综述中国钢结构的发展

2015-04-16车春艳

建材与装饰 2015年15期

关键词：钢材型钢钢结构

车春艳

（哈尔滨铁路局哈尔滨工务段哈尔滨南岗　150001）

综述中国钢结构的发展

车春艳

（哈尔滨铁路局哈尔滨工务段哈尔滨南岗150001）

本文关键分析了国内的钢结构用钢的发展状况与建筑钢构造在国内的发展历程，并举了一些使用钢结构的建筑实例。

钢结构；钢材；发展情况；建筑钢结构；成就

引言

因为一般的低碳钢性能具备相对突出的特征：接近于理想弹性塑性体，稳定的性能，轻质高强，高的加工精度，装配性好，施工方便。所以钢构造更适用于建筑构造与每一种项目构造中，变成几年来人们乐于使用的相对理想的一种构造。1986年之前，国内不到5000万t的的钢产量，到2004年国内达到2.728亿t的钢产量。随着国内钢产量的迅速增长，用钢政策从约束用钢、适当用钢到主动用钢，钢结构的科学技术水平正在渐渐提升。

1　高效能钢材的研究和应用

高效能钢材的意义：使用每一种可能的技术办法，提升钢材的承载力，让钢材的效能发挥的更高。

一种H型钢在日本与美国都生产。直接用它作为梁与柱，并使用高强度螺栓衔接，所以安装方便而快速，大大增加了基本建设的速度。在日本70年代产生的H型钢，变成日本钢构造发展的里程碑，因此能见发展H型钢的关键性。1998年9月，马钢设计的大型H形钢生产线投产，其能力为100万t，其为H200～800的规格；1998年，莱钢中型H形钢厂设计生产线投产的是的能力为80万t，其为H50～150的规格；2004年，日照钢铁控股集团有限公司设计的中型H形钢生产线投产的是能力为15万t的，其为H100×50～350×100的规格；2005年4月，马钢中型H形钢厂设计生产线投产的是能力为50万t的，其小于H400规格；2005年，莱钢大型H形钢厂设计生产线投产的是能力为110万t，其小于H900的规格。另外，山西长治钢铁厂、津西、凌源、攀钢、鞍钢与包钢等都有再建或拟建的H形钢生产线工程。

还有，国外的一种新产品是压型钢板，是由厚度为0.5～1mm的薄钢板模压而成。把混凝土在其上浇灌后，能用做楼盖层；这时，它既是楼板的抗拉筋，又取代了模板。

大家熟知的是冷弯薄壁型钢的经济性，在进一步提高产量，供生产设计中使用。

建筑钢构造在国内快速发展，建筑用钢板的屈服强度从之前的345MPa升到460MPa。其中所用7000t钢全部国产化的是建筑面积为30000m2的国家大剧院，其为345MPa的最高的屈服强度；用钢屈服强度为420MPa的是北京新保利大厦、水立方国家游泳馆；用钢最高强度为460MPa的是中央电视台新楼、鸟巢国家体育场。

2　设计准则的进一步完善

从适当安全的角度出发，接近概率极限状态设计法还存在不足之处，要对设计原则的进一步改善，不断实施探究。

3　进一步研究构件与构造稳定理论

自从欧拉提出轴心受压柱子的弹性稳定的临界力计算公式以来，到现在已有200多年。在这期间，许多学者对每一类构件的固定问题作了很多的理论解析与实验探究事务，有了许多功劳，但是在构造的固定理论计算方面还存在着很多问题。比如：每一种压弯构件的弯扭屈曲，运用薄板屈曲后强度，每一种刚架系统的固定和空间构造的固定等。有待深入研究的是全部这些方面的问题。

4　研究预应力钢结构

在普通钢结构中添加某些高强度钢构件，并对构造施加预应力，这是预应力钢结构中使用的最普通的方式之一。它的实质是以高强度钢材取代局部一般的钢材，这样达到节省钢材的宗旨。但是，两种强度不一样的钢材用于相同构件中一起受力，运动要使用预加应力的办法才可以让高强度钢材充足发挥功能。中国从50年代开始对预应力钢构造实施了理论与试验研究，并在某些项目中使用，但运用不多。要不断实施研究与进一步给予推广使用。

5　空间结构的研究

以空间系统的网架构造取代平面构造能够节省钢材，特别是较大的跨度时，经济结果非常明显。网架构造对每一种平面方式的建筑物的适应性很强，这几年来在中国发展快速，尤其是使用了电子计算机后。像首都体育馆、上海体育馆、上海文化广场和全国各地的体育馆以及展览馆等已不下600个项目。这几年来还开始把网架构造运用于厂房屋盖中。

悬索构造也属于空间构造系统，高强度钢材是它最大限度运用的，所以很省用钢量。它对于每一种平面方式建筑物的适应性很强，非常容易满足每一种建筑平面与立面的需要。但因为材料来源相对困难，施工相对复杂，所以使用受到了限制。以后要进一步探究每一种方式的悬索构造的计算问题与推广运用问题。

6　钢和混凝土组合结构的应用

钢材受压时经常受稳定条件的限制，常常不可以发挥它的强度承载力，而最宜于承受压力的是混凝土，将2者结合在一起，能够发挥各自的长处，获得较大的经济效果，是一种适当的构造方式。

7　高层钢结构的研究

随着国内对外开放政策的进行，工业建设获得了快速的发展；同时，城市人口也继续增多；大城市继续扩大，城市用地的矛盾也就继续上升。为了节省用地，把城市公共设施的投资减少，这几年来在北京、广州、深圳与上海等地，相继修建了某些高层与超高层建筑物。80年代后期开始，国外技术促进，中国高层钢构造建筑现在已有30余栋。比如：82.75m的北京国贸大厦，钢框架+混凝土内筒（1986年）；165m的深圳发展中心，全钢构造（1987年），是中国第一栋超百米的建筑；北京208m的京广中心，全钢构造，80年代最高；深圳325m的帝王大厦，钢框架+型钢混凝土墙（1996年）；上海420m的金茂大厦，框架核心筒；深圳291.6m的赛格广场大厦，钢管混凝土框筒系统（1999年）；北京国贸大厦，钢框架+混凝土内筒；大连201m的远洋大厦，钢框架+混凝土内筒，1998年完全从中国自己设计、自行施工。这些都充足的说明中国在建筑钢构造范围已经有相当大的发展。