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摘要:鋼筋混凝土結構的建筑使用壽命為100年，甚至可長達200年，那么1000年以后怎樣辦?整個城市將變成石林垃圾。鋼結構房屋可重復利用屬綠色建筑，并且低碳、節能、環保是將來建筑業發展的方向。我國鋼產量自1996年來連年位居世界首位，近10年我國大陸的每年鋼產量約占世界鋼產量總數的一半，年鋼產量7億多t，鋼結構建筑的建設條件基本成熟。本文介紹了國內外鋼結構在低層和高層建筑結構的應用和發展，對比了各自的發展現狀。對鋼結構在國內發展面臨的問題和優勢做詳細的分析闡述，并且在這個基礎上，對鋼的結構形式在我國的發展進行了一定的預測和展望。

關鍵詞:鋼結構;建筑;前景;優勢;廣泛應用

0前言

隨著經濟全球化的加快，我國的經濟不僅飛速發展，而且社會也有巨大的進步，更加令人慶賀的是，我國的科技也步入了一個飛速的發展階段，以前是用經濟帶動科技發展，現在是用科技推動社會經濟進步。而隨之帶來的是人民對生活水平要求也有很高的要求，不僅對物質要求高，而且對精神生活要求也很高，人們在生活觀念包括方式上都有很大的改變，現在除了日常基本需求，對住房也有一定的要求了。不僅期待房子建筑的速度快，而且要求房子環保綠色，還要有自己的個性。所以目前被稱為綠色結構的鋼住宅，是從工廠流水線上發展下來的，成為了比較火的一個住宅發展趨勢。本文主要討論的內容就是鋼住宅在國內外的目前發展狀況以及在國內的適用性和在國內發展的前景進行預測。

1鋼結構本文的發展現狀

目前來說，鋼結構建筑在發達國家已經發展了很多年，所以不論是知名性還是實用性，都已經比較普遍了，知道并且了解的人很多，而且體驗過的人都對此贊不絕口。因此，鋼結構建筑在發達國家已經在實際應用中得到了很多的肯定。所以目前發達國家的鋼建筑出現了以用途非常廣泛并且用量非常大的這種特點。在國外，鋼結構的材料不僅廣泛的用于高層建筑，而且在跨度比較大的和空間比較大的建筑中還有用量比較大的地方，就是一些商業場所、居民社區、文化教育和衛生場所，還包括一些中小型的工業場所，甚至一些低層的建筑物當中都有廣泛應用。如今，中國的臺灣，歐洲、美洲、日本等地，很多廠房的建筑，全部都采用鋼結構了。尤其是在美國，基本上大部分的非居民低層建筑都采用了輕鋼架體系。因為鋼結構的應用如此廣泛，所以用鋼量在不斷增長，比如在一些發達國家，鋼結構用的鋼量占每年該國家用的總綱量已經達到40%以上。

1．1低層鋼和輕鋼結構的發展

在美國的大環境下來說，目前金屬建筑還是很有市場的，不僅在工業、商業、等方面有很大的份額，而且在很多社區方面也有應用。低層建筑是指樓的高度低于18m，但是層數又在五層以下的一些辦公社區和工業廠房，也包括一些社區的建筑。在美國，低層建筑中鋼的應用范圍很廣，其中兩層以下的非居住所用的建筑就能夠達到60%以上的份額。剛剛提到的輕鋼結構也在很多的建筑中被廣泛應用，比如在一些體育館、展覽館包括超市工廠等建筑方面都有應用。輕鋼結構是以彩鋼板作為屋面和墻面一種比較完善的建筑體系。這種建筑體系不僅建筑周期短，而且適應性強，外觀還比較美。價格也相對來說很便宜，容易維護等很多優點。

1．2高層和超高層結構的發展

因為經濟的飛速發展，所以人們對于一些高層的難度較高的建筑物要求也會越來越高。這時候人們就發現鋼結構在這方面具有很多的優點，比如結構較輕，強度也很高，建筑周期也很短等。所以對于很多高層甚至超高層大跨度的建筑來說，都是非常理想的結構。目前世界上最高的建筑，包括面積最大的建筑，多是采用鋼結構，甚至有很多屆奧運會的場館，也多采用鋼結構，還包括占地較大的機場。

2我國鋼結構的發展現狀

自從1949年新中國成立以來，鋼結構就在很多大型工業廠房、公共建筑和一些較高的建筑中得到了應用。特別是近些年來鋼結構更是廣泛應用于很多的公共建筑中，比如北京新建的天文館，沈陽新建的國際機場的屋蓋，都采用了鋼結構。而我國現在不僅能夠生產很多類型的建筑用的鋼材，而且生產的工藝和品種也在逐日增多，比如生產出了多種彩鋼，讓我國建筑更加多元化、多彩化。所以說鋼材在我國也還有很廣闊的發展空間。而當前我國建筑行業發展的總目標是要提高整體的素質、生產工藝和裝備水平，具備一個較為領先的競爭力，能夠在國際市場中占有一席之地。并且能夠帶動國民經濟增長，使建筑行業成為國民的支柱產業，所以鋼材在這方面具有很重要的拉動作用。從我國鋼建筑的應用成績來看，比如處于世界第三高的上海金茂大廈，還包括首都國際機場，國家體育中心鳥巢等等，我國很多著名建筑，都應用著鋼工程的建筑體系，這也標志著鋼工程的建筑在我國的很多高層和大跨度建筑中有發展。

2．1高層建筑鋼結構的發展

最近幾年，我國高層建筑如雨后春筍般發展成很迅猛的趨勢。比如20世紀80年代，我國建成的最高層的鋼結構建筑為208m。而到20世紀90年代以來，包括正在建造的高層鋼結構建筑，最高的已經達到了420m，即將有可能達到460m。包括最近正在施工的很多高層建筑的鋼結構大廈，從最初的設計制造生產安裝，全部都是由我國獨立自主完成的，體現了鋼結構在我國的發展。

2．2大跨度空間鋼結構的發展

最先讓人們產生了解的大跨度空間鋼結構就是網架工程，它具有較快的發展速度，而且在生產計算方面也比較成熟，這是它能夠迅速發展的重要原因。因為網殼在我國已經有很多的應用了，建成了很多建筑，它和網架相比又有很多的優點，包括拋物面等形式，在體育館車站等大型的公共建筑中有很多應用。近年來，國際上都流行一種波浪形曲面的建筑，這種建筑具有樹枝狀的結構，它能夠把其他結構融合起來，使建筑看起來不僅外觀美麗，而且雄偉。比如我國的上海浦東機場，首都機場等建筑形式，就是典型的例子。

2．3輕鋼結構的發展

輕鋼結構因為具有較多的優勢，是近十多年來發展最快的領域了，因為輕鋼結構具有工業化，商業化程度特別高，而且施工的周期較短，市場需求量較大，所以綜合來說，能帶來的效益很高，目前結構設計人員以對其引起足夠的重視。目前來說，對輕鋼發展的一個新的方向，是相關房屋的研究和開發，現在已經有很多低層和高層的設計方案了。輕鋼結構其適用范圍也很廣，不僅用的地方多，而且具有的優勢很明顯，所以目前已經大量的用于，單、多層工業廠房，多層工業廠房還有很多，高層建筑辦公樓之中。在單多層建筑廠房的應用中，不僅包括單跨和多跨，而且跨度一般不超過30m，非常節省材料，施工周期很短，費用也低。在辦公樓的應用方面，不僅有利于抗震，而且資源耗用少，工業化程度也高，施工的速度還特別快，唯一的缺點就是造價略高，在別墅上的應用還具有造型多變等優點。

3鋼結構應用存在的問題及處理措施

3．1鋼材耐火性差

鋼結構雖然有很多的優勢，但鋼材耐熱性都不是那么盡如人意，一旦發生了火災，火災現場的溫度可以高達800℃以上，鋼材結構根本不可能達到我們防火的要求。對于鋼材來說比較好的防火方式其實就是在外面涂上一層防火材料，或者將其外層用混凝土包裹，但這樣子很容易掩蓋鋼結構自身所具有的優勢，所以我們不僅要做到防火，而且要保留它本身的優勢。適合鋼結構的防護方式，主要就是包括主動防護和被動防護，主動防火就是探測和警報系統，噴灑系統;被動防護方式就是對其外層進行包裹，利用防火材料或者外包材板使其表面形成一層防護。還可以對鋼材設計成空心的形狀，在里面加上水。可是此種辦法的造價和對技術的要求都非常的高，不適合大面積的應用;或者用耐火材料構造成的墻體把鋼結構屏蔽包圍，但是這種方法會減少建筑的有效利用面積，是有著許多弊端的。

3．2濕度較大時易腐蝕

鋼結構廠房有一種在長期的使用中存在的慢性病就是時間久了就可能會產生腐蝕。一般鋼材的抗腐蝕能力非常的差，特別是在濕度比較大、而且還有侵蝕性物質存在的氛圍中，會比較快速地生銹甚至腐蝕，這樣大大減弱了構件的承載能力。對于以前的人們來說，對于暴露在外面的鋼材一般都是進行刷漆或者噴防銹漆層，但是經過長時間的經驗所得，施工的過程中并不能避免空氣進入涂料中去，所以想要將鋼材和外界空氣隔離開是非常困難的。在此過程中也很少有定期的維修，所以達到的效果常常不太能夠令人滿意。而使用噴鋁等方式不僅成本上漲了很多，而且效果也并不理想。所以近些年來在冶金行業進行冶煉時摻入了一系列的磷鉻銅鎳等，使得這些鋼材變為了更耐腐蝕的合金，不僅節省成本，而且形成了密度更高的防腐層，就很好地隔絕了空氣，所以是一種非常積極有效的方式。

4鋼結構相比于其他結構的優勢

4．1綠色環保

鋼結構的住宅和建筑，最大的優勢就是綠色環保，原因就是在施工時，基本上不采用砂石和灰，所以大大減少了它們的用量，而是采用可回收可降解的材料，所以基本上都是綠色的材料。而且就算建筑要拆除或者不需要時，大部分的材料也都可以直接拆除或者降解，沒有任何垃圾污染。

4．2抗震性能好

鋼結構還有一個最大的優勢，就是在現在地震頻發的年代里，它具有極其良好的抗震性能，因為鋼結構的延展性好，而且塑形變形能力強，所以它具有很優良的抗震抗風性能，這就在很大程度上提高了建筑物的安全性可靠性。

4．3符合可持續發展的要求

因為鋼結構具有綠色、環保、抗震等優點，所以鋼結構非常符合我國的可持續發展要求，適合在工廠大批量生產，而且工業化程度也較高，能夠將節能防水等先進產品進行成套的應用，把生產設計施工一體化，提高建設速度。

4．4節能效果好

建筑物的墻面中，如果能夠采用比較節能的C型鋼，夾芯板等，不僅具有良好的保溫性能，而且在節能方面也有很大的效果。

4．5使用靈活

鋼結構建造的住宅能夠比傳統的建筑，更好的滿足建筑上進行靈活分割的要求，并且可以采用輕質墻板的使用，大大提高了面積的實用率，做到節省空間，提升空間利用率。

4．6降低成本

因為鋼結構的重量較輕，所以使用材料量也較少，和混凝土相比能夠減少使用一半以上的料，所以在建筑物的建造成本上，也能夠節省很大一部分。

4．7施工周期短

在進行房屋建筑的時候，采用輕型鋼結構體系和普通的混凝土房屋相比，減少了很多的工藝步驟，不需要現場進行鋼筋的綁扎，也不需要制作模板，而且在進行澆筑混凝土的時候，也不需要臨時支撐。所以現在這種輕型鋼結構的房屋建設的周期比傳統模式大大的縮短，將近提高一半以上。不僅能夠縮短資金的使用周期，而且能夠提高資金的使用效率。

4．8方式靈活

因為輕鋼材料使用起來具有很多優點，比如輕便靈活，所以在進行戶內設計的時候，有多種多樣的方案，可以隨意進行選擇，可以滿足很多用戶的不同需求。

5鋼結構房屋的未來發展和市場前景展望

1)首先要看一下鋼結構材料的來源，這就取決于鋼材市場的發展。為了適應建筑市場的需要，很多鋼材已經生產成成品，而且品種較為齊全，材料較為標準化，不管在數量還是在品質上，都具有很大的提升。從1996年開始，我國用鋼量就非常大，每年的產鋼量都超過了1億t，在世界上是數一數二的用鋼大國。近十年來我國大陸地區，每年的鋼產量和用量，也占世界鋼用量的一半。其他材料工業的發展，也為鋼結構的大量使用提供很大的便利性，能夠生產出多種多樣的鋼材料。我國現在在生產彩色鋼板，包括其他各種形狀鋼板的工藝上也有很大提升，技術也在不斷提高。

2)從社會和政府方面來看，政府部門對鋼結構大力使用也有很大的支持和引導，因為鋼結構畢竟和傳統混凝土相比具有很多的優勢，不僅重量輕、強度高，而且抗震性好，尤其是綠色環保這一特點，符合現在我國生態發展的需求，也符合可持續利用的戰略需求，所以綜合來說，經濟效益是最高的，也為很多的投資者所看好，所以政府也是大力支持。

3)目前來說，我國對于鋼的加工工藝也是具有很高的水平，如切割技術和焊接技術，都為鋼材料的廣泛利用提供了良好的技術條件。包括在一些鋼結構的設計等方面，我國已經了20余條行業標準，所以有關鋼結構的規范和大規模使用，已經提供了必要的基礎和條例。

4)現在從政策方面來看，早在2001年，我國的建筑部就了相關的技術導則文件，該文件為我國促進鋼結構建筑的發展和規范提供了很大的幫助和參考，非常適合我國的國情，所以為我國鋼結構在住宅中的廣泛應用提供了非常有利的，政策指導。目前來說，很多鋼結構的單位面積造價要比混凝土的甚至要低，所以，在產業化來說鋼結構必將成為建筑業的一場新的革命。而且隨著住宅產業經濟增長點的提升，鋼結構如果成套利用在住宅體系中，會大大促進其快速發展。

5)由于鋼結構的快速發展，所以鋼結構的設計也需要大批的人才，很多專業設計院、研究院會進行品種豐富的鋼結構的設計。而且隨著科技的發展，現在的設計通過電腦完成，速度也大大提升。只要設計和生產相互匹配，就能夠形成比較規范的市場。

6總結

我國的鋼結構具有很大的發展優勢和前景空間，所以隨著經濟建設的發展和社會的交流進一步增強，更多的高層建筑和大型公共建筑都會被社會所需要，所以鋼結構的發展前景是十分可觀的。

作者：王敬奎 單位：海工英派爾工程有限公司