我國建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展淺析

韋雄國

（廣西建工集團(tuán)第二安裝建設(shè)有限公司 廣西柳州 545006）

我國建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展淺析

韋雄國

（廣西建工集團(tuán)第二安裝建設(shè)有限公司 廣西柳州 545006）

鋼結(jié)構(gòu)是世界早期工程結(jié)構(gòu)里面最早應(yīng)用過的其中一種結(jié)構(gòu)類型，有著強(qiáng)度高、自重小、施工快、抗震能力好等特征，所以被普遍應(yīng)用。我們國家鋼結(jié)構(gòu)的起步雖相對晚，但伴隨著我們國家城市化的飛快成長及其我們國家鋼產(chǎn)量居于全球前排，建筑鋼結(jié)構(gòu)在綜合經(jīng)濟(jì)效益上面和抗震性能方面的特征取得了越來越廣泛的認(rèn)可，最近一段時(shí)間以來，我們國家鋼結(jié)構(gòu)不只是迎來了大發(fā)展，于此同時(shí)還面臨許多問題，本文著重就我們國家建筑鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用情況及未來成長方面做出了闡述。

建筑；鋼結(jié)構(gòu)；應(yīng)用現(xiàn)狀；發(fā)展

伴隨高新技術(shù)的成長，節(jié)能的要求，發(fā)達(dá)國家在鋼結(jié)構(gòu)上面的建設(shè)事業(yè)有了飛快的發(fā)展。而我們國家在這些部分水平比較落后，發(fā)展相對較慢。步入21世紀(jì)以后，我們國家的鋼產(chǎn)量早已是世界首位。1996年，我們國家第一次步入鋼鐵產(chǎn)量億噸俱樂部，而2014年，我們國家粗鋼產(chǎn)量已有8.23億t，達(dá)到世界鋼產(chǎn)量的49.5%。鋼產(chǎn)量的激增給我們國家建筑鋼結(jié)構(gòu)事業(yè)的發(fā)展提供了很好的機(jī)會。如今，我們國家與發(fā)達(dá)國家比較來看在一些部分還有著顯著的距離，為了加快我們國家建筑鋼結(jié)構(gòu)的下一階段發(fā)展和應(yīng)用，我們需要盡快熟悉建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用情況及成長。

我們國家在建筑行業(yè)的成長經(jīng)過里面，環(huán)保節(jié)能、成本小、工期短會是房地產(chǎn)開發(fā)里面注重的焦點(diǎn)，也是國家發(fā)展經(jīng)濟(jì)的前提條件，能夠進(jìn)行回收利用的建筑材料一定會給建筑產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生生機(jī)和活力。

1 鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)缺點(diǎn)

1.1 優(yōu)點(diǎn)

（1）鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土、磚木結(jié)構(gòu)等比較來看，在建設(shè)、使用及綜合經(jīng)濟(jì)性部分都有著優(yōu)點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)住宅相對傳統(tǒng)建筑來講可以更好的實(shí)現(xiàn)建筑上大開間靈活分隔的條件，將戶內(nèi)的有效使用面積進(jìn)行提高。

（2）把鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)用于住宅建筑能夠合理的把鋼結(jié)構(gòu)塑性變形性能強(qiáng)、延性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮出來，很大程度上把住宅的安全牢固性進(jìn)行了提高。特別是在碰到臺風(fēng)災(zāi)害、地震的時(shí)候，鋼結(jié)構(gòu)可以防止建筑物由于倒塌產(chǎn)生的破壞性。

（3）建設(shè)的速度十分快，通過美國一家雜志的統(tǒng)計(jì)來看，一個(gè)500m2的廠房，4個(gè)工人只用20d就可以完成。

（4）環(huán)保效果佳，鋼結(jié)構(gòu)住宅進(jìn)行施工的時(shí)候很大程度的把砂、石、灰的使用進(jìn)行了降低，所使的材料一般是鋼材，以后在建筑物進(jìn)行拆除的時(shí)候，許多材料能夠再利用或降解，沒有垃圾產(chǎn)生。

1.2 缺點(diǎn)

（1）鋼結(jié)構(gòu)極易產(chǎn)生生銹腐蝕現(xiàn)象，一定要注意防護(hù)工作，尤其是薄壁構(gòu)件。所以，就腐蝕性較大的介質(zhì)里面的建筑物最好不要使用鋼結(jié)構(gòu)。在設(shè)計(jì)里面需要防止結(jié)構(gòu)的受潮、漏雨，構(gòu)造方面盡可能不要出現(xiàn)檢查、維修的死角。新建造的鋼結(jié)構(gòu)通常隔相應(yīng)時(shí)間都需要重新刷上涂料，維護(hù)費(fèi)用相對的高。

（2）鋼結(jié)構(gòu)處于低溫和某類條件之下，會有脆性斷裂的現(xiàn)象出現(xiàn)，還包括厚板的層狀撕裂，都需要十分得到設(shè)計(jì)人員的注意。

2 我國建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展歷程

鋼結(jié)構(gòu)建筑是一類新型的節(jié)能環(huán)保的建筑系統(tǒng)，被稱作“綠色建筑”。鋼結(jié)構(gòu)具有著重量小、強(qiáng)度大、抗震能力好，節(jié)能環(huán)保、能再利用等優(yōu)點(diǎn)，適合發(fā)展節(jié)能建筑和經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康成長的條件。鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在改革開放以后取得了飛快全面的成長。通過改革開放后，國家逐步開始對新型、高效、高性能的建筑結(jié)構(gòu)用鋼進(jìn)行探究和研發(fā)。就熱軋鋼材來講，要求發(fā)展新型強(qiáng)度高的鋼、耐火的鋼、耐候的鋼、低屈服點(diǎn)的鋼及抗震能力佳的鋼，而且還對厚度比6mm大的厚壁冷彎型鋼的生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行了突破，早已能夠產(chǎn)出20mm和更厚的冷彎性鋼。

3 建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)在具體建筑中的應(yīng)用現(xiàn)狀

3.1 輕鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用

輕鋼結(jié)構(gòu)一般指擁有輕型屋蓋與輕型外墻（若果條件允許的話能夠使用砌體外墻）的單層實(shí)腹門式剛架結(jié)構(gòu)，此處的輕型一般是指圍護(hù)用的為輕質(zhì)材料。為一類年輕而生命力特別強(qiáng)的鋼結(jié)構(gòu)體系，已大量應(yīng)用到一般工農(nóng)業(yè)、商業(yè)、服務(wù)性建筑，像辦公樓、倉庫、娛樂、多層住宅建筑等很多領(lǐng)域。

3.2 鋼結(jié)構(gòu)住宅應(yīng)用

鋼結(jié)構(gòu)住宅通常是把鋼當(dāng)作建筑承重梁柱的住宅建筑，其特點(diǎn)為重量小、強(qiáng)度高，用鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)建的住宅重量為鋼筋混凝土住宅的一半左右。能夠符合住宅大開間的要求，應(yīng)用面積比鋼筋混凝土住宅大了有近一半左右，穩(wěn)定可靠性高，抗震、抗風(fēng)功能好等特征，另外鋼材能夠回收再利用，構(gòu)建與拆除時(shí)對環(huán)境污染與一般住宅相比少了很多。

3.3 空間鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用

空間鋼結(jié)構(gòu)建筑通常為空間跨度相對大的鋼結(jié)構(gòu)建筑，一般有網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、殼體結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)等很多種類。現(xiàn)在，在建筑領(lǐng)域用的最多的結(jié)構(gòu)模式為網(wǎng)架、網(wǎng)殼、桁架、門式剛架、拉索結(jié)構(gòu)及上述結(jié)構(gòu)的組合，大多運(yùn)用到廠房、體育場館、飛機(jī)場等需要特別大空間的公共場所。

3.4 高層鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用

高層鋼結(jié)構(gòu)指建筑高度達(dá)到6層以上，通常采用型鋼、鋼板連接或焊接而成，再通過連接、焊接而成的結(jié)構(gòu)體系。高層鋼結(jié)構(gòu)用的最多的是鋼框架結(jié)構(gòu)、鋼框架混凝土核心筒結(jié)構(gòu)模式。后者在現(xiàn)在高層、超高層鋼結(jié)構(gòu)中運(yùn)用的特別多，從本質(zhì)上說，它不是鋼混凝土混合結(jié)構(gòu)。

4 我國鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用中存在的問題

4.1 鋼材質(zhì)量稂莠不齊

因?yàn)榧夹g(shù)手段不是特別先進(jìn)，國內(nèi)曾經(jīng)過度生產(chǎn)應(yīng)用Q235鋼材，大量鋼材沒有被合理地利用，對國內(nèi)有限的鐵礦資源也是特別大的打擊。現(xiàn)在國內(nèi)雖已廣泛使用Q345鋼，相比之下節(jié)省了很多的鋼材。然而很多發(fā)達(dá)國家均已將屈服點(diǎn)高于700MPa的剛列入了規(guī)范，差距特別明顯。除此之外是建筑用低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼種類少，無法滿足用戶要求。

4.2 行業(yè)信息交流不夠通暢

鋼材廠商生產(chǎn)的鋼材通常不符合用戶的要求，比方說對于輕鋼結(jié)構(gòu)而言，用戶常常使用抗蝕性能較好的鍍鋁鋅薄板，然而國內(nèi)僅生產(chǎn)鍍鋅薄板；另外國內(nèi)提供的型材種類規(guī)格較少，無法符合用戶的要求，增大了鋼結(jié)構(gòu)建造成本，在一定程度上不利于行業(yè)發(fā)展。

4.3 設(shè)計(jì)計(jì)算理論不夠完善

國內(nèi)現(xiàn)行的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》與《鐵路橋涵設(shè)計(jì)規(guī)范》均使用以概率論為基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)法，此為經(jīng)過很多理論研究以及試驗(yàn)探究獲得的成果。從科學(xué)與經(jīng)濟(jì)的角度出發(fā)，使用以概率為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)法為特別科學(xué)的方法，然而現(xiàn)在還是近似概率設(shè)計(jì)法，需向更加科學(xué)合理的全概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法靠攏。

5 鋼結(jié)構(gòu)未來的發(fā)展趨勢

5.1 鋼結(jié)構(gòu)住宅的應(yīng)用

2000年之前經(jīng)原國家經(jīng)貿(mào)委同意，把“輕型鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑通用體系的開發(fā)和應(yīng)用”當(dāng)作國內(nèi)建筑業(yè)用鋼的核心內(nèi)容，進(jìn)而鋼結(jié)構(gòu)住宅獲得各界的關(guān)注。鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)點(diǎn)為重量小，抗震功能好，跨度大，建造快以及能夠多次應(yīng)用等等。像使用輕鋼結(jié)構(gòu)能夠見啥住宅建設(shè)時(shí)間，提升建房速度四、五倍。除此之外對于地質(zhì)承載性能底或地震力度高的區(qū)域，使用輕鋼結(jié)構(gòu)也有特別顯著優(yōu)勢。

5.2 公共建筑

目前大部分大型公共建筑很多使用的跨度都特別大，使用鋼結(jié)構(gòu)屋蓋或者膜結(jié)構(gòu)均為特別好的選擇。比方說鳥巢和水立方分別使用了異形梁格式桁架體系與鋼骨架膜結(jié)構(gòu)，均實(shí)現(xiàn)了特別好的效果。

6 結(jié)語

總之一句話，建筑工程的成長一定要得到建筑施工技術(shù)方面的支持，進(jìn)一步確保建筑工程的品質(zhì)，加快它發(fā)展的可持續(xù)性。就鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)本身來講，它是建筑工程里面其中一項(xiàng)技術(shù)，也需要得到更多的發(fā)展才可以更有利于加快建筑業(yè)的進(jìn)步，因此我們務(wù)必依據(jù)建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)現(xiàn)階段的應(yīng)用發(fā)展，使用有關(guān)的解決辦法，加快鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的持續(xù)成長與進(jìn)步。

[1]沈祖炎，李元齊.促進(jìn)我國建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的幾點(diǎn)思考[J].建筑鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)展，2009，04：15～21.

TU391

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1004-7344（2016）04-0318-02

2016-1-20