浅析钢结构的发展前景

张伟

摘 要：通过对钢结构的优点和缺点进行具体的分析，阐述了钢结构能够在各类建筑中广泛利用的原因，并对钢结构的应用范围作了相应的介绍。同时，通过对国外建筑钢结构应用的了解与对比，说明钢结构在我国建筑中的发展前景与差距。

关键词：建筑；钢结构；发展前景

目前国内外的建筑结构主要是混凝土结构和钢结构，混凝土结构目前在我国应用较多，而钢结构的应用没有混凝土那样的普遍，但其发展具有很大的潜力。由于混凝土结构有很多缺点，和科技的进步和环保意识的提高，钢结构得到了很大的发展。

一、钢结构工程的特点

钢结构与其他建筑结构如混凝土结构、砖石结构和木结构相比，钢结构具有三个显著特点：力学性能；物理性能，钢材是一种低碳建筑材料，可以循环利用；化学性能，钢材的抗腐蚀性较差。具体如下：

（1）材料的强度高，塑性和韧性好。钢材和其他建筑材料诸如混凝土、砖石和木材相比，强度要高得多。良好的吸能性能和延性还使钢结构具有优越的抗震性能。

（2）材质均匀，和力学计算的假定比较符合。钢材内部组织比较接近于匀质和各向同性体，而且在一定的应力幅度内几乎是完全弹性的。因此，钢结构的实际受力情况和工程力学计算结果比较符合。

（3）钢结构制造简便，施工周期短。钢结构所用的材料单纯而且成材，加工比较简便，并能使用机械操作。构件在工地拼装，可以采用安装简便的普通螺栓和高强螺栓，有时还可以在地面拼装和焊接成较大的单元再行吊装，以缩短施工周期。

（4）钢结构的质量较轻。钢材的密度虽比混凝土等建筑材料的密度大，但钢结构却比钢筋混凝土结构轻，原因是钢材的强度与密度之比要比混凝土大得多。对于需要远距离运输的结构，质量轻也是一个重要的有利条件。屋盖结构的质量轻，对抵抗地震作用有利。

（5）钢材耐腐蚀性差。钢材耐腐蚀的性能比较差，必须对结构注意防护。尤其是暴露在大气中的结构如桥梁，更应该特别注意。

（6）钢材耐热但不耐火。钢材不耐火，重要结构必须注意采取防火措施。

二、钢结构的应用范围

钢结构的合理应用范围不仅取决于钢材本身的特点，还受到国民经济发展情况的制约。钢结构在土建工程中的应用日益扩展。

（1）低层、多层建筑钢结构和轻钢结构。所谓低层建筑是指层高低于18m，层数不超过5层的工业厂房、仓库、办公室及其他的办公和社区建筑等。轻钢结构建筑在一些发达国家已被广泛应用于工厂、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑。具有自重轻，建设周期短，适应性强，外表美观，造价低，易维护等特点。

（2）高层及超高层钢结构。由于人类文化生活不断提高，对高层、大跨度建筑的要求也就越来越高。而钢结构本身具备自重轻，强度高，施工快等独特优点，因此对高层、大跨度，尤其是超高层、超大跨度，采用鋼结构更是非常理想。巨型钢结构为高层或超高层建筑的一种崭新体系，它是为了满足特殊功能或综合功能而产生的。它具有良好的建筑适应性和潜在的高效结构性能，是一种很有发展潜力的结构。

（3）大跨度钢结构。大跨度或较大跨度大都采用钢结构，当然也有用“膜”完成的，但由于充气膜本身具有的一些缺点近年来很少用，张力膜也需要钢索和钢杆的支撑。

（4）其他钢结构建筑类型。如，重型厂房结构、受动力荷载影响的结构、可拆卸的结构、容器以及海上采油平台等其他钢结构构筑物。由于钢材具有良好的韧性、较高强度以及质轻等优点 ，即使建筑地基条件差的场地，层数小不是太高的建筑也因钢结构特有的优越性而降低基础工程造价，钢结构仍然可能是首选。

三、我国建筑钢结构与国外的差距

随着我国改革开放政策的实行和推进，我国的经济建设工作取得了突飞猛进的进展。从美国、日本、欧洲一些发达国家的经验看，建筑业即将成为钢材的主要市场。目前，国内高层钢结构钢材几乎都从国外进口，工程总承包由国外承担，制造和安装则由国内廉价劳动力承包，这种局面应从速扭转，因为这与我国产钢大国的地位很不相称。大跨度钢结构钢材不像高层钢结构那样突出，但设计方案经常国外中标，这种局面与中央强调建立我们自己的创新体系的号召相距甚远，应该引起我国建筑界的关注，是水平低还是其它原因，值得我们深思。

四、钢结构建筑发展前景

目前，我国的钢结构产业已进入跨越式发展的新阶段。钢结构建筑规模越来越大、跨度越来越大、造型越来越新颖独特，有很大的发展潜力。以前我国的钢结构发展缓慢主要是因为钢结构造价高（毕竟我们是发展中国家）以及钢材产量有限。今非昔比，钢结构施工速度快，施工污染小，重量轻，这些优势让它成为未来的发展趋势。钢结构建筑发展的同时，还推动了新型钢结构制造业的发展，钢结构生产规模从几百万吨发展到2000万吨以上。同属于金属制造业，对钢材进行深加工的产品还有焊接钢管、金属丝、绳、铰线及冷弯型钢，其产量已经超过6000万吨以上。由此可见，钢结构建筑行业是一个正在蒸蒸日上、向着更高阶段发展的朝阳行业。

五、结束语

钢结构是今后发展的一个方向，随着科技的进步，审美观念改变必然使得钢结构建筑不断的去扩展自身的表达语汇而寻求发展。我们提倡的是抛弃风格，从结构的理性主义出发，从现代和传统的建筑结构中吸取精华，创造出技术和艺术有机融合的钢结构精品建筑。我们要分清楚，钢结构框架是建筑中承重体系和服务部分，它不是建筑使用中的主要部分，钢结构建筑的设计首先要遵循建筑设计的一般原则，然后才是发挥钢结构的优势。

参考文献：

[1]陈绍蕃，顾强等.钢结构基础.北京：中国建筑工业出版社.

[2]夏志斌.钢结构设计原理.北京：中国建筑工业出版社.

[3]陈绍蕃.钢结构设计原理.北京：科学出版社.

[4]张耀春.钢结构设计原理.北京：高等教育出版社.

（作者单位：河南省永城职业学院）