與發展成為了建筑行業技術發展的標志，在很多大型橋梁、住宅及一些特殊用途的公共設施中，都有應用與體現。在鋼結構建筑技術水平飛速發展的同時，產業鏈條的各方也迎來了難得的機遇。

近幾年，我國經濟增長進入了新常態，國家對于鋼鐵的生產進行了量與質上的調控。在產量大幅度下降的同時，也給鋼鐵企業以及那些以粗放型為主的建筑企業提出了改革的要求。產量降低在另一方面給了建筑行業在技術提升與企業轉型一個難得的機會，鋼結構技術迎來了一個全面的提升期。本文從鋼結構技術的應用與發展的角度，討論鋼結構的發展方向，希望為建筑行業在鋼結構技術利用上提出些許意見。

二、建筑鋼結構的特點與應用

鋼結構在建筑中的應用較為廣泛，尤其是在城市橋梁、大型展廳、商場、機場、高鐵站、高層建筑等方面應用廣泛，目前在一些寫字樓、商住一體的綜合建筑中也有體現。而在未來，鋼結構在材質與設計上將得到更快的發展，應用將更為廣泛，其主要歸功于鋼結構的以下優點：一是自重輕、承載力高、抗震性能優越。對于我國大型建筑來說，傳統工藝在水泥鋼材上的使用量很大，因此，對于一些設計傳統工藝不能實現，造成建筑構造較為單調。鋼結構建筑的主要承重構件均采用薄壁鋼管和輕型熱軋型鋼，截面受力分擔均勻合理，單位質量較輕，因此在構造上可以突破直上直下的磚混結構立體構造。鋼結構在力學上可以利用外形設計和構架設計將抗震與承載力提高到傳統建筑達不到的高度。二是易安裝、施工周期短、投資回報好。鋼結構在21世紀應用的突出特點是裝配式鋼結構的大范圍使用，其空間布置靈活、集成化程度高、空間最大化利用。施工方面采用工廠加工架構，現場裝配，易于安裝?？臻g構造可以進行二次分割和布置，因此，鋼結構建筑的市場效應很好，同時，相比傳統結構，其成本低，利潤高。三是綠色、環保、節能。鋼結構在建筑材料的使用上耗費比傳統結構低，在材料生產與施工過程中，更貼近于與可持續發展的環保與節能要求。另外，鋼結構在用料上相對較容易控制，產生廢料少，裝配為主要工藝，減少了施工工人的工作量與施工現場噪聲。

鋼結構在我國應用也越來越廣泛，尤其是大型的公共建筑與基礎設施，最主要的是我國近年來修建的機場航站樓、國家大劇院、鳥巢、廣州新電視塔、上海金茂大廈等等。除了這些特殊功能的建筑，在一些廠房的建設上也應用了鋼結構，例如汽車、高鐵列車、大型船舶的生產廠房等大跨度鋼結構廠房。我國對于裝配式鋼結構住宅，目前還沒有廣泛的應用，仍然在實踐中，而隨著我國城市化的加速，以及新型材料的引入，鋼結構住宅的大面積應用也并不遙遠。

三、建筑鋼結構技術應用概況

（一）大空間鋼結構應用

大空間鋼結構建筑是在空間跨度較大建筑中，利用網架結構、懸索結構、殼體結構、管桁架結構、膜結構等，或是這幾種結構的組合，形成的大空間架構建筑。主要應用于廠房、展廳、體育館、車站、機場、會堂等大空間的公共場所。

（二）輕鋼結構應用

輕鋼結構應用于輕型屋蓋和輕型外墻，相對于大空間廠房來講，主要看重的是輕鋼結構的部分功能，輕鋼結構主要是指圍護采用輕質材料，輕鋼結構在屋蓋和外墻的應用，利用了其裝配方便的特點，不但廣泛應用于小型的廠房、商場、多層住宅、娛樂場所，還在一些舊房改造的加固結構中大量使用。

（三）高層鋼結構應用

高層鋼結構主要應用于6層以上（或30m以上）的高層建筑，利用型鋼、鋼板連接或焊接成為主要框架，再利用混凝土澆筑。其實質主要區別于砌體或混凝土結構，是一種鋼混凝土混合結構。

（四）裝配鋼結構住宅

隨著房價的持續走高，已經遠遠超過了大多數人的消費能力，鋼結構住宅能夠解決人們對于居住空間與臨時居住的要求。裝配鋼結構住宅是指以鋼作為建筑承重梁柱的住宅建筑，其可以滿足住宅大空間的需要，在空間上比鋼筋混凝土住宅節省4％左右，抗震能力強、鋼材可以回收、易于裝配，施工的人工成本較低。而且很多技術人才通過簡單的鋼結構，可以自己建造房屋。雖然目前裝配住宅還沒有廣泛應用，如果國家出臺有利政策，鋼結構住宅的發展潛力十分巨大。

四、鋼結構建筑未來發展面臨的問題

（一）鋼結構的應用范圍亟需擴大

我國房屋建筑中,混凝土結構占到90％以上，鋼結構還不到5％，而日本等地震高發國家或地區的建筑中鋼結構已占38％，木結構占35％，混凝土結構只占20％左右。我國建筑鋼結構還僅集中使用于高層、超高層建筑、大空間公共建筑與工業建筑中，普通辦公樓、學校、醫院建筑等多高層建筑應用鋼結構的很少，低層、多層及高層住宅中鋼結構基本很少應用。

（二）鋼結構生產企業地位尷尬

鋼結構在承接建設項目時，一般都是作為建筑的一部分，歸建設行政主管部門管理，安全質量、資質評定、人員培訓、稅收管理等都納入土建系列。而地方上又把它們歸屬為制造企業，也要統計報表，繳納稅收，接受技術監督局的監督以及作為制造產品進行檢查。這就造成了歸屬不清，多頭管理，多頭收費，致使鋼結構企業負擔過重。同時，很多鋼結構企業由于專業承包資質的原因，在招投標中必須與土建公司捆綁在一起，或者由土建公司分包出來，利潤偏低。而且，施工過程中有可能因為土建公司的粗放施工，導致鋼構安裝精度偏差大，降低鋼結構工程質量。

（三）技術水平仍需提高

我國鋼結構建筑中大部分大型公共建筑，設計階段都由國外設計室進行設計，國內設計人員基本只參與附屬建筑或者打下手工作，而且設計工具基本都為借鑒國外發達國家。因而設計人員水平距離美日等建筑發達國家仍有較大差距，加上我國鋼材的加工制造工藝較之美日也有差距，因此，應加大對于高強度鋼構建材的研究投入，同時加強各方面從業人員的技術素質，轉變現有依賴思維，促使我國鋼結構建筑的工藝發展上。

五、鋼結構建筑未來發展展望

（一）技術的進步帶動市場的成熟

我國建筑行業市場今年十分活躍，但還比較初級，對于建筑行業這種拉動國民經濟的大領域，供需關系還不能完全依托市場。鋼結構建筑市場的成熟，需要建造工藝與技術的純熟為基礎，同時相關配套設施、產業鏈配置要跟得上鋼結構的發展。在建材、設計、施工、監管等各個技術環節做到不斷的成熟，才能帶動鋼結構建筑市場的發展，進而反過來促進鋼結構建筑技術的進步。

（二）加強行業管理，不斷提高國有鋼結構競爭力

從國家來看，支持鋼結構建筑的發展，從制度上保護與政策上支持。加大科技投入，鼓勵企業建立科技創新機制，促進鋼結構建筑鋼材的性能不斷提高；提高準入門檻，關停、整頓一些產能過剩、粗放型鋼廠；制定行業收費標準，避免現有不顧建筑質量的低價惡性競爭局面，以改善鋼構廠的生存環境。提高企業在國際市場的競爭力。

我們應相信，鋼結構將使我國進一步的城市化變得更低碳，更環保，更節能，更綠色！

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