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建筑钢结构发展应用

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摘 要:文章阐明了国内外建筑钢结构发展应用情况,分析了钢结构应用于建筑的优越性以及中国与国际上钢结构发展应用存在的差距,总结了中国钢结构发展情况。

关键词:建筑;钢结构;发展前景

所谓钢结构是指以钢材为材料制作成的受力建筑构件。钢结构体系有多种型式,用于建筑结构的主要包括钢框架体系、钢支撑框架体系、钢框架―混凝土剪力墙体系、网壳结构体系等。钢结构因其具有自重轻、适用于软地基、易安装、施工周期短、抗震性能好等特点,已越来越受到各国建筑业界的青睐,并已经无可置疑地成为了二十一世纪建筑结构的总趋势。

1 国内外建筑钢结构发展应用情况

1.1 国外发展应用情况

在国外,早在20世纪二三十年代,钢结构就在各行各业得到了广泛的应用,许多机场、桥梁和大型公共设施等大都采用了钢结构。钢结构的广泛应用,加大了建筑业对钢材的需求。就国外而言,美国、日本等产钢大国建筑钢结构的应用起步最早,发展速度也比较快。目前欧洲国家和澳大利亚也在大力推动建筑钢结构的发展。随着人类物质文化生活水平的提高,对高层、大跨度建筑的要求也越来越高,而钢结构由于其自重轻、强度高、施工便捷、安全可靠,便理所当然地成为了高层、大跨度建筑的首选结构类型。目前世界上最高、跨度最大的建筑采用的都是钢结构,其中不乏一些标志性的建筑,如采用全钢结构建造的102层高381m的美国纽约帝国大厦、采用巨型钢结构建造的日本千叶县43层高180m的NEC大楼、德国法兰克福63层高298.7m的商业银行大楼和香港汇丰银行大楼。

1.2 国内发展应用情况

我国的钢结构起步较晚,随着国家经济实力的增强和社会发展的需要,近十余年来,钢结构取得了比较迅速的发展,初步形成了一批有实力的龙头企业如鞍钢、宝钢等。我国钢结构的应用始于20世纪80年代中期。随着我国钢产量的迅速增长和钢材品种扩大及质量改善,钢结构在我国推广应用的物质条件趋于成熟,自20世纪90年代以来,在国家有关部门的积极倡导和有力促进之下,我国钢结构推广应用取得了较快进展。1996年,在深圳建成了69层、高325m的钢结构高层建筑深圳地王大厦,1999年,在上海和新疆分制建成了高5层和8层的错列析架体系钢结构住宅;还有正在建设中的上海环球金融中心更是将以其地上95层、高46om而成为世界超高层钢结构建筑之最。另在大跨度空间钢结构方面,近年来我国已采用立体析架体系的钢结构屋盖建造了一批航站楼、会议展览中心、体育场馆等建筑。如深圳机场、上海浦东机场就是典型的例子。面对这样的市场机遇和挑战,国内钢铁业界与建筑业界必须携起手来,通力协作,以系统工程的概念整合好各方面的力量快速推进我国钢结构的产业化,才能在未来竞争中赢得主动。

1.3 国内外钢结构发展应用的差距

尽管自20世纪90年代以来,钢结构在我国有了长足的发展,但总体看与欧美、日本等发达国家和地区的差距还很大。一是我国建筑用钢材总产量虽与美国、日本等发达国家不相上下。二是我国钢结构的设计理念、设计软件及制作安装成套技术的开发也大大落后于发达国家;三是我国自产的钢结构用材无论品种还是质量都还不能满足需要,尤其是高层、超高层钢结构用材几乎都从国外进口,往往工程也由外商总承包,建安作业则由国内廉价劳动力来承担。

2 钢结构应用于建筑的优越性

钢结构由品种各异的各种钢材组合构成,由于钢材的抗拉、抗压、抗剪强度相对较高,因而钢结构构件与钢筋混凝土结构件相比,具有结构断面小、自重轻的特点。一般情况下,钢结构建筑的自重只有钢筋混凝土建筑自重的一半,可以减少运输和吊装费用,并可降低基础造价;钢结构具有良好的延性,塑性变形能力强,抗震性能好,从而大大提高了建筑物的安全可靠性,尤其是在高烈度地震区域特别适合于采用钢结构;钢结构施工便捷,建设工期短。钢结构的构件可以实行工业化生产、现场安装。由于现场作业量小,可为施工现场提高较为宽敞的作业面,有利于加快施工进度;钢结构建筑在使用过程中易于改造,如加固、加层、扩大楼面等,灵活性大,且改造费用相对较低。

3 结语

作为一个跨部门、跨行业、多学科综合发挥作用的行业,钢结构在我国发展的前景十分广阔。对此,我认为针对开发钢结构用材并开拓相关市场这一目标,有条件的钢铁企业应尽早考虑或着手这样几个方面的工作:一是开展广泛深人的市场调研,掌握钢结构用材的现实需求、潜在需求即供求变化趋势,特别是要了解不同区域、不同领域对钢结构用材不同品种需求的市场细分情况,找准市场切入点及目标市场定位;二是以目标市场的需求为导向,确定所要开发的钢结构用材品种,并依据用户的需要和钢结构用材质量、性能逐步升级的要求。三是在条件可能的情况下,发展产品的延伸加工。四是注重适合钢结构用材经营特点的市场营销模式的创新与有关企业组成市场联盟,实现信息共享、资源互通互补、经营行为协调,以解决配套供应问题,并避免不正当竞争和无序竞争。或者发展第三方物流,建立钢结构用材配送中心,以尽可能低的服务成本满足不同用户对品种、规格和批量各不相同的需求;五是加强建筑设计单位、科研单位及施工单位的合作,动态把握随着建筑设计理念的更新扩展和建筑业的技术进步而引发的对钢结构用材的钢质、品种、规格、性能要求的变化,及时跟上建筑业发展前进的步伐。

当然,以上五个方面只是就通常情况而言的,在实际工作的过程中具体情况还要具体分析、具体对待,但只要能够以敏锐的目光洞察市场、把握趋势,进而以强烈的机遇意识和创新意识扎扎实实地做好开发、生产、营销等各个环节的相关工作,钢铁企业就能够在钢结构发展应用中分享到应有的市场份额。

参考文献

[1] 苏达根.土木工程材料[M].高等教育出版社,2007.

[2] 赵顺波.钢结构设计原理[M].郑州大学出版社,2007.

作者简介:常歌(1993.07- ),男,河南濮阳人,郑州大学土木工程学院2012级本科生,土木工程专业;周博文(1993.09- ),男,河南洛阳人,郑州大学土木工程学院2012级本科生,土木工程专业。