淺談對鋼結構的認識

明星　沈強

（鄭州大學 土木工程學院，河南　鄭州　450001）

淺談對鋼結構的認識

明星沈強

（鄭州大學 土木工程學院，河南鄭州450001）

本文從鋼結構的特點，材料性能的角度出發，聯系工程實例，對鋼結構的實際工程應用，發展概況作了簡單介紹；同時基于現代建設中鋼結構建筑存在的問題，談談對未來鋼結構使用的方向和趨勢。

鋼結構；材料；發展；應用

隨著科學技術的發展和現代社會的進步，人們的居住環境，居住方式也發生了巨大的變化。從木結構到轉世結構再到砌體結構和近現代的鋼結構，建筑物的結構方式在不斷發展和進步。其中特別是鋼結構的利用和發展對人們的生產，生活意義重大，給人們的生活提供了巨大的便利。并且鋼結構的廣泛應用還推動了我國鋼鐵產量的持續和快速發展，而鋼鐵產量的增長又反作用于鋼結構的更深入研究與進步。

1　鋼結構的特點

鋼結構是采用鋼板，型鋼通過焊接，鉚接和螺栓連接或者其它連接方式連接而成的結構。中國鋼結構產業在近些年期間迅速發展，已成為全世界鋼結構產量最大，制造施工能力最強，產業和加工流水線規模第一的鋼結構大國。

1.1鋼結構在設計，生產，施工，使用過程中的優勢

1.1.1鋼材強度高，材料加工性能好。因此使鋼結構建筑與傳統的混凝土建筑亦或是砌體結構建筑相比能夠承受更大的荷載，即更加堅固，百煉成鋼說的便是這個道理。同時鋼材在塑性和加工工藝方面也表現優異。經過生產工藝的加工，一方面使鋼材呈現出多種姿態，從而使鋼結構建筑外形也更加豐富多樣，符合現代審美觀念的要求；另一方面在一般條件下鋼結構可依靠自身變形來調整其內力的分布，因此不會因超載而突然破壞，也不會因地震而完全倒塌，即具有良好的抗震性。

1.1.2鋼結構重量輕。這一特點是由于鋼結構強度高引起的。與混凝土，磚石和木材相比雖然鋼材密度大，但是由于其強度高很多。因此當承受相同的荷載時，顯然鋼結構中鋼材使用量少，其自重輕，便于加工及運輸。

1.1.3鋼結構施工速度快。鋼結構建筑采用工廠加工、預制構件，施工現場直接吊裝的方式大大縮短了施工周期，節約了人力，物力和財力。

1.1.4鋼結構符合我國可持續發展政策的要求。鋼結構減少了磚、石等材料的利用，同時在使用年限到期后鋼結構還可以被回收利用，綠色環保。

1.1.5鋼結構更符合大開間，大跨度建筑的建造要求。這一點可以從鋼結構廣泛應用于工業廠房和跨海大橋這些事例中看出。

1.2鋼結構的缺陷

1.2.1耐腐蝕性能差

1.2.2耐火性差

1.2.3鋼結構工程施工復雜，要求高

因此在實際工程建造中要盡量發揚鋼結構的優勢，同時也要避免和防止鋼結構的不足。這樣才是符合生產和生活需要的鋼結構建筑物。

2　鋼結構的材料性能

2.1較高的抗拉強度和屈服強度

2.2較高的塑性和韌性

2.3良好的加工性能

2.4特殊情況下還需要具有耐腐蝕，耐低溫和耐疲勞的特性

滿足上述條件的鋼材一般能夠適應于生產加工和施工作業的要求，即其性能符合要求。同時為了便于鋼材的使用和生產，一方面從化學成分，鋼材本身的材料缺陷，鋼材的硬化，溫度，應力作用情況和疲勞荷載的影響著六個影響鋼材性能的方面去調節、均衡鋼材的生產、加工；另一方面從鋼材的破壞形式，單向均勻拉伸時的應力—應變特性曲線（強度），塑性，冷彎性能，沖擊韌性這五個方面去判斷、評定鋼材性能的好壞。從而對不同要求的鋼結構工程采用不同等級的鋼材，做到物盡其用，經濟合理。綜上可以說鋼結構的材料性能決定了鋼結構的特點和用途。

3　鋼結構的應用和發展

在化學專業中經常說到物質的結構決定其性質，而在鋼結構工程中可以說是鋼結構的材料決定了鋼結構的特點，從而影響了鋼結構的應用于發展。

未來，由于金屬具有良好的經濟效益及回收利用的潛能，會有越來越多的民用、工業建筑采用鋼結構這一新型建筑形式。同時國家宏觀政策的調整以及產鋼量的逐年增長必將促進鋼結構更好、更快的朝著社會生產的需求方向發展。與可持續發展需求相適應的綠色可回收式建筑，與新型3D打印技術相配合的3D打印建筑等都將是未來鋼結構發展與應用的方向。

4　結論

目前鋼結構的廣泛應用推動了我國鋼產量的持續和快速發展以及相關產業的迅速崛起，使我國的鋼鐵事業從無到有，再到躋身世界前列，同時這些成就也反過來加速了鋼結構的應用。兩者相互促進，共同發展。二十一世紀成為我國鋼結構發展的黃金時期。然而在這樣的輝煌時期我們也應保持清醒的頭腦，認識到鋼結構優勢顯著的同時，也有許多缺點。工程中對于鋼結構的優勢應該大力發展，廣泛應用；對于其缺陷不應置之不理，要彌補鋼結構的不足，并且從其缺陷出發繼續鋼結構的應用于發展。這樣才能緊跟鋼結構發展的趨勢。

［1］趙順波.鋼結構設計原理（第二版）［M］.鄭州：鄭州大學出版社，2013.

［2］陳曉霞.鋼結構實例教程［M］.北京：機械工業出版社，2012.

［3］郭彥林，黨保衛.鋼結構技術與工程應用最新進展［M］.北京：中國建筑工業出版社，2014.

［4］（德）伯克哈德·弗羅列奇，（德）森賈·舒萊恩堡著；付曉渝，李琳譯.j金屬建筑設計與施工［M］.北京：中國電力出版社，2006.

明星（1995.2-）男，鄭州大學土木工程學院2013級土木工程專業本科生，研究方向：工業與民用建筑。

指導老師：楚留聲

TU391

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1003-5168（2015）-12-0096-1