鋼結(jié)構(gòu)房屋的應(yīng)用與優(yōu)勢(shì)論文

我國(guó)鋼產(chǎn)量連年居世界首位，鋼結(jié)構(gòu)建筑的建筑條件基本成熟，但鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)仍未得到特別有力的推廣，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展相對(duì)國(guó)外有些滯后。主要表現(xiàn)在：國(guó)產(chǎn)Ｈ型鋼、方鋼管、可搭接的斜卷邊冷彎薄壁Ｚ型鋼、抗腐蝕性能更好的鍍鋁鋅薄板等型材的品種、規(guī)格還不能滿(mǎn)足建筑需要。厚板的可焊接性差是國(guó)產(chǎn)建筑鋼材存在的主要問(wèn)題。建筑用高強(qiáng)度低合金鋼品種還太少，高強(qiáng)度低合金結(jié)構(gòu)鋼在冷彎薄壁型鋼中的應(yīng)用尚未解決。鋼結(jié)構(gòu)住宅的造價(jià)和選擇、開(kāi)發(fā)外墻板，在一定程度上制約了鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的大面積推廣應(yīng)用。盡管目前還存在著種種不盡如人意或有待提高的方面，但鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展?jié)摿�巨大，前景廣闊。

關(guān)鍵詞：鋼產(chǎn)量、鋼結(jié)構(gòu)、大面積推廣、潛力、前景

1.國(guó)外鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展和應(yīng)用舉例

1.1 鋼結(jié)構(gòu)在國(guó)外的發(fā)展

目前，發(fā)達(dá)國(guó)家鋼結(jié)構(gòu)建筑呈現(xiàn)出用途廣泛和用鋼量大的特點(diǎn)，鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性已經(jīng)從先進(jìn)國(guó)家的實(shí)際應(yīng)用中得到肯定。鋼結(jié)構(gòu)廣泛應(yīng)用于高層、超高層建筑，大跨度和大空間建筑，量大面廣的中小型工業(yè)、商業(yè)、社區(qū)、文教衛(wèi)生等建筑，以及大部分的低層非居住型建筑中。在歐洲、美洲、日`本、臺(tái)灣等地，廠房興建全部采用鋼結(jié)構(gòu)。在美國(guó)，大約70％的非民居和兩層及以下的建筑，均采用輕鋼架體系。鋼結(jié)構(gòu)的廣泛應(yīng)用，拉動(dòng)了建筑用鋼量的不斷增長(zhǎng)。在美國(guó)、日`本等發(fā)達(dá)國(guó)家，鋼結(jié)構(gòu)用鋼量已占到鋼產(chǎn)量的30％以上，鋼結(jié)構(gòu)建筑面積占總建筑面積約40％以上。

1.2 國(guó)外鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用舉例

1.2.1 低層鋼結(jié)構(gòu)和輕鋼結(jié)構(gòu)

美國(guó)金屬建筑的主要市場(chǎng)分布在工業(yè)、商業(yè)、社區(qū)、綜合等方面，分別占到46%、31%、14%和9%的份額。

在美國(guó)，低層建筑中鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用很普遍。美國(guó)鋼結(jié)構(gòu)學(xué)會(huì)和金屬房屋制造協(xié)會(huì)聯(lián)合編制了低層建筑的設(shè)計(jì)指南。低層建筑是指層高低于18米，層數(shù)不超過(guò)5層的工業(yè)廠房、倉(cāng)庫(kù)、辦公室及其他的辦公和社區(qū)建筑等，其中兩層以下的非居住用樓房建筑占70%。

輕鋼建筑在一些發(fā)達(dá)國(guó)家已被廣泛應(yīng)用于工廠、倉(cāng)庫(kù)、體育館、展覽館、超市等建筑。輕鋼建筑是指以彩鋼板作為屋面和墻面，以薄壁型鋼作檁條和圈梁，以焊接“H”型截面做主梁，現(xiàn)場(chǎng)用螺栓或焊接拼接的門(mén)式剛架為主要結(jié)構(gòu)的一種建筑，再配以零件、扣件、門(mén)窗等形成比較完善的建筑體系。這種體系由工廠制作，現(xiàn)場(chǎng)按要求拼裝形成。具有自重輕，建設(shè)周期短，適應(yīng)性強(qiáng)，外表美觀，造價(jià)低，易維護(hù)等特點(diǎn)。國(guó)外輕鋼結(jié)構(gòu)廠商如BUTLER、BHP、ABC等都已經(jīng)進(jìn)入了中國(guó)市場(chǎng)。

1.2.2 高層及超高層鋼結(jié)構(gòu)

由于人類(lèi)文化生活不斷提高，對(duì)高層、大跨度建筑的要求也就越來(lái)越高。而鋼結(jié)構(gòu)本身具備自重輕，強(qiáng)度高，施工快等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，因此對(duì)高層、大跨度，尤其是超高層、超大跨度，采用鋼結(jié)構(gòu)更是非常理想。目前世界上最高，最大的結(jié)構(gòu)采用的多是鋼結(jié)構(gòu)，而歷屆奧運(yùn)會(huì)的場(chǎng)館也多采用鋼結(jié)構(gòu)。

(一) 巨型鋼結(jié)構(gòu)　

巨型鋼結(jié)構(gòu)為高層或超高層建筑的一種嶄新體系，它是為滿(mǎn)足特殊功能或綜合功能而產(chǎn)生的，具有良好的建筑適應(yīng)性和潛在的高效結(jié)構(gòu)性能是一種很有發(fā)展的結(jié)構(gòu)。

如日本千葉縣43 層、高180M的NEC大樓，該建筑內(nèi)部布置大開(kāi)口和大空間庭院，其巨型結(jié)構(gòu)是由四根巨型結(jié)構(gòu)柱和四個(gè)巨型的空間桁架梁組成的巨型空間桁架體系。經(jīng)分析，這種體系具有極強(qiáng)的抗推剛度。另一例是德國(guó)法蘭克福1997年建成的商業(yè)銀行新大樓，63層、高298.74M，也是歐洲最高的一棟超高層建筑。該建筑平面為邊長(zhǎng)60M的等邊三角形，其結(jié)構(gòu)體系是以三角形頂點(diǎn)的三個(gè)獨(dú)立框筒為“巨型柱”，通過(guò)八層樓高的鋼框架為“巨型梁”連接而圍成的巨型筒體系，具有極好的整體效應(yīng)和抗推剛度，其中“巨響梁”產(chǎn)生了巨大的“螺旋箍”效應(yīng)。第三例是日本擬建的動(dòng)力智能大廈（DIB-200），高800M，地上200層，地下7層，總建筑面積150萬(wàn)M2，由12個(gè)巨型單元體組成。每個(gè)單元體是一個(gè)直徑50M、高50層（200M）的框筒柱，1～100層設(shè)4個(gè)柱，101～150層設(shè)3個(gè)柱，151～200層設(shè)1個(gè)柱，每50層設(shè)置一道巨型梁。結(jié)構(gòu)上設(shè)有主動(dòng)控制系統(tǒng)，進(jìn)一步削弱地震反應(yīng)。香港匯豐銀行也屬于一巨型鋼結(jié)構(gòu)大廈，是諾爾曼。福爾特設(shè)計(jì)的。

 

(二) 大跨度鋼結(jié)構(gòu)　

大跨度鋼結(jié)構(gòu)多用于多功能體育場(chǎng)館、會(huì)議展覽中心、博覽館、候機(jī)廳、飛機(jī)庫(kù)等。歷屆奧運(yùn)會(huì)、博覽會(huì)等體育場(chǎng)館都代表了當(dāng)時(shí)鋼結(jié)構(gòu)的最先進(jìn)水平。

大跨度或較大跨度大都采用鋼結(jié)構(gòu)，當(dāng)然也有用“膜”完成的，但充氣膜由于一些缺點(diǎn)近年來(lái)很少用，張力膜則也需要鋼索和鋼桿的支撐。

大跨度鋼結(jié)構(gòu)多用于多功能體育場(chǎng)館，會(huì)議展覽中心，博覽館，候機(jī)廳，飛機(jī)庫(kù)等。最早跨度最大的平板網(wǎng)架是60 年代美國(guó)洛衫磯加里福尼亞大學(xué)體育館91M×122M（正放四角錐）。最大的雙層網(wǎng)殼是70年代也是在美國(guó)建造的休斯敦宇宙穹頂（ASTRODOME，直徑196M）及新奧爾良超級(jí)穹頂（SUPERDOME，直徑207M）。90年代在日本名古屋又興建了當(dāng)今世界上最大跨度的單層網(wǎng)殼，建筑直徑229.6M，結(jié)構(gòu)直徑 187.2M，采用三向網(wǎng)格，節(jié)點(diǎn)為能承受軸力和彎矩的剛性節(jié)點(diǎn)。世界上最大的室內(nèi)體育館是美國(guó)1996年奧運(yùn)會(huì)的主體育館棗亞特蘭大體育館（擬橢圓形平面，186M×235M），采用的是張拉整體體系的屋蓋，主要由索、桿、膜組成，是當(dāng)今最有發(fā)展前途的一種新型空間結(jié)構(gòu)。1993年日本建成的福岡體育館，直徑222M，是當(dāng)今最大的開(kāi)合鋼結(jié)構(gòu)屋頂，而使1989年建成的加拿大多倫多天空穹頂（SKYDO ME，直徑203M），降為世界第二跨度最大的開(kāi)合結(jié)構(gòu)。超過(guò)300M的屋蓋結(jié)構(gòu)全部使用鋼板和型鋼組成，并不是最優(yōu)方案，近年來(lái)研究較為成功的是雜交 （混合）結(jié)構(gòu)，即桿、索、膜混合使用。最為典型的例子就是千禧之年世紀(jì)之交的千年穹頂（THE MILLENIUM DOME），1997年6月開(kāi)始擬建，僅用一年時(shí)間施工，1998年6月舉行升頂儀式，該館位于英國(guó)倫敦泰晤士河南岸格林尼治，是當(dāng)今世界跨度最大的屋蓋，穹頂酷像飛碟，直徑320M.穹頂由12根包括10M支座在內(nèi)的高100M桅桿塔柱（柱本身90M）通過(guò)總長(zhǎng)度 70KM的鋼纜繩懸掛起來(lái)的，桅桿塔柱布置在直徑200M圓周上。穹頂網(wǎng)格由72根成對(duì)徑向索和7根環(huán)向索做成。穹頂高50M，中間設(shè)有中心索桁架和70M直徑環(huán)，上覆蓋144塊雙層巨幅白色涂以特福隆（TEFLON）的玻璃纖維布。工程總面積8萬(wàn)M2，總預(yù)算7.58億英鎊。館內(nèi)將以“標(biāo)新立異時(shí)代”為主題舉行展覽會(huì)以迎接21世紀(jì)的到來(lái)。館內(nèi)設(shè)有“人體探秘”、“時(shí)光課堂”、“金融之窗”、“地球奇跡”、“展望未來(lái)”等12個(gè)展區(qū)。

當(dāng)然，從理論角度講，跨度再大的結(jié)構(gòu)也是有可能實(shí)現(xiàn)的，為此，日本、美國(guó)學(xué)者和研究單位都在進(jìn)行研究。如1959年富勒曾提出建造一個(gè)直徑3.22KM的短程線網(wǎng)殼，覆蓋紐約市第23-59號(hào)街區(qū)，網(wǎng)殼重8萬(wàn)T.日本巴組鐵工所曾提出跨度200M、500M及1000M網(wǎng)殼藍(lán)圖，其中 500M為全天候多功能體育娛樂(lè)活動(dòng)廳，1000M為創(chuàng)造理想未來(lái)城市，體現(xiàn)工作、居住、娛樂(lè)一體化的豐富日常生活環(huán)境。雖然這種設(shè)想在現(xiàn)實(shí)當(dāng)中能否實(shí)現(xiàn)還有待于深入研究，但在橋梁方面，1000M左右跨度已經(jīng)實(shí)現(xiàn)，世界上跨度最大的斜拉索橋?yàn)槿毡镜亩喽嗔_大橋全長(zhǎng)為890M；最大的懸索橋?yàn)槿毡镜拿�石大�?（1991M），公路鐵路兩用最大跨度橋?yàn)橄愀鄣那囫R大橋（懸索橋1377M）。世界最早的雙曲拋物面懸索屋蓋是著名的美國(guó)雷里競(jìng)技館。另外歷屆奧運(yùn)會(huì)、博覽會(huì)等都可以顯示鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展水平。如1972年德國(guó)慕尼黑（覆蓋7.48萬(wàn)M2體育場(chǎng)的索網(wǎng)建筑群），1976年加拿大蒙特利爾，1980年莫斯科，1984年美國(guó)洛杉磯，1988年韓國(guó)漢城（120M直徑體操館及93M直徑擊劍館都是索穹頂）， 1992年西班牙巴塞羅那圣喬地體育館（128M），1996年美國(guó)亞特蘭大喬治亞穹頂（ 186M×235M索穹頂）。2000年澳大利亞悉尼主體育場(chǎng)（11萬(wàn)人，兩個(gè)220M×70M的雙曲拋物面網(wǎng)殼）。

機(jī)場(chǎng)和機(jī)庫(kù)都屬于大跨度結(jié)構(gòu)，在工程中基本上也都采用鋼結(jié)構(gòu)。如英國(guó)倫敦希思羅機(jī)庫(kù)（一、二期）應(yīng)是規(guī)模比較大的工程。而我國(guó)近年來(lái)建成的首都機(jī)庫(kù)（2-153M×90M）采用三層斜放四角錐網(wǎng)格、焊接球節(jié)點(diǎn)平板網(wǎng)架，其跨度規(guī)模之大，在國(guó)際上是數(shù)一數(shù)二的，這是我國(guó)在鋼結(jié)構(gòu)方面的又一大殊榮。機(jī)場(chǎng)的鋼結(jié)構(gòu)屋蓋由于建筑上的要求比較高，更是絢麗多彩。香港機(jī)場(chǎng)、馬來(lái)西亞機(jī)場(chǎng)都采用大面積單體網(wǎng)殼形式。

2.鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)國(guó)內(nèi)的應(yīng)用舉例

我國(guó)自1949年全國(guó)解放后，鋼結(jié)構(gòu)就在大跨重型工業(yè)廠房、大型公共建筑和高聳結(jié)構(gòu)中得到了應(yīng)用。尤其是近20年來(lái)，鋼結(jié)構(gòu)更加廣泛應(yīng)用于土木工程的公共建筑中，比如沈陽(yáng)桃仙國(guó)際機(jī)場(chǎng)屋蓋，北京天文館新館工程等，我國(guó)目前不僅能生產(chǎn)各種類(lèi)型的建筑鋼材，同時(shí)鋼材生產(chǎn)的新技術(shù)、新工藝、新產(chǎn)品日益也增多，如彩鋼壓型板、彩鋼復(fù)合板、彩鋼扣板、拱形廠房及彩鋼制品等的生產(chǎn)，使建筑結(jié)構(gòu)充滿(mǎn)現(xiàn)代化時(shí)代氣息，實(shí)際證明鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國(guó)更具有廣闊的發(fā)展前景。 

當(dāng)前，我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展的總目標(biāo)是：提高建筑業(yè)的整體素質(zhì)、生產(chǎn)工業(yè)與技術(shù)裝備水平，達(dá)到在國(guó)際建筑市場(chǎng)中具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)能力，并充分發(fā)揮建筑業(yè)在帶動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和結(jié)構(gòu)調(diào)整澡的先導(dǎo)產(chǎn)業(yè)作用，到2010年使建筑業(yè)成為名副其實(shí)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，加快發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)工程是一個(gè)很重要的方面。 

2.1 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)

近年來(lái)如雨后春筍般的拔地而起，發(fā)展很迅速。我國(guó)80年代建成的11幢高層建筑鋼結(jié)構(gòu)最高為208米，而90年代以來(lái)正在建造或設(shè)計(jì)的高層建筑鋼結(jié)構(gòu)共約72幢，最高的達(dá)420米（已建）和460米（設(shè)計(jì)）。最近在大連興建的高度200米高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的遠(yuǎn)洋大廈鋼結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)、制造、安裝和材料全部是由國(guó)內(nèi)承擔(dān)和供應(yīng)的，這說(shuō)明完全由我國(guó)自己來(lái)建造超高層鋼結(jié)構(gòu)是可以做到的。

2.2 大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)

大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)最先讓人們了解的是網(wǎng)架工程，其發(fā)展的速度較快，計(jì)算也比較成熟，國(guó)內(nèi)有許多專(zhuān)用網(wǎng)架計(jì)算和繪圖程序，是其迅速發(fā)展的重要原因。網(wǎng)殼在我國(guó)已在應(yīng)用，已建成的網(wǎng)殼工程以球面和柱面較多，還有雙曲拋物面、雙曲扁殼等形式。它比網(wǎng)架又有許多優(yōu)點(diǎn)，特別是在超大跨度時(shí)。懸索及斜拉結(jié)構(gòu)、膜和索膜結(jié)構(gòu)在國(guó)內(nèi)應(yīng)用也較多，主要用于體育館、車(chē)站等大空間公共建筑中。其他大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)還包括立體桁架、預(yù)應(yīng)力拱結(jié)構(gòu)、弓式結(jié)構(gòu)、懸吊結(jié)構(gòu)、網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、索桿雜交結(jié)構(gòu)、索穹頂結(jié)構(gòu)等在全國(guó)各地均有實(shí)例。

目前，國(guó)際上以及我國(guó)都在流行一種波浪形曲面，樹(shù)狀支承以及直接交匯的相貫節(jié)點(diǎn)的立體桁架體系�？雌饋�(lái)雄壯而美觀。我國(guó)深圳機(jī)場(chǎng)、首都機(jī)場(chǎng)、上海浦東機(jī)場(chǎng)就是典型的例子。

2.3 輕型鋼結(jié)構(gòu)

輕鋼結(jié)構(gòu)是近十看來(lái)發(fā)展最快的領(lǐng)域，這種結(jié)構(gòu)工業(yè)化、商品化程度高，施工快，綜合效益高，市場(chǎng)需求量大，已引起結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員認(rèn)識(shí)。輕鋼結(jié)構(gòu)房屋的研究開(kāi)發(fā)已在各地試點(diǎn)，是輕鋼發(fā)展的一個(gè)重要方向，目前已經(jīng)有多種的低層、多層和高層的設(shè)計(jì)方案和實(shí)例。因其可做到大跨度、大空間，分隔使用靈活，而且施工速度快、抗震有利的特點(diǎn)，必將對(duì)我國(guó)傳統(tǒng)的房屋結(jié)構(gòu)模式產(chǎn)生較大沖擊。

輕型鋼結(jié)構(gòu)及其適用范圍：

　　所謂輕鋼結(jié)構(gòu)通常是指由下列鋼材所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)：①冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)；②熱軋輕型鋼結(jié)構(gòu)；③焊接或高頻焊接輕型鋼結(jié)構(gòu)；④輕型鋼管結(jié)構(gòu)；⑤板壁較薄的焊接組合梁及焊接組合柱而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。 

1． 適用范圍 

　　根據(jù)我國(guó)目前情況來(lái)看，這種結(jié)構(gòu)由于其用度廣、優(yōu)勢(shì)明顯，已大量應(yīng)用于單層工業(yè)廠房、多層工業(yè)廠房、辦公樓以及高層建筑中的非承重構(gòu)件等。對(duì)單層工業(yè)廠房而言，通常以H型鋼，采用焊接連接作為梁柱，以C形或Z形輕鋼板作檁條，屋蓋系統(tǒng)或樓面系統(tǒng)用壓型彩色鋼板作面層，上面可澆混凝土，壓型鋼板既可作為鋼筋，必要時(shí)也可以再配鋼筋。墻面圍護(hù)也可采用單層或夾層壓型鋼板，夾層板內(nèi)部可充填各種保溫層。 

2． 主要優(yōu)點(diǎn) 

　　⑴施工周期短：輕鋼結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)是所有構(gòu)件均可以由工廠制作現(xiàn)場(chǎng)拼接安裝，對(duì)一般規(guī)模較小的工業(yè)廠房?jī)H需45d至2個(gè)月，而若采用鋼筋混凝土建筑則要8～12個(gè)月左右。

　�、凭C合經(jīng)濟(jì)效益好：由于施工周期短，可以提前投入使用，提前獲取投資效益；更由于采用色彩鮮艷的彩色壓型鋼板，美觀華麗，改善了周邊環(huán)境的動(dòng)態(tài)感；因?yàn)榻ㄖ�物本身的自重輕，一般情況下不需要做樁基，可以節(jié)省投資；由于采用了聚苯已烯泡沫夾心板或單板加保溫棉等措施后，使保溫、隔熱和隔章等效果良好。彩色鋼板是以鍍鋅為基板又用硅酮作為表面，經(jīng)兩除兩烘加工而成，耐久性也較好，根據(jù)目前我國(guó)的市場(chǎng)價(jià)格，輕鋼結(jié)構(gòu)的造價(jià)已經(jīng)低于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，當(dāng)廠房的跨度越大時(shí)，其優(yōu)勢(shì)更為明顯，這也是它賴(lài)以競(jìng)爭(zhēng)的一大優(yōu)勢(shì)。 

　�、强拐鹦阅芎茫河捎阡摻Y(jié)構(gòu)屬于柔性結(jié)構(gòu)、自重輕，因而能有效地降低地震響應(yīng)及災(zāi)害影響程度，極有利于抗震。我國(guó)是一個(gè)多地震區(qū)國(guó)家，在地震區(qū)建筑中應(yīng)多多推廣應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)，必可大大減少地震災(zāi)害和人員傷亡。唐山地震的慘痛教訓(xùn)應(yīng)予記起。目前，天津市已正式啟動(dòng)輕鋼結(jié)構(gòu)住宅。 

　　⑷宜于拆卸搬遷：一旦業(yè)主對(duì)所造廠址不滿(mǎn)意或外界環(huán)境發(fā)生意想不到的變化，則整個(gè)建筑可在很短時(shí)間內(nèi)拆遷，損失極小，而所有這些是鋼筋混凝土建筑所無(wú)法具備的。 

　　鋼結(jié)構(gòu)近年來(lái)得到迅速的發(fā)展，正是由于輕鋼結(jié)構(gòu)因具有用鋼量省、造價(jià)低、供貨迅速、安裝方便、外形美觀、內(nèi)部空曠等特點(diǎn)，而且隨著近年來(lái)防火、防腐新產(chǎn)品的不斷出現(xiàn)，已較好地解決了輕鋼結(jié)構(gòu)抗腐蝕性差的缺點(diǎn)，使得它在工業(yè)廠房以及民用設(shè)施中獲得了廣泛的應(yīng)用，主要用于： 

單層或多層廠房、倉(cāng)庫(kù)

單層或多層廠房、倉(cāng)庫(kù)，有單跨或多跨，跨度一般不超過(guò)30m，省材、施工速度快、造價(jià)低、耗用資源少，吊車(chē)為輕級(jí)工作制且起重量一般不超過(guò)20t，單層的承重結(jié)構(gòu)用鋼量一般為10～30kg/m2,多層承重框架用鋼量一般為30～60kg/m2。 

多層住宅、辦公樓

多層住宅、辦公樓柱距一般為6～9米，不超過(guò)8層，基礎(chǔ)受力小，有利于抗震；資源耗用少；工業(yè)化程度高；施工速度快；可裝拆；造價(jià)略高。 

小別墅

輕鋼小別墅一般2～3層。造型多變、功能齊全、建造速度快、工業(yè)化程度高、造價(jià)略高。

3.鋼結(jié)構(gòu)在房屋建筑中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)

鋼結(jié)構(gòu)在國(guó)外建筑業(yè)中的重要地位，是由鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)所必然形成的。

    鋼結(jié)構(gòu)建筑呈現(xiàn)5大優(yōu)勢(shì)：

    （1）質(zhì)量好。鋼管混凝土柱子充分合理利用了鋼和混凝土的料特性，提高相應(yīng)的強(qiáng)度來(lái)縮小截面，其抗壓、抗側(cè)彎強(qiáng)度，均比混凝土柱高1.5倍，大大增加了抗強(qiáng)震的能力；克服了傳統(tǒng)建筑中的“肥梁胖柱”的弊病，增大了有效空間。

    （2）造價(jià)低。由于鋼包混凝土的共同作用與互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)，梁柱的斷面可以縮小50％以上，因此，輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的用鋼量比混凝土結(jié)構(gòu)的用鋼量下降15％左右，混凝土減少50％，人工費(fèi)用下降75％，運(yùn)費(fèi)下降75％，基礎(chǔ)處理費(fèi)下降20％～30％

。雖然輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)采用的合金鋼的價(jià)格要比普通鋼高，復(fù)合墻體的價(jià)格要比砌

體墻高得多，但這些造價(jià)與降價(jià)的費(fèi)用相抵，總體投資還是比傳統(tǒng)鋼筋混凝土體系

下降5％～15％。

    （3）自重輕。采用輕質(zhì)的各種材料，組成高強(qiáng)、防火、防水、絕熱、隔音、

節(jié)能的復(fù)合墻體，替代傳統(tǒng)的粘土磚和其它笨重的砌體材料。采用輕型鋼結(jié)構(gòu)體系

，混凝上用量可降低50％，房屋整體重量比混凝土建筑重量下降75％。

    （4）施工周期短。采用輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)體系，不需要現(xiàn)場(chǎng)綁扎鋼筋，不需要

制作模板，樓板現(xiàn)澆混凝土?xí)r，不需要臨時(shí)支撐，這樣，可以大大地加快施工現(xiàn)場(chǎng)

的拼裝速度。因此，輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)體系的建設(shè)周期，可以比傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式縮短5

0％～75％，可以大大縮短投資資金的占用周期，提高資金的使用效率。

    （5）可再利用。鋼結(jié)構(gòu)及其配套技術(shù)的相應(yīng)部件，絕大部分可以工廠化制作

，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品化。鋼結(jié)構(gòu)住宅的材料，具有可再生利用性、可改造性。

4.鋼結(jié)構(gòu)市場(chǎng)的前景展望

鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)表明，我國(guó)發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)存在著巨大的市場(chǎng)潛力和發(fā)展前景。

1. 我國(guó)自１９９６年開(kāi)始鋼產(chǎn)量超過(guò)一億噸，居世界首位。１９９８年投產(chǎn)的軋制Ｈ型鋼系列給鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展創(chuàng)造了良好的物質(zhì)基礎(chǔ)。鋼鐵和其他材料工業(yè)的發(fā)展，為鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)提供品質(zhì)優(yōu)良、規(guī)格齊全的材料。根據(jù)市場(chǎng)需求，今后二三年將有一批彩色鋼板生產(chǎn)線建成，熱軋Ｈ型鋼也將增加一條生產(chǎn)線，大型冷彎?rùn)C(jī)組也即將上馬。到那時(shí)候我國(guó)能自行生產(chǎn)彩色鋼板１００多萬(wàn)噸、熱軋Ｈ型鋼１００多萬(wàn)噸及冷彎大中型矩形管、圓管，加上現(xiàn)有的焊接薄壁Ｈ型鋼、中厚板、薄板及其他建筑鋼材，完全可以滿(mǎn)足鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展的需要。而且隨著鋼材產(chǎn)量和質(zhì)量持續(xù)提高，其價(jià)格正逐步下降，鋼結(jié)構(gòu)的造價(jià)也相應(yīng)有較大幅度的降低。與鋼結(jié)構(gòu)配套使用的保溫隔熱、防腐材料、防火涂料、各種焊接材料及螺栓連接等產(chǎn)品和新型建材的技術(shù)也將不斷創(chuàng)新提高。

2. 高效的焊接工藝和新的焊接、切割設(shè)備的應(yīng)用以及焊接材料的開(kāi)發(fā)應(yīng)用，都為發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)工程創(chuàng)造了良好的技術(shù)條件。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(mén)式鋼架輕型房屋鋼結(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(qiáng)度螺栓連接、鋼混凝土組合樓蓋、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)及鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)等方面的設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收規(guī)范規(guī)程及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)已發(fā)行２０余本。有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)的規(guī)范、規(guī)程的不斷完善為鋼結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用奠定了必要的技術(shù)基礎(chǔ)和依據(jù)。

3. 目前，門(mén)式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)和壓型鋼板拱殼結(jié)構(gòu)的單位面積造價(jià)，與同類(lèi)單層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)大致持平，甚至更低；而且輕型鋼結(jié)構(gòu)的商品化程度較高，制作和安裝速度可達(dá)到每臺(tái)班７００--１０００平方米，遠(yuǎn)快于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，近年市場(chǎng)擴(kuò)展很快。高層鋼結(jié)構(gòu)的綜合價(jià)格雖高出同類(lèi)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)４％--５％，但其抗震性能好、施工速度快，特別是在超高層建筑中必須采用。１９９７年１１月建設(shè)部發(fā)布的《中國(guó)建筑技術(shù)政策》中，明確提出發(fā)展建筑鋼材、建筑鋼結(jié)構(gòu)和建筑鋼結(jié)構(gòu)施工工藝的具體要求，使我國(guó)長(zhǎng)期以來(lái)實(shí)行的 "合理用鋼"政策轉(zhuǎn)變?yōu)?quot;鼓勵(lì)用鋼"政策。將為促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用起到積極的作用。

4. 鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)將出現(xiàn)一批有特色有實(shí)力的專(zhuān)業(yè)設(shè)計(jì)院、研究所，年產(chǎn)量超過(guò)２０萬(wàn)噸的大型鋼結(jié)構(gòu)制造廠，有幾十家技術(shù)一流、設(shè)備先進(jìn)的施工安裝企業(yè)，上千家中小企業(yè)相互補(bǔ)充、協(xié)調(diào)發(fā)展，逐步形成較規(guī)范的競(jìng)爭(zhēng)市場(chǎng)。經(jīng)過(guò)１０年左右的時(shí)間，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的產(chǎn)值將從４００--５００億元發(fā)展到１５００億元。

制約鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一些不利因素:

我國(guó)鋼產(chǎn)量連年居世界首位，鋼結(jié)構(gòu)建筑的建筑條件基本成熟，但鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)仍未得到特別有力的推廣，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展相對(duì)國(guó)外有些滯后。主要表現(xiàn)在：國(guó)產(chǎn)Ｈ型鋼、方鋼管、可搭接的斜卷邊冷彎薄壁Ｚ型鋼、抗腐蝕性能更好的鍍鋁鋅薄板等型材的品種、規(guī)格還不能滿(mǎn)足建筑需要。厚板的可焊接性差是國(guó)產(chǎn)建筑鋼材存在的主要問(wèn)題。建筑用高強(qiáng)度低合金鋼品種還太少，高強(qiáng)度低合金結(jié)構(gòu)鋼在冷彎薄壁型鋼中的應(yīng)用尚未解決。鋼結(jié)構(gòu)住宅的造價(jià)和選擇、開(kāi)發(fā)外墻板，在一定程度上制約了鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的大面積推廣應(yīng)用。盡管目前還存在著種種不盡如人意或有待提高的方面，但鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展?jié)摿�巨大，前景廣闊。

展望未來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的蓬勃發(fā)展和交流的進(jìn)一步擴(kuò)大，要建造更多的高層建筑、橋梁和大型公共場(chǎng)所等大空間和超大空間建筑物的需求十分旺盛。這將為鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供更多的機(jī)會(huì)，鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)興旺發(fā)展的新局面就在眼前。