浅析纯钢结构设计的现状与前景

来源 :城市建设理论研究 | 被引量 : 0次 | 上传用户:Mciael
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   摘要:钢结构目前在我国已经得到初步的发展,因其材料和结构形式的特点,钢结构具有建筑功能分区的可变性强、房屋自重轻、抗震性能优越、生产自动化施工装配化程度高和造价低综合经济效益好等优点。但推广和应用钢结构还需解决一系列的问题。
  关键词:钢结构建筑;现状;发展前景
  中图分类号:TU391文献标识码:A 文章编号:
  
  随着国民经济的快速发展以及人民生活水平的日益提高,钢结构已经广泛的应用在建筑行业,包括工业厂房、大跨度公共建筑、民用住宅等。不过,钢结构的研究还处于起动阶段,研究力度还不够,实际设计和施工还存在不少争议和问题。这些都急需解决,以利于钢结构在我国健康快速持续发展。
  1.我国纯钢结构建筑的发展现状
  1.1 高层、超高层建筑由中外合作到国产化的起步
  我国著名的高层、超高层建筑大多是中外合作的产物,如上海金茂大厦、环球金融中心、深圳地王大厦、北京京广中心等。中外合作设计对于掌握国外先进技术及锻炼培养人才起到了促进和推动作用。1998年建成的大连远洋大厦(高201m,51层)标志着高层钢结构建筑国产化的起步,1999年建成的深圳赛格广场(291.6m,72层)是世界上最高的钢管混凝土结构建筑。 
  1.2轻钢结构建筑的迅猛发展与国外公司的大批涌入 
  近年来、轻钢建筑以其商品化程度高、施工速度快、使用效果好、应用面广、造价低等优势获得了迅猛发展。全国每年约有200万平方米轻钢建筑竣工。在此背景下,国外轻钢结构生产厂商也纷纷在我国设分公司、制造厂,获得了很大的销售量。
  1.3空间结构得到了进一步的发展 
  大量大跨度的建设项目陆续兴建。如天津体育中心(直径108m,1994年)、上海8万人体育场看台顶盖(1998年)、沈阳博展中心室内足球场(2000年)等。
  2 .纯钢结构设计在我国的不足和问题
  2.1钢结构在住宅区域的发布不平衡
      (1)钢结构建筑市场兴起于上海和广东,现在虽已遍布全国,但因地域经济发展不平衡,可将其分为北京、上海、苏杭、粤闽、天津5大区域。
   (2)钢结构建筑企业主要分布在东南沿海地区的主要城市,如上海、杭州、東莞和无锡等大中城市,而在东北、西北、西南和华中地区,钢结构住宅发展缓慢,有些还处于起步阶段。这样的发布态势必然会加大东部地区的市场竞争,这对正处于开发阶段的西部地区非常不利,因为不在同一起跑线上,只会拉大东西部发展距离,进而影响钢结构住宅也的整体水平。
  2.2钢结构产物的技术水平较低
  
  (1)在标准化设计方面,美联钢构已经做到建筑节点标准化和配件设计标准化。而在我国,大部分钢结构住宅的设计还不能达到这样的水平。
  (2)在建筑表现形式上,国外企业把建筑风格发挥到极致。而我国的钢结构住宅建筑大多则显得呆板、单调和粗糙。
  (3)在加工制造工艺方面,差距主要表现在加工设备的水平上,我国轻钢结构住宅加工设备在加工精度、自动化程度、数控化程度上与国外相比有很大距离。我国钢结构住宅要想与国际全面接轨,还有一段路要走,但随着设计水平的不断提高,各种标准的统一,很快会步入快车道。
  2.3 钢结构在我国发展存在的问题
  (1)钢结构研发资金不足,标准及规范修订周期太长;标准及应用规范规程缺项、滞后;钢材标准与工程设计、施工规范规程衔接不上。
  (2)钢结构加工厂和施工安装企业装备、计算机管理、劳动生产率还需进一步提高,稳定钢材超常涨价的不良市场秩序。钢结构建筑在防火、防腐、保温、隔音、防震和稳定性等方面的设计尚不成熟,限制了钢结构在民用建筑中的发展。
  3 .纯钢结构设计的发展前景
  3.1钢结构的优势
     钢结构与其它建设相比,在很多方面都具有优势,可随时移动。具体表现为:
  (1)由于钢结构的延性好、塑性变形能力强,具有优良的抗震抗风性能,用于住宅建筑可充分发挥其作用,将大大提高住宅的安全可靠性。尤其在遭遇地震等灾害的情况下,钢结构能够避免建筑物的倒塌性破坏。   
  (2)钢结构住宅体系自重轻,约为混凝土结构的一半,能够减少的基础造价。
     (3)绿色环保。钢结构住宅施工时不需要砂、石、水泥等,大大减少了砂、石、灰的用量,所用的材料基本上是绿色、可回收或能降解的材料,在建筑物拆除时,大部分材料可以再用或降解,不会造成垃圾。
  (4)节能效果好,墙体采用轻型节能标准化的方钢、C型钢、夹芯板,保温性能好,抗震度好,节能 。
  (5)钢结构住宅施工速度快,工期比传统住宅体系至少缩短三分之一。
  (6)钢结构住宅要比传统建筑的空间利用得更充分,通过减少柱的截面面积和使用轻质墙板,提高面积使用率,使户内有效使用面积提高。
     (7)符合住宅产业化和可持续发展的要求。钢结构适宜工厂大批量生产,工业化程度高,并且能将节能、防水、隔热、门窗等先进成品集合于一体,成套应用,将设计、生产、施工一体化,提高建设产业的水平。
  3.2钢结构的发展前景广阔。
      随着我国提倡节能减排工作的不断推行,钢结构作为可循环再利用的低碳绿色建筑材料,已成为建筑行业所关注的焦点。也正是由于这样使得我国有关钢结构的企业已有成千上万家了,钢结构加工量上千万吨。 我国建筑业发展的总目标是:提高建筑业的整体素质、生产工业与技术装备水平,达到在国际建筑市场中具有较强的竞争能力,并充分发挥建筑业在带动国民经济增长和结构调整中的先导产业作用,使建筑业成为名副其实的国民经济支柱产业。建筑业要带动相关产业发展,加快发展钢结构工程是一个很重要的方面。最近在我国建筑工程领域中已经出现了产品结构调整,长期以来混凝土和砌体结构一统天下的局面正在发生变化,钢结构以其自身的优越性引起业内关注,已经在工程中得到合理的、迅速的应用。     
  
  我国 20年来的改革开放和经济发展,已经为钢结构体系的应用创造极为有利的发展环境。首先,从发展钢结构的主要物质基础来看,自1996年开始我国钢的总产值就已超过1亿吨,居世界首位。而且随着钢材产量和质量持续提高,其价格正逐步下降,钢结构的造价也相应有较大幅度的降低。与之相应的是,钢结构配套的新型建材也得到了迅速发展。其次,从发展钢结构的技术基础来看,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。有关钢结构的规范规程的不 断完善为钢结构体系的应用奠定了必要的技术基础,为设计提供了依据。第三,从发展钢结构的人才素质来看,经过几年来的发展,专业钢结构设计人员已经形成一定的规模,而且他们的专业素质在实践中得到不断提高。而随着计算机在工程设计中的普遍应用,国内外钢结构设计软件发展迅猛,软件功能日臻完善,为协助设计人员完成结构分析设计,施工图绘制提供了极大的便利条件。
  当年“5.12”地震中,钢结构建筑良好的抗震功能,开始将钢结构拉入民用住宅应用视野。有业内人士统计,四川省的门式轻型钢房屋,在地震中极少倒塌,与周边房屋的倒塌和破损形成鲜明的对比。随着国家建设节约型社会战略决策的实施,发展既节能又省地的住宅越来越受到中央和地方的重视,北京、上海、广东、浙江等地都建了大量的底层、多层、高层钢结构住宅点示范工程,体现了钢结构住宅发展的良好势头。住建部也组织36项钢结构住宅体系及关键技术研究课题,开展试点工程,并出台《钢结构住宅设计规程》,为钢结构在住宅体系全面铺开出台了行业标准。钢结构具有绿色、节能、环保功能,将成为我国住宅建筑的发展趋势。
  4 .总结
  此次论文的编写,在查阅资料的过程中让我了解到了有关钢结构的很多,比如说钢结构在我国还是存在着很多问题的,钢结构产业是否符合节能环保型、可持续发展的行业认识还有待于进一步提高。因此,钢结构的有关市场还有待我们去发展,很多问题还有待我们去解决。
  参考文献:
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