試論鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展現(xiàn)狀及前景

梁天昊　王勇

摘要：鋼結(jié)構(gòu)有著強(qiáng)度高、韌性好、變形能力強(qiáng)、可靠性高等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用在現(xiàn)代社會(huì)各個(gè)領(lǐng)域，尤其是在建筑領(lǐng)域，能夠有效的保障建筑結(jié)構(gòu)的性能。文章就鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展現(xiàn)狀及前景進(jìn)行了相關(guān)的分析。

關(guān)鍵詞：銅結(jié)構(gòu)；發(fā)展現(xiàn)狀；前景

隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)建筑的應(yīng)用也越來(lái)越普遍。鋼結(jié)構(gòu)建筑相比傳統(tǒng)的混凝土建筑而言，用鋼板或型鋼替代了鋼筋混凝土，強(qiáng)度更高，抗震性更好。并且由于構(gòu)件可以工廠化制作，現(xiàn)場(chǎng)安裝，因而大大減少工期。由于鋼材的可重復(fù)利用，可以大大減少建筑垃圾，更加綠色環(huán)保。隨著改革開(kāi)放和經(jīng)濟(jì)發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)工程正從跨度大、多層或高層、耐熱性等要求高的工業(yè)建筑足見(jiàn)向民用建筑發(fā)展。只有加大鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)的研究，才能促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)建筑的普及。

1.鋼結(jié)構(gòu)的概述

鋼結(jié)構(gòu)是主要的建筑結(jié)構(gòu)類型之一，主要由型鋼和鋼板等制成的鋼梁、鋼柱、鋼桁架等構(gòu)件組成。在鋼結(jié)構(gòu)中，各構(gòu)件或部件之間采用焊縫、螺栓或鉚釘連接的結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)有著強(qiáng)度高、自重輕、變性能力強(qiáng)、韌性好、可靠性高等特點(diǎn)，鋼材勻質(zhì)性以及各向同性好，在建筑工程中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)可以有效地提高建筑工程性能，節(jié)約建筑工程成本。鋼結(jié)構(gòu)主要由鋼制材料組成，其自重較輕，施工簡(jiǎn)便，在建筑工程中應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)，可以大大地降低工程建設(shè)成本，用鋼結(jié)構(gòu)取代混凝土結(jié)構(gòu)，能夠大大的減少砂、石、水泥的使用量，減輕對(duì)不可再生資源的破壞。另外，在建筑工程施工過(guò)程中，鋼結(jié)構(gòu)可回收，可以減少建筑垃圾。鋼結(jié)構(gòu)抗震性能好，使用靈活，施工時(shí)既不需要耗費(fèi)大量的木材、鋼模板和水，也不會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的噪音與空氣污染。鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展會(huì)帶動(dòng)一系列輕質(zhì)高強(qiáng)墻體材料的發(fā)展，并為綠色建材的發(fā)展創(chuàng)造條件。將鋼結(jié)構(gòu)體系用于住宅建筑可充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)的延性好、塑性變形能力強(qiáng)等特點(diǎn)，使建筑具有優(yōu)良的抗震抗風(fēng)性能，大大提高了住宅的安全可靠性。尤其在遭遇地震、臺(tái)風(fēng)災(zāi)害的情況下，鋼結(jié)構(gòu)能夠避免建筑物的倒塌性破壞。

2.鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展現(xiàn)狀

在我國(guó)，鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展和應(yīng)用滯后于國(guó)外。由于鋼結(jié)構(gòu)建筑的成本比之混凝土結(jié)構(gòu)的建筑稍高，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)的使用還主要是高層建筑、公共建筑等大型建筑，鋼結(jié)構(gòu)住宅目前還比較少。伴隨著現(xiàn)代社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。在建筑工程中，建筑規(guī)模的擴(kuò)大，鋼結(jié)構(gòu)的使用也日漸普遍，尤其是我國(guó)國(guó)門的打開(kāi)，對(duì)外交流的日益頻繁，鋼結(jié)構(gòu)建筑取得飛速發(fā)展。

2.1鋼結(jié)構(gòu)建筑由中外合作向國(guó)產(chǎn)化發(fā)展

自改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)與國(guó)外之間的交流也越來(lái)越頻繁，在這個(gè)過(guò)程中，我國(guó)開(kāi)始學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)，使得我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑取得了突破性的發(fā)展。近年來(lái)，我國(guó)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)建筑的研究越來(lái)越深入，許多鋼結(jié)構(gòu)建筑的建設(shè)我國(guó)已經(jīng)能夠獨(dú)立完成，并有著向國(guó)際化方向發(fā)展的趨勢(shì)。

2.2輕型剛結(jié)構(gòu)的發(fā)展

隨著我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展，對(duì)建筑結(jié)構(gòu)性能要求也越來(lái)越高。當(dāng)前社會(huì)發(fā)展形勢(shì)下，對(duì)節(jié)約經(jīng)濟(jì)、環(huán)保經(jīng)濟(jì)的號(hào)召越來(lái)越大，為了響應(yīng)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的號(hào)召，我國(guó)已經(jīng)研究出輕型鋼結(jié)構(gòu)，并廣泛地應(yīng)用于建筑工程中。輕鋼結(jié)構(gòu)由于其節(jié)約鋼材、安全可靠、節(jié)約工期和使用靈活等特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)的工、農(nóng)、商業(yè)以及民宅建筑等，輕鋼結(jié)構(gòu)建筑的投入使用受到了社會(huì)的認(rèn)可，成為了鋼結(jié)構(gòu)建筑中的重要組成部分。

3.鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展前景

3.1加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)

近年來(lái)，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)在使用的過(guò)程中，一個(gè)比較突出的問(wèn)題就是鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。鋼結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定就會(huì)在使用鋼結(jié)構(gòu)的過(guò)程中存在很大的安全隱患，造成一些不必要的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。為此，在鋼結(jié)構(gòu)建筑未來(lái)發(fā)展道路上，必須加強(qiáng)鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)。同時(shí)，必須加強(qiáng)對(duì)高效性能鋼材的研究，這種高效性能鋼材主要指的是鋼材強(qiáng)度比較高，塑性和韌性也比較好，耐火性能優(yōu)良。只有提高鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，才能更好地提高建筑的整體性能。

3.2發(fā)展大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)建筑

在這個(gè)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的社會(huì)里，大型建筑、空間建筑逐漸成為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的主流，然而就目前來(lái)看，我國(guó)當(dāng)前的鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能夠滿足這些建筑的需求。大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的形式多樣化，結(jié)構(gòu)輕巧，制作安裝方便，經(jīng)濟(jì)效果比較好。同時(shí)，在大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)當(dāng)中，利用了現(xiàn)代預(yù)應(yīng)力技術(shù)，不僅使得空間鋼結(jié)構(gòu)體型更加完美，而且也使得鋼結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性、技術(shù)性得到了很好的展現(xiàn)，使得空間鋼結(jié)構(gòu)更有靈活性。為此，在鋼結(jié)構(gòu)建筑未來(lái)發(fā)展道路上應(yīng)當(dāng)要加大跨度空間鋼結(jié)構(gòu)的研究，進(jìn)而為大型建筑、大跨度空間結(jié)構(gòu)建筑的建設(shè)提供保障。

3.3鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)方法的改進(jìn)和完善

目前，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)方法是以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，但是這個(gè)方法還僅僅是近似概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法，因?yàn)樗?jì)算的可靠度還只是構(gòu)件或某一截面的可靠度，而不是整個(gè)結(jié)構(gòu)體系的可靠度，也不適用于在反復(fù)荷載或動(dòng)力荷載作用下的結(jié)構(gòu)的疲勞計(jì)算。同時(shí)，連接的極限狀態(tài)的研究滯后于構(gòu)件，整體結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)人們認(rèn)識(shí)的還不是十分充分。所以，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的改進(jìn)和完善仍是今后一個(gè)時(shí)期所面臨的主要任務(wù)。

3.4加強(qiáng)國(guó)際合作

盡管我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑取得了飛速發(fā)展，但是與許多發(fā)達(dá)國(guó)家相比，鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)還存在一定的差距，在我國(guó)的建筑體系中鋼結(jié)構(gòu)建筑所占有的比例是很低的，鋼結(jié)構(gòu)用鋼比例與發(fā)達(dá)國(guó)家的平均比例還有差距。為此，在未來(lái)的發(fā)展道路上，應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)國(guó)際合作，學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)，提高我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑水平。

3.5發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑

就目前來(lái)看，我國(guó)住宅建筑選用的結(jié)構(gòu)主要是混凝土結(jié)構(gòu)，與鋼結(jié)構(gòu)建筑相比，混凝土結(jié)構(gòu)的抗震性能及穩(wěn)定性較差。隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑技術(shù)也必將不斷的成熟，大量的適合鋼結(jié)構(gòu)住宅的新材料也將不斷的涌現(xiàn)，同時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)建筑規(guī)范、建筑標(biāo)準(zhǔn)也將隨之逐漸完善。為此，發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑將成為我國(guó)建筑行業(yè)發(fā)展的主要方向。

4.結(jié)語(yǔ)

在建筑工程中，鋼結(jié)構(gòu)作為一種常用的結(jié)構(gòu)類型，鋼結(jié)構(gòu)自重較輕、可靠性較高、施工簡(jiǎn)單，將鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用于建筑中符合了我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。伴隨著我國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。結(jié)構(gòu)建筑必然會(huì)具有十分廣闊的空間，甚至?xí)锌赡艹蔀橐院蠼ㄖw系中的主流。為了更好地促進(jìn)我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展，必須不但加大鋼結(jié)構(gòu)建筑的研究，同時(shí)加強(qiáng)與發(fā)達(dá)國(guó)家的聯(lián)系，學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)的鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)，進(jìn)而推動(dòng)我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)建筑水平。