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钢结构建筑的发展

  近几年,钢结构建筑相比于砖混结构建筑在环保、节能、高效、工厂化生产等方面具有明显优势。深圳高 325米的地王大厦、上海浦东高421米的金茂大厦、北京的京广中心等大型建筑都采用了钢结构,北京、上海、山东等省市已开始进行钢结构住宅试点,其中,北京金宸公寓已被列为建设部住宅钢结构体系示范工程。高层钢结构建筑屡见不鲜人们预料21世纪是金属结构的世纪,钢结构将成为新建筑时代的脊梁。人类自 17世纪70年代开始使用生铁,19世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋,钢结构发展的历史要比钢筋混凝土结构发展的历史悠久,它的生命力也是越来越强。在美国,低层建筑如两层楼以下的非居住型建筑市场已有70%以上是建筑金属制品。全世界至今已完成的101幢超高层建筑中,钢筋混凝土结构16幢,纯钢结构 59幢,不同形式的钢砼混合结构27幢;可以看出钢结构的发展必将促使建筑业、冶金工业、机械工业、汽车工业、农业、石油工业、商业、交通运输业得到迅速发展。

优势

  钢材的“容重与强度比”一般小于木材、混凝土和砖石,因此钢结构比较轻,与钢筋混凝土结构相比要轻 30%-50%;另外钢结构断面小,与钢筋混凝土结构相比可增加建筑有效面积8%左右。我国二十世纪初建造的松花江钢桁桥、黄河大桥、上海国际饭店等就采用了钢结构;新中国成立后,我国民用高层建筑钢结构发展速度进一步加快,全国十几幢高层钢结构建筑中北京就占了六幢:京广中心(208米高)、京城大厦 (182米高)、国贸中心(155.2米高)、长富宫饭店 (90.9米高)、香格里拉饭店(82.7米高)、中国工商银行总行(48.3米高),还有正在建设中的国家大剧院工程。全国上百个大小机场都将设计采用钢结构,以加快建设速度和增大空间。由此可见,高速度发展的经济需要钢结构。

条件

  政策、技术条件已经具备。今年年初,建设部、国家冶金工业局联合组织建筑用钢技术协调组制定《国家建筑钢结构产业“十五”计划和2015年发展规划纲要》。纲要中明确阐述:钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工速度快、地基费用省、占地面积小、工业化程度高、外形美观等一系列优点,此外,钢结构建筑还具有良好的空间感,可设计成大量开放型办公室围绕着空中花园、中央天井加上合理的电梯设计可达到最低的能源消耗。因此钢结构又是环保型和节能型建筑结构。与混凝土结构相比它是环保型和可再次利用的、易于产业化的结构,发达国家在房屋建筑中广泛采用钢结构。金融街是北京最具现代化气息的街区,鉴于钢结构住宅有上述诸多优势,作为目前金融街上唯一的高档公寓,为了创造更舒适的空间感和更加节约能源,金宸公寓设计成了钢结构高品位住宅,并被评为纲要公布后北京首家建设部住宅钢结构体系示范工程,也是北京目前唯一的小高层钢结构住宅项目。

基础

  钢产品和建筑钢材品种的增加为钢结构的发展打下了良好的基础。我国从1996年钢产量突破1亿吨,已成为世界的钢铁大国,随着国家二十一世纪狠抓冶金科技进步,提高我国钢铁工业的技术水平和装配水平,到2020年前后我国有望成为世界的钢铁强国。过去长期不能生产的H型钢,现在已可以在“马钢”、“莱钢”和鞍山第一轧钢厂生产了。 H型钢的最大截面已达700mm,年产能力可达140万吨,轻钢结构用的彩色钢板目前年生产能力已达70—90万吨,冷弯型钢年生产能力约120万吨。这为钢结构建筑的发展奠定了基础。“十五”期间建筑钢结构的发展目标,是争取达到每年建筑钢结构用钢材占全国钢材总产量的3%。2015年建筑钢结构的发展目标,是争取每年全国建筑钢结构的用钢量达到钢材总量的6%。由此可见,我国建筑钢结构的发展将上一个新台阶。高效的焊接工艺和新的焊接、切割设备的应用。如各种反面衬垫方法的双面成型单丝和多丝埋弧焊、龙门架工字梁双侧双丝快速焊接生产线、各种数控火焰机和激光切割机,为钢结构高效制作和生产高质量产品创造了良好条件。高效焊接材料的使用,如气体保护焊和自保焊药芯焊丝以及各种高效焊条,到 2005年要占焊接材料总产量的40%左右;摩擦型强力螺栓和采用扭力自动控制方法以及防腐、防火等新工艺、新材料的开发等都为深入发展钢结构工程创造了良好的条件。