淺談我國鋼結構建筑推廣的意義

曾苗 姚弘 宋兆陽 王灼

摘 要：以鋼結構為主體的建筑是現(xiàn)代空間結構發(fā)展的主流，鋼結構建筑與鋼筋混凝土、砌體、木結構建筑相比有一定的差別，鋼結構建筑通常由型鋼、鋼管、鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構件組成。本文介紹了我國鋼結構發(fā)展的現(xiàn)狀，并從技術特點和經(jīng)濟意義對我國鋼結構建筑的推廣進行論述。

關鍵詞：鋼結構；建筑；技術；經(jīng)濟

一、我國鋼結構建筑的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著我國的改革開放和經(jīng)濟的不斷發(fā)展 ，我國的鋼材年產(chǎn)量已連續(xù)多年超過 1×108 t[1]，成為世界上鋼產(chǎn)量最多的國家，鋼材產(chǎn)量的增長為發(fā)展我國的鋼結構建筑事業(yè)創(chuàng)造了良好的時機。 鋼結構建筑具有輕質高強、力學性能良好、抗震性能優(yōu)越、工業(yè)化程度高、施工速度快、外形美觀、投資回收快、可再次利用及符合可持續(xù)發(fā)展政策等一系列的優(yōu)點，近幾年來鋼結構建筑在我國出現(xiàn)了非常快的發(fā)展勢頭，應用范圍不斷地擴大 ，目前，我國鋼結構建筑的發(fā)展處在建國以來最好的一個時期。但是，與國外的一些發(fā)達國家相比 ，我國在許多方面還存在著明顯的差距 ，如美國、日本、德國等國家 ，在工程建設中廣泛采用鋼結構，鋼結構建筑要占整個建筑的40%以上，而目前我國的鋼結構建筑所占的比重還不到5%[2]。由此可見 ，今后我國的鋼結構建筑市場有著巨大的發(fā)展空間。

二、鋼結構建筑的特點

1、抗震性能優(yōu)越

鋼結構在一般條件下不會因超載而突然斷裂；韌性好，結構對動力荷載的適應強。良好的吸能能力和延性使鋼結構抗震、抗風性能好，在較大變形下不致倒塌，安全性提高。對動力荷載的適應強。良好的吸能能力和延性使鋼結構具有良好的抗震、抗風性能，在較大變形下不致倒塌，安全性提高。

2、自重輕

由于鋼結構強度高、力學性能好，尤其符合高層、大跨度建筑要求。鋼結構與混凝土結構自重比為 1：1.6。以同樣的跨度承受同樣荷載，鋼屋架的質量最多不超過鋼筋混凝土屋架的 1/3 至 1/4 ，為吊裝提供了方便。使用 H 型鋼制作的鋼結構與混凝土結構比較，自重減輕 20%～30%，從而減少了結構設計內(nèi)力，地震作用小，對地基條件要求低，降低了成本，這一優(yōu)勢在軟土地區(qū)尤為明顯。

3、產(chǎn)業(yè)化程度高

鋼結構是產(chǎn)業(yè)化高，工廠化預制加工，批量生產(chǎn)，工地組裝 ，集約生產(chǎn)，安裝方便。鋼柱一吊可達二層半，減少人工，施工速度約為混凝土結構的 1.5 倍以上。構件可在在工地用螺栓簡單連接拼裝，還可在地面拼裝和焊接成較大的單元再行吊裝，大大縮短工期，是其他結構無法比擬的。

4、利于環(huán)保

鋼結構的構件可在工廠中生產(chǎn)，其維護結構和零配件也是在專業(yè)化工廠中生產(chǎn)，采用 H 型鋼制作鋼結構使施工方式發(fā)生根本性轉變，施工過程可避免鋼筋混凝土濕式施工所造成的環(huán)境污染和噪聲污染，有害氣體排放量比混凝土施工少65%，并便于拆卸回收和重復使用，同時也解決了混凝土建筑物報廢時，難以拆除和垃圾處理困難這一難題。

5.、增加有效使用面積

與混凝土結構相比，鋼結構柱面積較小，從而增加使用面積 4%-6%。在同樣跨度時可減少建筑高度，并可在梁上開孔穿越管線等，故可在凈空相同時降低建筑高度，從而降低工程造價。

6、建筑形式靈活多樣

鋼材的力學性能，在梁高相同的情況下，鋼結構的開間可比混凝土結構的開間大50%，所以跨度更大，平面更靈活，空間更具有創(chuàng)造性，建筑造型多樣性。

三、推廣鋼結構建筑的經(jīng)濟意義

單純地考慮結構的造價問題， 鋼結構約為混凝土結構造價的 2倍左右。然而，眾所周知，一項建筑工程的總成本，實際包括工程造價，動遷費用和征地費用等方面。 工程造價只占工程總成本的50%左右，且工程造價又分為結構造價、裝飾投資和設備投資等，結構造價只占工程造價30%左右，值得指出的是， 結構造價又分為上部結構和基礎造價，上部結構造價僅占結構造價的 50%～70%。鋼結構主要集中在上部結構， 在工程的總成本中僅占10%左右， 因此，采用鋼結構或采用鋼筋混凝結構之間的差價所占整個工程總成本的比例小， 一般4%左右。[3]

四、國家政策導向

1996年國家建設部編制的《1996-2010年建筑技術政策》提出了合理使用 鋼材，推廣應用輕鋼結構的建筑鋼結構發(fā)展的技術政策。 1998 年10月，建設部又下發(fā)了《關于建筑業(yè)推廣應用十項新 技術的通知》 ，其中第八項即為推廣應用鋼結構技術。它包括：高層重型鋼結構技術，空間鋼結構技術，輕鋼結構技術， 鋼混結構技術，高強度螺栓連接技術和焊接技術， 鋼結 構的防護技術。1999 年5月，國家建設部和國家冶金工業(yè)局 共同組建了“建設部、冶金局建筑用鋼協(xié)作組”， 共同下發(fā)了《關于建筑鋼結構工程中推廣應用國產(chǎn)H型鋼的通知》[4]。同年，建設部副部長葉如棠在“全國建筑用鋼結構用鋼技術發(fā)展研討會”上指出， 我國建筑用鋼整體水平應繼續(xù)提高； 建筑鋼結構的發(fā)展應用， 將會對我國建筑行業(yè)中新技術， 新材料和新體系的發(fā)展， 以及行業(yè)整體水平的提高起到重要的作用。

五、發(fā)展中存在的問題

（1）對鋼結構產(chǎn)業(yè)是否符合節(jié)能環(huán)保型、可持續(xù)發(fā)展的行業(yè)認識還有待于進一步提高；

（2）設計理念不能適應國際市場的需要；

（3）鋼結構研發(fā)資金不足， 標準及規(guī)范修訂周期太長；標準及應用規(guī)范規(guī)程缺項、滯后；

鋼材標準與工程設計、施工規(guī)范規(guī)程銜接不上；

（4）鋼結構加工廠和施工安裝企業(yè)裝備、計算機管理、勞動生產(chǎn)率還需進一步提高，穩(wěn)定鋼材超常漲價的不良市場秩序。鋼結構建筑在防火、防腐、保溫、隔聲、防震和穩(wěn)定性等方面的設計尚不成熟，限制了鋼結構在民用建筑中的發(fā)展。

參考文獻

[1] 劉攀、馮煒《鋼結構在我國發(fā)展中存在的問題及對策》2013.

[2] 肖亞明《我國鋼結構建筑的發(fā)展現(xiàn)狀及前景》2003.

[3] 李育容《住宅鋼結構體系研究與經(jīng)濟性分析》2004.

[4] 李海龍《鋼結構在我國的應用現(xiàn)狀及發(fā)展前景》2015.

作者簡介：王灼，大連理工大學建設工程學部2013級；宋兆陽，大連理工大學建設工程學部2013級；姚弘，大連理工大學建設工程學部2013級；曾苗，大連理工大學建設工程學部2013級。