在綠色建筑形勢下淺析鋼結構的發展

摘 要：在科技迅速發展的現代城市中，為最大限度地節約資源，保護環境和減少污染，為人們提供健康、高效的使用空間，綠色建筑已成為建筑業發展的主流。鋼結構是綠色建筑的重要代表。鋼結構建筑不僅考慮工程的承載能力，而且還考慮生態的承載能力。它不僅能滿足建筑功能的各種需求，還能有效地處理好建筑節能、節地、節水、節材和保護環境之間的辯證關系，是城鎮化建設對自然環境影響小的一種結構，已成為城市發展中不可或缺的綠色建筑。

關鍵詞：鋼結構； 綠色建筑

中圖分類號：TU2023 文獻標識碼：A 文章編號：1006-3315（2015）05-180-001

目前，我國各地已建許多鋼結構的標志性建筑，如世界第三高度421米的上海金茂大廈，高度279米的深圳賽格大廈，跨度1490米的潤揚長江大橋，345米高的跨長江輸電鐵塔，以及鳥巢國家體育中心，首鋼鋼結構廠房建筑等等許多彩鋼結構體系的重要工程，標志著建筑鋼結構正向高層重型和空間大跨度鋼結構發展，鋼結構作為現代的綠色建筑，有利于保護環境、節約能源，它順應時代的發展和市場的需要，已成為中國建筑的主流。

一、鋼結構發展的必然性

鋼結構住宅或者工廠比傳統建筑能更好地滿足建筑上大開間靈活分隔的要求、節能效果好，墻體采用輕型節能標準化的C型鋼、方鋼、夾芯板，保溫性能好，抗震度好。鋼結構的延性好、塑性變形能力強，大大提高了住宅的安全可靠性。建筑總重輕，鋼結構住宅體系自重輕，可以大大減少基礎造價。施工速度快，工期比傳統住宅體系至少縮短三分之一，環保效果好。鋼結構住宅施工時大大減少了砂、石、灰的用量，所用的材料主要是綠色，100%回收或降解的材料，在建筑物拆除時，大部分材料可以再用或降解，不會造成垃圾，符合國家綠色環保、節能減排的政策。它靈活、大開間設計，戶內空間可多方案分割，可滿足用戶的不同需求，符合住宅產業化和可持續發展的要求。鋼結構適宜工廠大批量生產，工業化程度高。隨著社會分工的不斷細化，鋼結構設計及應用必將走向專業化發展道路。

二、鋼結構的優勢

1.鋼結構在經濟效益和社會效益上的優勢

（1）基礎造價省。當遇到地基承載力較低，由于自重輕，則可能對地基不用處理或適當處理就能夠滿足建筑對地基的承載力要求，從而節約地基處理費用和基礎造價的費用。

（2）施工工期短、占用場地小。由于鋼結構主體構件工廠化生產，再運抵現場完成組裝，對現場施工作業面非常狹小的場地，具有非常明顯的優勢，大大減少了現場加工所需要的作業面。基礎施工、樓板施工與鋼構件加工可以采用平行作業的方式交叉或同時進行，縮短施工工期，與傳統砼結構相比，能縮短約1/4～1/3的工期。

（3）投資風險小。由于施工工期短，從而縮短資金的周轉期，降低開發商的總體成本，能夠規避或減小由于市場突變帶來的不可預測的風險。

（4）提高使用率。由于鋼結構柱斷面尺寸小，與砼柱相比，截面約小50%以上，而且開間尺寸靈活，這將增加6%～8%的有效使用面積，還可實現內部空間自由劃分。

（5）有利于設計施工隊伍素質的提高。由于采用了新工藝、新技術，就要求設計人員、技術管理人員和建筑工人具有相當的技術素質，促進相關人員的素質提高。

2.鋼結構在保護生態環境方面的優勢

（1）現場污染減少。由于干法施工作業，施工周期短，鋼結構還減少了很多現場攪拌和現場澆注的工序，也不用大量的模板，提高了文明施工程度。

（2）綠色環保。由于自重減輕，基礎施工取土量少，對土地這一寶貴資源破壞小。在建筑使用壽命到期后，鋼結構建筑物拆卸后產生的建筑垃圾僅為鋼筋混凝土結構的1/4，廢鋼可回爐重新再生，做到資源循環再利用。

（3）節能。采用新型墻體材料的鋼結構可提高節能效率50%。目前，我國建筑鋼材數量、品種和質量基本能滿足鋼結構建筑的需要。

3.鋼結構在結構性能上的優勢

（1）抗震性能優。鋼結構柔韌性、強抗震性能好，可以通過一定的允許變形，吸收、消耗掉大量的地震力，從而減小地震力對建筑物的破壞。日本和我國臺灣等地區多次大地震證明，在地震中鋼結構建筑在保證人們生命安全上有不可替代的優勢。

（2）結構自重輕。與傳統的混凝土結構相比，由于其構件截面小，與同等框架的用鋼量相當，省去了框架梁柱的砼重量。鋼結構是鋼筋砼重量的1/2～1/3，大大減輕基礎的荷載，減少砼用量。

（3）施工精度高。大量的標準化鋼構件采用機械化作業，均在工廠完成，所以構件的施工精度與現場澆注的砼結構相比，精度高、質量好。

（4）有利于建筑造型創造新意。鋼結構的特性有條件使建筑變得輕盈通透，可以實現大跨度空間造型和局部較復雜的造型創意。

三、鋼結構發展存在的問題

鋼結構建筑正成為綠色建筑的發展方向之一，但也存在一定問題：1）設計理念不能適應市場需要；2）部分地區鋼結構企業盲目上馬，導致產能過剩并浪費了大量資源；3）市場運行不規范，投標企業競相壓價，加上鋼材漲價，造成加工和安裝企業虧損；4）鋼結構加工廠和施工安裝企業裝備、計算機管理、勞動生產率還需進一步提高；5）鋼結構專業技術人員技術工人缺乏，尤其在中小企業更短缺，企業技術質量和管理工作都不適應生產的需要。特別在規范和引導市場秩序、服務于企業、開拓鋼結構市場等方面，還有大量工作要做等。

隨著鋼結構建筑的發展，鋼結構建筑技術必將不斷成熟，適合鋼結構住宅的新材料也將不斷涌現。同時，鋼結構行業建筑規范、建筑的標準也將隨之逐漸完善。相信不久的將來，鋼結構必然會給建筑行業帶來一次深層次的革命，鋼結構的應用前景廣闊！

參考文獻：

[1]李華東.高技術生態建筑[M]天津：天津大學出版社，2002

[2]李國強.我國高層建筑鋼結構發展的主要問題—建筑結構學報[M]北京，1998