淺析我國現代鋼結構建筑的發展

王琳 歐陽霞飛

現代建筑越來越多開始使用大跨度的鋼結構，這讓跨度較大的鋼結構創造技術愈發純熟，而且由于新材料的研發以及新技術的使用，大跨度結構對于經濟性、穩定性乃至先進性等方面均具有長遠發展，可是當前依舊有諸多設計與技術方面：的問題需要我們解決，在施工當中依舊存在許多需要探索的施工工藝。希望通過對鋼結構建筑發展現狀及前景的分析，為建筑行業的發展指引方向。

鋼結構 鋼材 發展現狀

引言

近幾年，國家建設部已經把鋼結構建筑列入全國重點推廣項目，全國各地都相繼興建了一批鋼結構住宅試點工程。隨著生產力的發展，土地資源的日益緊張，鋼結構建筑必將是中國重要的發展對象，相信在未來的工程建設中必將擔當越來越重要的角色。

鋼結構建筑的概念

鋼材的特點是強度高、自重輕、整體剛度好、變形能力強，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特別適宜；材料勻質性和各向同性好，屬理想彈性體，最符合一般工程力學的基本假定；材料塑性、韌性好，可有較大變形，能很好地承受動力荷載；建筑工期短；其工業化程度高，可進行機械化程度高的專業化生產。

所謂的鋼結構建筑是相對于傳統的鋼筋建筑結構來說的。傳統的鋼筋混凝土建筑利用鋼筋和混凝土之間良好的粘結性和相近的溫度變形性能使二者緊密的結合為一體，二者互有補充相輔相成構筑建筑物的承重基礎。而鋼結構建筑則是以鋼材作為建筑施工和后期承重的主要材料并結合必要的施工技術而呈現出的用于擔負預定任務和支撐荷載的新型建筑物形式。

常見的鋼結構類型及其特點

（1）輕型鋼結構

輕型鋼結構用冷彎薄壁型鋼或H型鋼作為結構承重體系，具有自重輕、建設周期短、適應性強、外觀美觀、造價低、易維護等特點。多用于工廠、倉庫、體育館、展覽館、超市等建筑。

（2）高層鋼結構

高層鋼結構屬于鋼一混凝土混合結構，是一個國家鋼結構發展程度的標志。多用于建造大型金融中心、會議中心等，常被作為一座城市的標志。

（3）住宅鋼結構 住宅鋼結構是一種以鋼結構為結構承重體系，并非是與輕質高強墻板配套建設的住宅建筑體系，具有施工快速、抗震性能優良、重量輕、居住舒適度高等優點。多用于建造大型鋼結構體系住宅。

（4）空間鋼結構

空間鋼結構主要分為空間網架結構和空間桁架結構，具有連續的大跨度，外觀輕巧，具有現代建筑美感，且建設周期較短，綠色環保。多用于建造大型體育館、展覽中心、飛機庫等大型公共建筑。

（5）橋梁鋼結構

橋梁鋼結構分為桁架式結構、箱形結構、拱形結構、斜拉式結構和懸索式結構，具有跨距大、施工迅速等優點。多用于高速鐵路、高速公路、跨海大橋、市政建設等大型交通工程的橋梁建設。

我國鋼結構建筑的發展狀況

（1）高層和超高層鋼結構建筑發展方面

改革開放初期，由于我國高層鋼結構設計和施工技術發展不健全，建筑模式基本上都是國外設計和施工承建，比較著名的如上海金茂大廈、深圳地王大廈等。20世紀末期，隨著我國技術規范的完善和經驗的積累，我國逐漸開始探索自主設計和施工的新模式，1998年大連遠洋大廈的竣工標志著我國高層鋼結構建筑邁向國產化進程。

（2）輕鋼結構建筑發展方面

20世紀90年代以來大批國外公司涌人中國市場，輕鋼結構以其施工方便、綜合造價低等諸多優點在國內迅速發展，國家也在全國很多地區建立了輕鋼結構住宅試點工程，目前我國建設部已將輕鋼結構住宅列為重點推廣項目，全國每年約有300萬m2輕鋼建筑竣工，其中比較有代表的如黑龍江省2002年竣工的號稱鋼鐵巨人的龍塔就采用了這種輕鋼結構。

（3）空間鋼結構建筑發展方面

由于空間鋼結構建筑具有獨特的現代建筑美感，在國家大型體育館、展覽中心應用廣泛，如國家大劇院、國家體育館鳥巢等，其中國家體育館鳥巢在2014年人選“中國當代十大建筑”，它在建造過程中采用大量焊接箱形構件，構件尺寸巨大而內部存在大量空間扭曲構件，建造難度前所未有，充分體現了我國空間鋼結構建筑的建造水平。

（4）橋梁鋼結構方面

雖然我國鋼橋工作起步較晚，但經過幾十年的發展和積累，鋼結構橋梁技術已日趨成熟，在很多領域處于世界領先地位。2003年竣工的上海盧浦大橋，全橋主跨達550m，是世界上首座采用箱形拱結構的特大型拱橋；2008年1月，重慶朝天門主拱成功合龍，跨度超越盧浦大橋2m，再一次刷新了大跨度橋梁的世界紀錄，而且值得一提的是，在汶川地震發生后經過有關單位的檢測大橋完好無損，并未受到大地震的影響。

我國鋼結構建筑的應用前景

（1）鋼結構本身的特點可以較好地符合建筑發展所需

鋼結構具備自重輕、強度高的特征，因此鋼結構可以應用于一些跨度較大、負荷較重的建筑。這是由于磚混及混凝土建筑并不具有這些優勢，因此在建筑當中使用鋼結構能夠有效減少建設時間，最大程度減少施工成本，提高施工企業的經濟效益。近些年來，我國時常出現地震，對人們的生命財產安全造成嚴重的影響，處理好建筑抗震問題則成為當前建筑行業所注重的方面。鋼結構建筑存在良好的抗震性，這是由于鋼結構的應力幅度具備良好的韌性及彈性，不會由于突然加大的重量而導致斷裂。由于鋼結構建筑在高速發展階段，當前鋼結構建筑已經處于標準化建設時期，鋼結構的質量愈發穩定，施工技術要求較低，并且勞動強度也較低，施工人員僅需在施工當中嚴格安裝螺栓、焊接就可以將施工完成，較大層面地縮短了施工的周期。

（2）國家在鋼結構發展方面給予鼎力支持

建筑行業屬于污染耗能的大型產業，我國的經濟在發展當中面臨著嚴峻的污染問題，如何降低建筑能耗并降低環境污染的程度成為當前建筑行業所關注的方向。

結語

鋼結構建筑經濟耐久、施工快速、自重較輕、堅固耐用且回收利用率高，具備傳統鋼筋混凝土無法比擬的工程和經濟優勢，發展鋼結構建筑符合我國建筑產業化的目標，符合國家的經濟政策趨向，更加體現了可持續發展的目標。隨著我國對經濟發展過程中產業結構的調整和相關技術應用發面日趨成熟，鋼結構正在迎來發展的春天。可以推測，21世紀鋼結構發展不可限量，終有一日鋼結構建筑將替代傳統鋼筋混凝土結構成為建筑首選的結構類型。

[1]鋼結構建筑的發展現狀及前景分析[J]，董小奇.河南科技.2014（9）.

[2]淺談鋼結構建筑的發展現狀和前景[J].胡向東.中國建筑金屬結構.2013（ 12）.