我国建筑钢结构技术的发展应用及展望

蒙亚军/新疆兵团建工集团建设工程设计研究院有限公司

我国建筑钢结构技术的发展应用及展望

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改革开放以后，我国建筑行业在钢结构的应用与研究上取得了长足的进步。钢结构在建筑工程中的地位逐渐提高，在大型建筑与新型住宅中的应用也越来越广泛，随着经济与科学技术的发展，钢结构技术将进一步的发展。本文将对我国建筑钢结构技术的应用与发展做出论述。

建筑；钢结构；技术；应用；展望

一、绪论

我国建筑行业当前正处于规模与技术共同高速发展的阶段，国家为了提高建筑行业的整体水平，企业为了增强自身的竞争力，在建筑的生产工艺和技术含量上下了很大力量。21世纪后，建筑钢结构的创新与发展成为了建筑行业技术发展的标志，在很多大型桥梁、住宅及一些特殊用途的公共设施中，都有应用与体现。在钢结构建筑技术水平飞速发展的同时，产业链条的各方也迎来了难得的机遇。

近几年，我国经济增长进入了新常态，国家对于钢铁的生产进行了量与质上的调控。在产量大幅度下降的同时，也给钢铁企业以及那些以粗放型为主的建筑企业提出了改革的要求。产量降低在另一方面给了建筑行业在技术提升与企业转型一个难得的机会，钢结构技术迎来了一个全面的提升期。本文从钢结构技术的应用与发展的角度，讨论钢结构的发展方向，希望为建筑行业在钢结构技术利用上提出些许意见。

二、建筑钢结构的特点与应用

钢结构在建筑中的应用较为广泛，尤其是在城市桥梁、大型展厅、商场、机场、高铁站、高层建筑等方面应用广泛，目前在一些写字楼、商住一体的综合建筑中也有体现。而在未来，钢结构在材质与设计上将得到更快的发展，应用将更为广泛，其主要归功于钢结构的以下优点：一是自重轻、承载力高、抗震性能优越。对于我国大型建筑来说，传统工艺在水泥钢材上的使用量很大，因此，对于一些设计传统工艺不能实现，造成建筑构造较为单调。钢结构建筑的主要承重构件均采用薄壁钢管和轻型热轧型钢，截面受力分担均匀合理，单位质量较轻，因此在构造上可以突破直上直下的砖混结构立体构造。钢结构在力学上可以利用外形设计和构架设计将抗震与承载力提高到传统建筑达不到的高度。二是易安装、施工周期短、投资回报好。钢结构在21世纪应用的突出特点是装配式钢结构的大范围使用，其空间布置灵活、集成化程度高、空间最大化利用。施工方面采用工厂加工架构，现场装配，易于安装。空间构造可以进行二次分割和布置，因此，钢结构建筑的市场效应很好，同时，相比传统结构，其成本低，利润高。三是绿色、环保、节能。钢结构在建筑材料的使用上耗费比传统结构低，在材料生产与施工过程中，更贴近于与可持续发展的环保与节能要求。另外，钢结构在用料上相对较容易控制，产生废料少，装配为主要工艺，减少了施工工人的工作量与施工现场噪声。

钢结构在我国应用也越来越广泛，尤其是大型的公共建筑与基础设施，最主要的是我国近年来修建的机场航站楼、国家大剧院、鸟巢、广州新电视塔、上海金茂大厦等等。除了这些特殊功能的建筑，在一些厂房的建设上也应用了钢结构，例如汽车、高铁列车、大型船舶的生产厂房等大跨度钢结构厂房。我国对于装配式钢结构住宅，目前还没有广泛的应用，仍然在实践中，而随着我国城市化的加速，以及新型材料的引入，钢结构住宅的大面积应用也并不遥远。

三、建筑钢结构技术应用概况

（一）大空间钢结构应用

大空间钢结构建筑是在空间跨度较大建筑中，利用网架结构、悬索结构、壳体结构、管桁架结构、膜结构等，或是这几种结构的组合，形成的大空间架构建筑。主要应用于厂房、展厅、体育馆、车站、机场、会堂等大空间的公共场所。

（二）轻钢结构应用

轻钢结构应用于轻型屋盖和轻型外墙，相对于大空间厂房来讲，主要看重的是轻钢结构的部分功能，轻钢结构主要是指围护采用轻质材料，轻钢结构在屋盖和外墙的应用，利用了其装配方便的特点，不但广泛应用于小型的厂房、商场、多层住宅、娱乐场所，还在一些旧房改造的加固结构中大量使用。

（三）高层钢结构应用

高层钢结构主要应用于6层以上（或30m以上）的高层建筑，利用型钢、钢板连接或焊接成为主要框架，再利用混凝土浇筑。其实质主要区别于砌体或混凝土结构，是一种钢混凝土混合结构。

（四）装配钢结构住宅

随着房价的持续走高，已经远远超过了大多数人的消费能力，钢结构住宅能够解决人们对于居住空间与临时居住的要求。装配钢结构住宅是指以钢作为建筑承重梁柱的住宅建筑，其可以满足住宅大空间的需要，在空间上比钢筋混凝土住宅节省4％左右，抗震能力强、钢材可以回收、易于装配，施工的人工成本较低。而且很多技术人才通过简单的钢结构，可以自己建造房屋。虽然目前装配住宅还没有广泛应用，如果国家出台有利政策，钢结构住宅的发展潜力十分巨大。

四、钢结构建筑未来发展面临的问题

（一）钢结构的应用范围亟需扩大

我国房屋建筑中,混凝土结构占到90％以上，钢结构还不到5％，而日本等地震高发国家或地区的建筑中钢结构已占38％，木结构占35％，混凝土结构只占20％左右。我国建筑钢结构还仅集中使用于高层、超高层建筑、大空间公共建筑与工业建筑中，普通办公楼、学校、医院建筑等多高层建筑应用钢结构的很少，低层、多层及高层住宅中钢结构基本很少应用。

（二）钢结构生产企业地位尴尬

钢结构在承接建设项目时，一般都是作为建筑的一部分，归建设行政主管部门管理，安全质量、资质评定、人员培训、税收管理等都纳入土建系列。而地方上又把它们归属为制造企业，也要统计报表，缴纳税收，接受技术监督局的监督以及作为制造产品进行检查。这就造成了归属不清，多头管理，多头收费，致使钢结构企业负担过重。同时，很多钢结构企业由于专业承包资质的原因，在招投标中必须与土建公司捆绑在一起，或者由土建公司分包出来，利润偏低。而且，施工过程中有可能因为土建公司的粗放施工，导致钢构安装精度偏差大，降低钢结构工程质量。

（三）技术水平仍需提高

我国钢结构建筑中大部分大型公共建筑，设计阶段都由国外设计室进行设计，国内设计人员基本只参与附属建筑或者打下手工作，而且设计工具基本都为借鉴国外发达国家。因而设计人员水平距离美日等建筑发达国家仍有较大差距，加上我国钢材的加工制造工艺较之美日也有差距，因此，应加大对于高强度钢构建材的研究投入，同时加强各方面从业人员的技术素质，转变现有依赖思维，促使我国钢结构建筑的工艺发展上。

五、钢结构建筑未来发展展望

（一）技术的进步带动市场的成熟

我国建筑行业市场今年十分活跃，但还比较初级，对于建筑行业这种拉动国民经济的大领域，供需关系还不能完全依托市场。钢结构建筑市场的成熟，需要建造工艺与技术的纯熟为基础，同时相关配套设施、产业链配置要跟得上钢结构的发展。在建材、设计、施工、监管等各个技术环节做到不断的成熟，才能带动钢结构建筑市场的发展，进而反过来促进钢结构建筑技术的进步。

（二）加强行业管理，不断提高国有钢结构竞争力

从国家来看，支持钢结构建筑的发展，从制度上保护与政策上支持。加大科技投入，鼓励企业建立科技创新机制，促进钢结构建筑钢材的性能不断提高；提高准入门槛，关停、整顿一些产能过剩、粗放型钢厂；制定行业收费标准，避免现有不顾建筑质量的低价恶性竞争局面，以改善钢构厂的生存环境。提高企业在国际市场的竞争力。

我们应相信，钢结构将使我国进一步的城市化变得更低碳，更环保，更节能，更绿色！

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