淺談我國鋼結(jié)構(gòu)建筑推廣的意義

曾苗 姚弘 宋兆陽 王灼

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

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；建筑；技術(shù)；經(jīng)濟(jì)

一、我國鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著我國的改革開放和經(jīng)濟(jì)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(jié)構(gòu)建筑事業(yè)創(chuàng)造了良好的時機(jī)。 鋼結(jié)構(gòu)建筑具有輕質(zhì)高強(qiáng)、力學(xué)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(diǎn)，近幾年來鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國出現(xiàn)了非?？斓陌l(fā)展勢頭，應(yīng)用范圍不斷地擴(kuò)大 ，目前，我國鋼結(jié)構(gòu)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(dá)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(shè)中廣泛采用鋼結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)建筑要占整個建筑的40%以上，而目前我國的鋼結(jié)構(gòu)建筑所占的比重還不到5%[2]。由此可見 ，今后我國的鋼結(jié)構(gòu)建筑市場有著巨大的發(fā)展空間。

二、鋼結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn)

1、抗震性能優(yōu)越

鋼結(jié)構(gòu)在一般條件下不會因超載而突然斷裂；韌性好，結(jié)構(gòu)對動力荷載的適應(yīng)強(qiáng)。良好的吸能能力和延性使鋼結(jié)構(gòu)抗震、抗風(fēng)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(yīng)強(qiáng)。良好的吸能能力和延性使鋼結(jié)構(gòu)具有良好的抗震、抗風(fēng)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(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、力學(xué)性能好，尤其符合高層、大跨度建筑要求。鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)自重比為 1：1.6。以同樣的跨度承受同樣荷載，鋼屋架的質(zhì)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(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)比較，自重減輕 20%～30%，從而減少了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jié)構(gòu)是產(chǎn)業(yè)化高，工廠化預(yù)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(dá)二層半，減少人工，施工速度約為混凝土結(jié)構(gòu)的 1.5 倍以上。構(gòu)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(jié)構(gòu)無法比擬的。

4、利于環(huán)保

鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件可在工廠中生產(chǎn)，其維護(hù)結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)使施工方式發(fā)生根本性轉(zhuǎn)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(fù)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(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)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(xué)性能，在梁高相同的情況下，鋼結(jié)構(gòu)的開間可比混凝土結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)建筑的經(jīng)濟(jì)意義

單純地考慮結(jié)構(gòu)的造價問題， 鋼結(jié)構(gòu)約為混凝土結(jié)構(gòu)造價的 2倍左右。然而，眾所周知，一項(xiàng)建筑工程的總成本，實(shí)際包括工程造價，動遷費(fèi)用和征地費(fèi)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(jié)構(gòu)造價、裝飾投資和設(shè)備投資等，結(jié)構(gòu)造價只占工程造價30%左右，值得指出的是， 結(jié)構(gòu)造價又分為上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)造價，上部結(jié)構(gòu)造價僅占結(jié)構(gòu)造價的 50%～70%。鋼結(jié)構(gòu)主要集中在上部結(jié)構(gòu)， 在工程的總成本中僅占10%左右， 因此，采用鋼結(jié)構(gòu)或采用鋼筋混凝結(jié)構(gòu)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(dǎo)向

1996年國家建設(shè)部編制的《1996-2010年建筑技術(shù)政策》提出了合理使用 鋼材，推廣應(yīng)用輕鋼結(jié)構(gòu)的建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的技術(shù)政策。 1998 年10月，建設(shè)部又下發(fā)了《關(guān)于建筑業(yè)推廣應(yīng)用十項(xiàng)新 技術(shù)的通知》 ，其中第八項(xiàng)即為推廣應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)。它包括：高層重型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)，空間鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)，輕鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)， 鋼混結(jié)構(gòu)技術(shù)，高強(qiáng)度螺栓連接技術(shù)和焊接技術(shù)， 鋼結(jié) 構(gòu)的防護(hù)技術(shù)。1999 年5月，國家建設(shè)部和國家冶金工業(yè)局 共同組建了“建設(shè)部、冶金局建筑用鋼協(xié)作組”， 共同下發(fā)了《關(guān)于建筑鋼結(jié)構(gòu)工程中推廣應(yīng)用國產(chǎn)H型鋼的通知》[4]。同年，建設(shè)部副部長葉如棠在“全國建筑用鋼結(jié)構(gòu)用鋼技術(shù)發(fā)展研討會”上指出， 我國建筑用鋼整體水平應(yīng)繼續(xù)提高； 建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展應(yīng)用， 將會對我國建筑行業(yè)中新技術(shù)， 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(jié)構(gòu)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(rèn)識還有待于進(jìn)一步提高；

（2）設(shè)計(jì)理念不能適應(yīng)國際市場的需要；

（3）鋼結(jié)構(gòu)研發(fā)資金不足， 標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范修訂周期太長；標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用規(guī)范規(guī)程缺項(xiàng)、滯后；

鋼材標(biāo)準(zhǔn)與工程設(shè)計(jì)、施工規(guī)范規(guī)程銜接不上；

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

參考文獻(xiàn)

[1] 劉攀、馮煒《鋼結(jié)構(gòu)在我國發(fā)展中存在的問題及對策》2013.

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

[3] 李育容《住宅鋼結(jié)構(gòu)體系研究與經(jīng)濟(jì)性分析》2004.

[4] 李海龍《鋼結(jié)構(gòu)在我國的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前景》2015.

作者簡介：王灼，大連理工大學(xué)建設(shè)工程學(xué)部2013級；宋兆陽，大連理工大學(xué)建設(shè)工程學(xué)部2013級；姚弘，大連理工大學(xué)建設(shè)工程學(xué)部2013級；曾苗，大連理工大學(xué)建設(shè)工程學(xué)部2013級。