优化钢结构在建筑材料行业的应用

董建强

（河北钢铁集团宣钢分公司炼铁厂 河北075100）

1 钢结构的优势

1.1 强度高、自重轻

基于混凝土、砌体与木材的强度与弹性模量来分析，钢结构在这方面的具有更多的优势，比其他材料要高出好几倍。由此可见，钢结构净重较轻。例如：在相同的跨度与荷载情况下，钢结构的屋架通常只有钢筋混凝土屋架的四分之一到三分之一。若是可以采用冷弯薄壁型钢屋架，与钢筋混凝土相对比只有十分之一左右，净重将会更轻。虽然重量较小，但是刚度非常大，钢结构在跨度较大、楼层较高、负重较大的建筑物中非常适用，主要是便于运输与吊装，能有效控制下部结构与基础的负担，控制成本。

1.2 塑性、韧性好

钢材本身有一定的塑性，因此，钢结构通常情况下，不会出现较为严重的突破性损坏，即使有大型的损坏，事先就会出现较大的变形，而此预兆可以及时采取补救的措施。而且钢材还有良好的韧性，针对地震灾害可以表现很好的动力荷载承受作用。这些优势为钢结构的安全使用提供了一定的保障。

2 钢结构应用现状与存在的问题

2.1 首先遇到的是标准和规范问题

我国的标准规范是针对几十年来大量使用的结构体系编制的，例如我国建国以后建造的建筑物多采用砖石和钢筋混凝土等耐火性能好的建筑材料，由此导致我国的《建筑设计防火规范》在材料选用方面似乎较国外苛刻，钢结构住宅难以满足其要求。这种与国内规范不衔接的状况，使钢结构住宅项目无论在工程报建阶段还是在工程验收阶段，都会遇到数不尽的障碍与麻烦。

2.2 面临的另一类问题是整个社会对这种新住宅体系的接受需要一个过程

在人员方面，由于国内无论中等或是高等专业学校的教学内容中均未涉及轻钢结构住宅体系，因此我国建筑类专业的工程技术人员对这一体系知之甚少，而更加缺乏的是熟练技术工人，所以虽然这一体系单纯从技术层面上讲并无多少难度，但真正推行起来却往往缺乏得力的骨干。

2.3 钢结构中建筑物理问题

影响建筑的热辐射主要是外部环境，而外部环境主要从这些途径进入：一是，根据建筑物的特点一般会通常窗户进入，而且室内表面的不断吸收，逐渐形成加热效果；二是，建筑物的外围护结果的表面也可以进行吸收，而且有一部分热量在维护结构的传导下热量进入室内。加之玻璃可以产生折射，阳光在折射的作用下进入室内，促进温度的上升。尤其是随着科技工艺的发展，新型玻璃材料日益更新，在热性能方面加大了改善，建筑物采光与保温之间的矛盾有了一定的改善，而且能有效解决此情况的办法有这些：

针对保温材料的构造进行研究与优化，进一步提升建筑热环境的实用性能。例如：根据以上分析，可以在建筑物外层结构或者内外表面的空层中，设置高效反射材料，进而可以实现一定的隔热与保温作用。

最大限度的防止保温材料凝结水外保温与中间保温作法。由于蒸汽的不断渗透，保温材料可能会一定程度的受潮，而此方法能有效控制。而内保温方法则可能在冬季时段中，保温材料会受潮，外保温可以有效避免承重结果受到外温度的剧烈波动影响，有助于提升其耐久性。

3 钢结构发展前景

从我国当前钢结构的发展现状来看，在规范制定、工程应用规模、钢结构设计、安装等等方面，已经具有了一定的国际水平，而且在不断的发展过程中，逐渐进入了一个新的时期。而且必须值得一提的是，在我国经济与工业高速发展的推动下，为钢结构的发展与应用提供了更多的发展条件，尤其是突破了一定的发展局限，开辟了更多的空间。

第一，钢结构涉及到的主要物质。早在1996年，我国钢结构的产值已经超过了一亿吨，成功占据世界首位。钢材的质量与产量不断提升，而且价格随之有一定的下降，最终导致钢结构造价大幅度降低。而且钢结构所涉及到的新型建材得到了前所未有的发展。另外，基于钢结构技术发展的基础来分析，在普通钢结构、薄壁轻钢结构、高层民用建筑钢结构、门式刚架轻型房屋钢结构、网架结构、压型钢板结构、钢结构焊接和高强度螺栓连接、钢与混凝土组合楼盖、钢管混凝土结构及钢骨（型钢）混凝土结构等方面的设计、施工、验收规范规程及行业标准已发行 20 余本。而且钢结构相关的规范规程正在不断的进行完善，并且为钢结构体系的实际应用方面提供了技术条件，尤其是有助于实用设计的实现，为其提供了一定的依据。

第二，基于钢结构人才素质的发展现状来分析，在最近几年的发展过程中，钢结构专业设计的相关人员有了一定程度的规模，尤其是让他们的专业能力能有平台充分发挥，并在实践中总结与提升。随着计算机技术的普及，钢结构工程设计要积极利用计算机技术的优势，发展钢结构软件。随着软件功能的日新月异，可以帮助设计人员更好的完成结构分析设计，为绘制钢结构施工图纸提供了一定的便利。

4 结语

为了促进建筑行业能够更快、更健康的发展，笔者希望各位研究者、设计者以及开发商积极采用钢结构，从根本上提升建筑钢结构用量。以建筑钢结构带动冶金及相关行业的发展，从而有利于保持国民经济的持续稳定增长。我们相信，只要加强领导，合理规划，积极组织，政府、行业、企业共同努力，产、学、研紧密结合协作，钢结构产业更加兴旺发展的新局面就在眼前。

[1]刘省杨.王汝恒.钢结构[M].武汉：武汉理工大学出版社，2010.

[2]轻型钢结构住宅技术规程JGJ209一2010.北京：中国建筑工业出版社，2010.