浅谈对钢结构的认识

明星　沈强

（郑州大学 土木工程学院，河南　郑州　450001）

浅谈对钢结构的认识

明星沈强

（郑州大学 土木工程学院，河南郑州450001）

本文从钢结构的特点，材料性能的角度出发，联系工程实例，对钢结构的实际工程应用，发展概况作了简单介绍；同时基于现代建设中钢结构建筑存在的问题，谈谈对未来钢结构使用的方向和趋势。

钢结构；材料；发展；应用

随着科学技术的发展和现代社会的进步，人们的居住环境，居住方式也发生了巨大的变化。从木结构到转世结构再到砌体结构和近现代的钢结构，建筑物的结构方式在不断发展和进步。其中特别是钢结构的利用和发展对人们的生产，生活意义重大，给人们的生活提供了巨大的便利。并且钢结构的广泛应用还推动了我国钢铁产量的持续和快速发展，而钢铁产量的增长又反作用于钢结构的更深入研究与进步。

1　钢结构的特点

钢结构是采用钢板，型钢通过焊接，铆接和螺栓连接或者其它连接方式连接而成的结构。中国钢结构产业在近些年期间迅速发展，已成为全世界钢结构产量最大，制造施工能力最强，产业和加工流水线规模第一的钢结构大国。

1.1钢结构在设计，生产，施工，使用过程中的优势

1.1.1钢材强度高，材料加工性能好。因此使钢结构建筑与传统的混凝土建筑亦或是砌体结构建筑相比能够承受更大的荷载，即更加坚固，百炼成钢说的便是这个道理。同时钢材在塑性和加工工艺方面也表现优异。经过生产工艺的加工，一方面使钢材呈现出多种姿态，从而使钢结构建筑外形也更加丰富多样，符合现代审美观念的要求；另一方面在一般条件下钢结构可依靠自身变形来调整其内力的分布，因此不会因超载而突然破坏，也不会因地震而完全倒塌，即具有良好的抗震性。

1.1.2钢结构重量轻。这一特点是由于钢结构强度高引起的。与混凝土，砖石和木材相比虽然钢材密度大，但是由于其强度高很多。因此当承受相同的荷载时，显然钢结构中钢材使用量少，其自重轻，便于加工及运输。

1.1.3钢结构施工速度快。钢结构建筑采用工厂加工、预制构件，施工现场直接吊装的方式大大缩短了施工周期，节约了人力，物力和财力。

1.1.4钢结构符合我国可持续发展政策的要求。钢结构减少了砖、石等材料的利用，同时在使用年限到期后钢结构还可以被回收利用，绿色环保。

1.1.5钢结构更符合大开间，大跨度建筑的建造要求。这一点可以从钢结构广泛应用于工业厂房和跨海大桥这些事例中看出。

1.2钢结构的缺陷

1.2.1耐腐蚀性能差

1.2.2耐火性差

1.2.3钢结构工程施工复杂，要求高

因此在实际工程建造中要尽量发扬钢结构的优势，同时也要避免和防止钢结构的不足。这样才是符合生产和生活需要的钢结构建筑物。

2　钢结构的材料性能

2.1较高的抗拉强度和屈服强度

2.2较高的塑性和韧性

2.3良好的加工性能

2.4特殊情况下还需要具有耐腐蚀，耐低温和耐疲劳的特性

满足上述条件的钢材一般能够适应于生产加工和施工作业的要求，即其性能符合要求。同时为了便于钢材的使用和生产，一方面从化学成分，钢材本身的材料缺陷，钢材的硬化，温度，应力作用情况和疲劳荷载的影响着六个影响钢材性能的方面去调节、均衡钢材的生产、加工；另一方面从钢材的破坏形式，单向均匀拉伸时的应力—应变特性曲线（强度），塑性，冷弯性能，冲击韧性这五个方面去判断、评定钢材性能的好坏。从而对不同要求的钢结构工程采用不同等级的钢材，做到物尽其用，经济合理。综上可以说钢结构的材料性能决定了钢结构的特点和用途。

3　钢结构的应用和发展

在化学专业中经常说到物质的结构决定其性质，而在钢结构工程中可以说是钢结构的材料决定了钢结构的特点，从而影响了钢结构的应用于发展。

未来，由于金属具有良好的经济效益及回收利用的潜能，会有越来越多的民用、工业建筑采用钢结构这一新型建筑形式。同时国家宏观政策的调整以及产钢量的逐年增长必将促进钢结构更好、更快的朝着社会生产的需求方向发展。与可持续发展需求相适应的绿色可回收式建筑，与新型3D打印技术相配合的3D打印建筑等都将是未来钢结构发展与应用的方向。

4　结论

目前钢结构的广泛应用推动了我国钢产量的持续和快速发展以及相关产业的迅速崛起，使我国的钢铁事业从无到有，再到跻身世界前列，同时这些成就也反过来加速了钢结构的应用。两者相互促进，共同发展。二十一世纪成为我国钢结构发展的黄金时期。然而在这样的辉煌时期我们也应保持清醒的头脑，认识到钢结构优势显著的同时，也有许多缺点。工程中对于钢结构的优势应该大力发展，广泛应用；对于其缺陷不应置之不理，要弥补钢结构的不足，并且从其缺陷出发继续钢结构的应用于发展。这样才能紧跟钢结构发展的趋势。

［1］赵顺波.钢结构设计原理（第二版）［M］.郑州：郑州大学出版社，2013.

［2］陈晓霞.钢结构实例教程［M］.北京：机械工业出版社，2012.

［3］郭彦林，党保卫.钢结构技术与工程应用最新进展［M］.北京：中国建筑工业出版社，2014.

［4］（德）伯克哈德·弗罗列奇，（德）森贾·舒莱恩堡著；付晓渝，李琳译.j金属建筑设计与施工［M］.北京：中国电力出版社，2006.

明星（1995.2-）男，郑州大学土木工程学院2013级土木工程专业本科生，研究方向：工业与民用建筑。

指导老师：楚留声

TU391

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1003-5168（2015）-12-0096-1