浅析我国现代钢结构建筑的发展

王琳 欧阳霞飞

现代建筑越来越多开始使用大跨度的钢结构，这让跨度较大的钢结构创造技术愈发纯熟，而且由于新材料的研发以及新技术的使用，大跨度结构对于经济性、稳定性乃至先进性等方面均具有长远发展，可是当前依旧有诸多设计与技术方面：的问题需要我们解决，在施工当中依旧存在许多需要探索的施工工艺。希望通过对钢结构建筑发展现状及前景的分析，为建筑行业的发展指引方向。

钢结构 钢材 发展现状

引言

近几年，国家建设部已经把钢结构建筑列入全国重点推广项目，全国各地都相继兴建了一批钢结构住宅试点工程。随着生产力的发展，土地资源的日益紧张，钢结构建筑必将是中国重要的发展对象，相信在未来的工程建设中必将担当越来越重要的角色。

钢结构建筑的概念

钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚度好、变形能力强，故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜；材料匀质性和各向同性好，属理想弹性体，最符合一般工程力学的基本假定；材料塑性、韧性好，可有较大变形，能很好地承受动力荷载；建筑工期短；其工业化程度高，可进行机械化程度高的专业化生产。

所谓的钢结构建筑是相对于传统的钢筋建筑结构来说的。传统的钢筋混凝土建筑利用钢筋和混凝土之间良好的粘结性和相近的温度变形性能使二者紧密的结合为一体，二者互有补充相辅相成构筑建筑物的承重基础。而钢结构建筑则是以钢材作为建筑施工和后期承重的主要材料并结合必要的施工技术而呈现出的用于担负预定任务和支撑荷载的新型建筑物形式。

常见的钢结构类型及其特点

（1）轻型钢结构

轻型钢结构用冷弯薄壁型钢或H型钢作为结构承重体系，具有自重轻、建设周期短、适应性强、外观美观、造价低、易维护等特点。多用于工厂、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑。

（2）高层钢结构

高层钢结构属于钢一混凝土混合结构，是一个国家钢结构发展程度的标志。多用于建造大型金融中心、会议中心等，常被作为一座城市的标志。

（3）住宅钢结构 住宅钢结构是一种以钢结构为结构承重体系，并非是与轻质高强墙板配套建设的住宅建筑体系，具有施工快速、抗震性能优良、重量轻、居住舒适度高等优点。多用于建造大型钢结构体系住宅。

（4）空间钢结构

空间钢结构主要分为空间网架结构和空间桁架结构，具有连续的大跨度，外观轻巧，具有现代建筑美感，且建设周期较短，绿色环保。多用于建造大型体育馆、展览中心、飞机库等大型公共建筑。

（5）桥梁钢结构

桥梁钢结构分为桁架式结构、箱形结构、拱形结构、斜拉式结构和悬索式结构，具有跨距大、施工迅速等优点。多用于高速铁路、高速公路、跨海大桥、市政建设等大型交通工程的桥梁建设。

我国钢结构建筑的发展状况

（1）高层和超高层钢结构建筑发展方面

改革开放初期，由于我国高层钢结构设计和施工技术发展不健全，建筑模式基本上都是国外设计和施工承建，比较著名的如上海金茂大厦、深圳地王大厦等。20世纪末期，随着我国技术规范的完善和经验的积累，我国逐渐开始探索自主设计和施工的新模式，1998年大连远洋大厦的竣工标志着我国高层钢结构建筑迈向国产化进程。

（2）轻钢结构建筑发展方面

20世纪90年代以来大批国外公司涌人中国市场，轻钢结构以其施工方便、综合造价低等诸多优点在国内迅速发展，国家也在全国很多地区建立了轻钢结构住宅试点工程，目前我国建设部已将轻钢结构住宅列为重点推广项目，全国每年约有300万m2轻钢建筑竣工，其中比较有代表的如黑龙江省2002年竣工的号称钢铁巨人的龙塔就采用了这种轻钢结构。

（3）空间钢结构建筑发展方面

由于空间钢结构建筑具有独特的现代建筑美感，在国家大型体育馆、展览中心应用广泛，如国家大剧院、国家体育馆鸟巢等，其中国家体育馆鸟巢在2014年人选“中国当代十大建筑”，它在建造过程中采用大量焊接箱形构件，构件尺寸巨大而内部存在大量空间扭曲构件，建造难度前所未有，充分体现了我国空间钢结构建筑的建造水平。

（4）桥梁钢结构方面

虽然我国钢桥工作起步较晚，但经过几十年的发展和积累，钢结构桥梁技术已日趋成熟，在很多领域处于世界领先地位。2003年竣工的上海卢浦大桥，全桥主跨达550m，是世界上首座采用箱形拱结构的特大型拱桥；2008年1月，重庆朝天门主拱成功合龙，跨度超越卢浦大桥2m，再一次刷新了大跨度桥梁的世界纪录，而且值得一提的是，在汶川地震发生后经过有关单位的检测大桥完好无损，并未受到大地震的影响。

我国钢结构建筑的应用前景

（1）钢结构本身的特点可以较好地符合建筑发展所需

钢结构具备自重轻、强度高的特征，因此钢结构可以应用于一些跨度较大、负荷较重的建筑。这是由于砖混及混凝土建筑并不具有这些优势，因此在建筑当中使用钢结构能够有效减少建设时间，最大程度减少施工成本，提高施工企业的经济效益。近些年來，我国时常出现地震，对人们的生命财产安全造成严重的影响，处理好建筑抗震问题则成为当前建筑行业所注重的方面。钢结构建筑存在良好的抗震性，这是由于钢结构的应力幅度具备良好的韧性及弹性，不会由于突然加大的重量而导致断裂。由于钢结构建筑在高速发展阶段，当前钢结构建筑已经处于标准化建设时期，钢结构的质量愈发稳定，施工技术要求较低，并且劳动强度也较低，施工人员仅需在施工当中严格安装螺栓、焊接就可以将施工完成，较大层面地缩短了施工的周期。

（2）国家在钢结构发展方面给予鼎力支持

建筑行业属于污染耗能的大型产业，我国的经济在发展当中面临着严峻的污染问题，如何降低建筑能耗并降低环境污染的程度成为当前建筑行业所关注的方向。

结语

钢结构建筑经济耐久、施工快速、自重较轻、坚固耐用且回收利用率高，具备传统钢筋混凝土无法比拟的工程和经济优势，发展钢结构建筑符合我国建筑产业化的目标，符合国家的经济政策趋向，更加体现了可持续发展的目标。随着我国对经济发展过程中产业结构的调整和相关技术应用发面日趋成熟，钢结构正在迎来发展的春天。可以推测，21世纪钢结构发展不可限量，终有一日钢结构建筑将替代传统钢筋混凝土结构成为建筑首选的结构类型。

[1]钢结构建筑的发展现状及前景分析[J]，董小奇.河南科技.2014（9）.

[2]浅谈钢结构建筑的发展现状和前景[J].胡向东.中国建筑金属结构.2013（ 12）.