鋼結構的發展現狀及未(wei)來趨勢調查分析

      鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)構分為建筑(zhu)鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)構、橋梁鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)構等(deng)，與目前建筑(zhu)領域普遍采用的鋼(gang)(gang)筋混凝土結(jie)(jie)構相比，具有強度高、工(gong)程(cheng)造價低、自重(zhong)輕、施工(gong)周期短和可工(gong)廠化制作等(deng)優(you)點，如此多優(you)勢得到廣(guang)泛(fan)重(zhong)視(shi)并迅(xun)速發展,從重(zhong)大工(gong)程(cheng)、標致(zhi)性建筑(zhu)使用鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)構到鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)構普遍使用，呈(cheng)現出(chu)了(le)從未有過的興旺(wang)景象(xiang)。

??一、鋼結構應(ying)用現狀

??1.高層重型鋼結(jie)構(gou)

??高層鋼結構(gou)建筑是往(wang)往(wang)當作(zuo)一個城市標(biao)志性建筑。80年代至今(jin)已建成(cheng)和在建高層鋼結構(gou)達100多(duo)幢，總面(mian)積(ji)約(yue)800萬(wan)平方(fang)米(mi)，鋼材用(yong)量(liang)80多(duo)萬(wan)噸。

??北京、上(shang)海(hai)在建(jian)(jian)和(he)新建(jian)(jian)成的高(gao)層鋼(gang)結構就達到十(shi)余幢。如：上(shang)海(hai)中(zhong)心(xin)(xin)大廈（在建(jian)(jian)、632米）、上(shang)海(hai)環球金融中(zhong)心(xin)(xin)(101層、高(gao)492米、用(yong)鋼(gang)量6.5萬(wan)(wan)(wan)噸)；北京電視中(zhong)心(xin)(xin)(建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)面積18.3萬(wan)(wan)(wan)㎡，高(gao)度(du)為41層，227.05m，用(yong)鋼(gang)量3.8萬(wan)(wan)(wan)噸)；國貿中(zhong)心(xin)(xin)三(san)期(qi)(建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)面積54萬(wan)(wan)(wan)㎡、高(gao)度(du)為330m)；央視新大樓等(建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)面積5萬(wan)(wan)(wan)㎡、高(gao)度(du)為234m、用(yong)鋼(gang)量12.8萬(wan)(wan)(wan)噸)。全國每(mei)年(nian)有200-300萬(wan)(wan)(wan)㎡高(gao)層鋼(gang)結構建(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)施工，用(yong)鋼(gang)量約(yue)45萬(wan)(wan)(wan)噸。

??2.大跨度、空間鋼結構(gou)

??近(jin)年來，以網架(jia)和網殼為代表的(de)空間結(jie)構繼續大量(liang)發展，不僅(jin)用(yong)于(yu)民(min)用(yong)建筑(zhu)，而且用(yong)于(yu)工業(ye)廠房、機(ji)庫(ku)、候機(ji)樓(lou)、體育(yu)館、展覽(lan)中(zhong)心、大劇院、博物館等(deng)(deng)(deng)。鋼(gang)結(jie)構用(yong)量(liang)較大的(de)工業(ye)廠房如曹妃甸鋼(gang)鐵基地、上海江南造船(chuan)基地等(deng)(deng)(deng)，代表性場館如2008北京奧運(yun)會(hui)(hui)(hui)國家體育(yu)場（館）、2010上海世博會(hui)(hui)(hui)場(鋼(gang)結(jie)構用(yong)量(liang)達(da)30多(duo)萬(wan)噸(dun))、2010年亞運(yun)會(hui)(hui)(hui)(廣州)、濟南全運(yun)會(hui)(hui)(hui)、深(shen)圳大運(yun)會(hui)(hui)(hui)及南陽全國農(nong)民(min)運(yun)動會(hui)(hui)(hui)等(deng)(deng)(deng)城(cheng)市興建的(de)體育(yu)場館。據中(zhong)國鋼(gang)結(jie)構協會(hui)(hui)(hui)空間結(jie)構分會(hui)(hui)(hui)統計：網架(jia)和網殼近(jin)年生產已處于(yu)趨平穩狀態，每年1500座(zuo)，約250萬(wan)平方米，用(yong)鋼(gang)約7萬(wan)噸(dun)，鋼(gang)結(jie)構選用(yong)的(de)鋼(gang)材呈(cheng)現品種多(duo)、規(gui)格雜、用(yong)量(liang)大、強(qiang)度高的(de)特(te)點，主(zhu)要(yao)品種有(you)：Q235C、Q345C、390D（用(yong)于(yu)地下預(yu)埋(mai)的(de)樁(zhuang)柱）、Q345GJ、Q420、Q460等(deng)(deng)(deng)。

??隨著懸索(suo)(suo)和膜(mo)的(de)張拉結構(gou)(gou)研(yan)究開發(fa)深入和工程應用(yong)的(de)推廣(guang)。預應力空(kong)間結構(gou)(gou)開始得到應用(yong)。杭州(zhou)雷峰塔、海南千年塔、廣(guang)州(zhou)新電視(shi)塔(高度610米、用(yong)鋼量4.0萬(wan)噸)和昆明世(shi)博園藝(yi)術廣(guang)場(chang)膜(mo)結構(gou)(gou)等(deng)一大批新型鋼結構(gou)(gou)建筑和構(gou)(gou)筑物不斷(duan)涌現(xian)。懸索(suo)(suo)和膜(mo)結構(gou)(gou)目前處于發(fa)展(zhan)階段，用(yong)量不大，國內已有多家(jia)膜(mo)結構(gou)(gou)工程公司，承擔很(hen)多體育(yu)場(chang)館(guan)、機(ji)場(chang)、公園和街(jie)道景觀的(de)設(she)計和施工。目前高中擋膜(mo)材仍(reng)需進口(如PTFE、ETFE)。

??3.輕鋼結(jie)構

??輕鋼(gang)結(jie)(jie)構(gou)是(shi)相對于(yu)重(zhong)鋼(gang)結(jie)(jie)構(gou)而言，其(qi)類(lei)型有門式剛架、拱型波紋鋼(gang)屋(wu)蓋結(jie)(jie)構(gou)等(deng)，主要用(yong)于(yu)輕型的工業(ye)廠房棉花和糧食(shi)倉庫(ku)(ku)、碼頭和保稅區倉庫(ku)(ku)、農產品、建材(cai)、家具等(deng)各(ge)類(lei)交易(yi)市場(chang)、體(ti)育場(chang)館、展覽廳及活動房屋(wu)、加層建筑等(deng)。用(yong)鋼(gang)量一般30-40kg／㎡左(zuo)右(不(bu)含鋼(gang)筋(jin)用(yong)量)。全(quan)國(guo)每(mei)年新建輕鋼(gang)房屋(wu)800萬平方(fang)米、用(yong)鋼(gang)約20萬噸。

??4.鋼-混凝土組合(he)結構

??鋼-混(hun)凝土組合(he)結構是充分發(fa)揮鋼材和(he)混(hun)凝土兩種(zhong)材料各(ge)自優點的合(he)理組合(he)，不但具(ju)有優異的靜、動力(li)工(gong)作性能，而且能大量節約(yue)鋼材、降低工(gong)程(cheng)造(zao)價和(he)加快施工(gong)進度，對(dui)環境(jing)污(wu)染較少(shao)，符合(he)我(wo)國建(jian)筑(zhu)結構發(fa)展(zhan)方向(xiang)。在我(wo)國的發(fa)展(zhan)十分迅(xun)(xun)速(su)，已(yi)廣(guang)泛應(ying)用于冶金、造(zao)船(chuan)、電力(li)、交通等部門的建(jian)筑(zhu)中，并以迅(xun)(xun)猛的勢(shi)頭進入了橋(qiao)梁(liang)工(gong)程(cheng)和(he)高(gao)層與超(chao)高(gao)層建(jian)筑(zhu)中。

??在(zai)高(gao)(gao)層(ceng)建(jian)筑(zhu)方(fang)面，建(jian)成(cheng)了全(quan)部采(cai)用(yong)組合(he)結(jie)構的(de)超高(gao)(gao)層(ceng)建(jian)筑(zhu)——深圳賽格廣場大廈，高(gao)(gao)291.6m，屬世界(jie)高(gao)(gao)的(de)鋼-混(hun)凝土組合(he)結(jie)構。全(quan)國已(yi)建(jian)成(cheng)的(de)采(cai)用(yong)組合(he)結(jie)構的(de)高(gao)(gao)層(ceng)建(jian)筑(zhu)超過(guo)40幢之多。組合(he)結(jie)構拱橋已(yi)建(jian)成(cheng)的(de)也已(yi)超過(guo)300座。

??5.鋼結構住(zhu)宅

??用鋼(gang)結(jie)構建造的(de)住宅重量是鋼(gang)筋混凝(ning)土住宅的(de)1/2左右，可滿足住宅大開間(jian)的(de)需求，使用面積比(bi)鋼(gang)筋混凝(ning)土住宅提高4%左右。鋼(gang)材可以(yi)回收，建造和拆(chai)除(chu)時對環境污染較少，符(fu)合推進住宅產業化發展節能省地型住宅的(de)國家(jia)政(zheng)策(ce)。

??我國(guo)目前是(shi)大的(de)(de)(de)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)市場，平均每(mei)年(nian)(nian)房(fang)屋建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)建(jian)(jian)(jian)設約20億平方米(mi)（2009年(nian)(nian)房(fang)屋施(shi)工面積達32億平方米(mi)），其中(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)構(gou)約占(zhan)2-3%，絕大多(duo)數是(shi)鋼(gang)(gang)(gang)筋(jin)混凝土結(jie)構(gou)和磚(zhuan)(zhuan)混凝土結(jie)構(gou)，還(huan)有少量木結(jie)構(gou)、磚(zhuan)(zhuan)石(shi)結(jie)構(gou)及(ji)土坯房(fang)屋。近8億平方米(mi)/年(nian)(nian)的(de)(de)(de)城鎮居民住(zhu)(zhu)宅(zhai)(zhai)(zhai)亦如此。鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)構(gou)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)在(zai)我國(guo)整個建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)行業(ye)中(zhong)所占(zhan)的(de)(de)(de)比重(zhong)還(huan)不到5%，而發達國(guo)家(jia)已達50%以上，住(zhu)(zhu)宅(zhai)(zhai)(zhai)鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)潛在(zai)發展(zhan)空(kong)間非常大。目前，在(zai)在(zai)北(bei)(bei)京、上海、天津(jin)、河北(bei)(bei)、武漢(han)、青島等(deng)地(di)(di)建(jian)(jian)(jian)了低層、多(duo)層、高層鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)構(gou)住(zhu)(zhu)宅(zhai)(zhai)(zhai)試(shi)點示范工程，已建(jian)(jian)(jian)成500多(duo)萬(wan)(wan)平方米(mi)，用(yong)(yong)(yong)鋼(gang)(gang)(gang)約20萬(wan)(wan)t。寶(bao)鋼(gang)(gang)(gang)在(zai)鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)構(gou)住(zhu)(zhu)宅(zhai)(zhai)(zhai)產業(ye)化方面投入(ru)大量資金和研究人員，在(zai)武漢(han)、沈陽(yang)等(deng)地(di)(di)設計建(jian)(jian)(jian)設了多(duo)處鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)構(gou)示范住(zhu)(zhu)宅(zhai)(zhai)(zhai)項(xiang)(xiang)目，2007年(nian)(nian)在(zai)武漢(han)漢(han)陽(yang)區(qu)建(jian)(jian)(jian)成了鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)構(gou)示范住(zhu)(zhu)宅(zhai)(zhai)(zhai)項(xiang)(xiang)目——賽博園(yuan)經濟(ji)適用(yong)(yong)(yong)房(fang)小區(qu)，達到了世(shi)界鋼(gang)(gang)(gang)協有關“國(guo)際民用(yong)(yong)(yong)建(jian)(jian)(jian)筑(zhu)用(yong)(yong)(yong)鋼(gang)(gang)(gang)項(xiang)(xiang)目”的(de)(de)(de)技(ji)術要求。此外，針對(dui)提供給四(si)川地(di)(di)震災區(qu)作為過(guo)渡期安置房(fang)的(de)(de)(de)60余萬(wan)(wan)套活(huo)動板房(fang)，寶(bao)鋼(gang)(gang)(gang)完成了板房(fang)材料利用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)試(shi)點項(xiang)(xiang)目。

??6.橋梁鋼結構

??各大(da)城市將橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)等交通(tong)基礎設(she)(she)施(shi)建設(she)(she)作為經濟發(fa)展的(de)重(zhong)要(yao)基礎。使用(yong)鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)構較多的(de)有斜(xie)拉(la)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao),主要(yao)在(zai)鋼(gang)(gang)箱、纜索、橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)塔等部位，600米以上的(de)特(te)大(da)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)均(jun)(jun)為鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)構橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)?“十一五”前(qian)三年(nian)平均(jun)(jun)新建橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)3萬(wan)座/年(nian)，年(nian)平均(jun)(jun)用(yong)鋼(gang)(gang)量(liang)1300萬(wan)噸。據(ju)統計，目前(qian)在(zai)建高速(su)公(gong)路(lu)混凝(ning)土橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)中(zhong)可(ke)實施(shi)改用(yong)鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)構橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)3480座，改用(yong)鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)構后(hou)可(ke)凈增(zeng)加鋼(gang)(gang)材(cai)用(yong)量(liang)546萬(wan)噸。截(jie)至2008年(nian)底，全國59萬(wan)座橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)中(zhong)鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)構橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)不足1%。與美(mei)國60萬(wan)座橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)中(zhong)鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)構橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)占33%、日本13萬(wan)座橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)構橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)梁(liang)(liang)占41%相比，差距較大(da)。中(zhong)國一座全鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)構橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)塔的(de)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)是南京三橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao),僅橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)塔用(yong)鋼(gang)(gang)量(liang)即達1.44萬(wan)噸?香港昂船洲大(da)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)（長(chang)1018米）和蘇(su)通(tong)長(chang)江大(da)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)（長(chang)1088米）占據(ju)世界大(da)斜(xie)拉(la)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)的(de)前(qian)兩(liang)名(ming)，到2015年(nian),中(zhong)國要(yao)建5座跨海峽(xia)大(da)橋(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao)(qiao),總用(yong)鋼(gang)(gang)量(liang)為625萬(wan)噸。