鋼結構未來的發展趨勢

  鋼結構分為(wei)建筑(zhu)鋼結構、橋梁鋼結構等，與目前建筑(zhu)領域普遍采用(yong)(yong)的鋼筋混凝土結構相比，具(ju)有強度高、工(gong)程造價低、自重(zhong)輕、施(shi)工(gong)周(zhou)期(qi)短和可(ke)工(gong)廠(chang)化(hua)制作等優(you)點，如此多優(you)勢得(de)到廣泛(fan)重(zhong)視并(bing)迅速發展,從(cong)重(zhong)大工(gong)程、標致(zhi)性建筑(zhu)使用(yong)(yong)鋼結構到鋼結構普遍使用(yong)(yong)，呈現出了(le)從(cong)未有過的興(xing)旺景象。

  1、高層重型鋼結構：

  高層鋼(gang)結(jie)構建筑是往(wang)往(wang)當作一個城市標志性建筑。80年代至今已建成和在(zai)建高層鋼(gang)結(jie)構達100多(duo)幢，總面積約800萬平(ping)方米，鋼(gang)材用量(liang)80多(duo)萬噸。

  北(bei)京(jing)、上海在建(jian)(jian)(jian)(jian)和(he)新建(jian)(jian)(jian)(jian)成(cheng)的高(gao)層(ceng)鋼(gang)(gang)結(jie)構就達到十余幢。如：上海中(zhong)(zhong)心大廈(在建(jian)(jian)(jian)(jian)、632米(mi))、上海環球(qiu)金融(rong)中(zhong)(zhong)心(101層(ceng)、高(gao)492米(mi)、用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)量(liang)(liang)6.5萬(wan)噸(dun));北(bei)京(jing)電視中(zhong)(zhong)心(建(jian)(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)面積(ji)18.3萬(wan)㎡，高(gao)度(du)為41層(ceng)，227.05m，用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)量(liang)(liang)3.8萬(wan)噸(dun));國貿中(zhong)(zhong)心三(san)期(建(jian)(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)面積(ji)54萬(wan)㎡、高(gao)度(du)為330m);央視新大樓等(建(jian)(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)面積(ji)5萬(wan)㎡、高(gao)度(du)為234m、用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)量(liang)(liang)12.8萬(wan)噸(dun))。全(quan)國每(mei)年(nian)有200-300萬(wan)㎡高(gao)層(ceng)鋼(gang)(gang)結(jie)構建(jian)(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)施工，用(yong)(yong)鋼(gang)(gang)量(liang)(liang)約45萬(wan)噸(dun)。

  2、大跨度、空間鋼結構：

  近年(nian)來，以網(wang)(wang)架和網(wang)(wang)殼(ke)為(wei)代(dai)表的空間結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)繼(ji)續大(da)量(liang)發展，不僅用(yong)(yong)(yong)(yong)于民(min)用(yong)(yong)(yong)(yong)建(jian)(jian)筑(zhu)，而且用(yong)(yong)(yong)(yong)于工業廠房(fang)、機(ji)庫、候機(ji)樓(lou)、體(ti)育館(guan)(guan)、展覽中心、大(da)劇院、博(bo)物館(guan)(guan)等(deng)。鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)用(yong)(yong)(yong)(yong)量(liang)較大(da)的工業廠房(fang)如(ru)曹(cao)妃(fei)甸鋼(gang)(gang)鐵基(ji)地、上海(hai)江南(nan)(nan)造船基(ji)地等(deng)，代(dai)表性場館(guan)(guan)如(ru)2008北京奧運(yun)(yun)會(hui)(hui)(hui)國家體(ti)育場(館(guan)(guan))、2010上海(hai)世博(bo)會(hui)(hui)(hui)場(鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)用(yong)(yong)(yong)(yong)量(liang)達30多萬(wan)噸)、2010年(nian)亞運(yun)(yun)會(hui)(hui)(hui)(廣(guang)州)、濟南(nan)(nan)全(quan)運(yun)(yun)會(hui)(hui)(hui)、深圳(zhen)大(da)運(yun)(yun)會(hui)(hui)(hui)及(ji)南(nan)(nan)陽全(quan)國農民(min)運(yun)(yun)動(dong)會(hui)(hui)(hui)等(deng)城市興建(jian)(jian)的體(ti)育場館(guan)(guan)。據中國鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)協會(hui)(hui)(hui)空間結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)分會(hui)(hui)(hui)統計(ji)：網(wang)(wang)架和網(wang)(wang)殼(ke)近年(nian)生產(chan)已處(chu)于趨平穩(wen)狀態，每年(nian)1500座，約250萬(wan)平方米，用(yong)(yong)(yong)(yong)鋼(gang)(gang)約7萬(wan)噸，鋼(gang)(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)(gou)選(xuan)用(yong)(yong)(yong)(yong)的鋼(gang)(gang)材呈現品種(zhong)多、規(gui)格雜(za)、用(yong)(yong)(yong)(yong)量(liang)大(da)、強度高的特點，主(zhu)要(yao)品種(zhong)有：Q235C、Q345C、390D(用(yong)(yong)(yong)(yong)于地下(xia)預埋的樁柱)、Q345GJ、Q420、Q460等(deng)。

  隨著懸索(suo)和(he)(he)膜的張拉結構(gou)研究開發深入和(he)(he)工程(cheng)應用(yong)(yong)的推廣。預(yu)應力空間(jian)結構(gou)開始(shi)得(de)到應用(yong)(yong)。杭州雷峰塔、海南千年塔、廣州新電(dian)視塔(高度(du)610米、用(yong)(yong)鋼量4.0萬(wan)噸)和(he)(he)昆明世(shi)博園(yuan)藝術(shu)廣場膜結構(gou)等(deng)一大(da)批新型鋼結構(gou)建筑和(he)(he)構(gou)筑物(wu)不斷涌現。懸索(suo)和(he)(he)膜結構(gou)目前處(chu)于發展階段，用(yong)(yong)量不大(da)，國(guo)內(nei)已有多(duo)家(jia)膜結構(gou)工程(cheng)公(gong)司，承擔(dan)很多(duo)體育場館、機場、公(gong)園(yuan)和(he)(he)街(jie)道(dao)景(jing)觀的設計和(he)(he)施工。目前高中擋膜材仍需進口(如(ru)PTFE、ETFE)。

  3、輕鋼結構：

  輕鋼(gang)(gang)結(jie)構是(shi)相對于重鋼(gang)(gang)結(jie)構而(er)言，其類型(xing)(xing)有門式剛架、拱型(xing)(xing)波紋鋼(gang)(gang)屋(wu)蓋(gai)結(jie)構等，主要(yao)用于輕型(xing)(xing)的工業廠房棉花和(he)糧食(shi)倉(cang)庫、碼頭和(he)保(bao)稅(shui)區倉(cang)庫、農產品(pin)、建材、家具等各類交易市場(chang)、體育場(chang)館(guan)、展覽廳(ting)及活動房屋(wu)、加層建筑等。用鋼(gang)(gang)量一(yi)般30-40kg/㎡左右(不含鋼(gang)(gang)筋用量)。全國(guo)每(mei)年新建輕鋼(gang)(gang)房屋(wu)800萬(wan)(wan)平方米、用鋼(gang)(gang)約(yue)20萬(wan)(wan)噸。

  4、鋼-混凝土組合結構：

  鋼(gang)-混(hun)凝(ning)(ning)土組(zu)合結(jie)構是(shi)充(chong)分發揮鋼(gang)材(cai)和混(hun)凝(ning)(ning)土兩種(zhong)材(cai)料各自優(you)點的合理組(zu)合，不但具(ju)有優(you)異(yi)的靜、動力工作性能，而且能大量節約鋼(gang)材(cai)、降低(di)

  工(gong)程造(zao)價和(he)加快施(shi)工(gong)進(jin)度(du)，對環境(jing)污染較少，符合我國建筑(zhu)結構發(fa)展方向。在(zai)我國的發(fa)展十(shi)分(fen)迅(xun)速，已廣泛應用于冶金、造(zao)船(chuan)、電力、交通等部門的建筑(zhu)中(zhong)，并以迅(xun)猛的勢頭進(jin)入了橋梁工(gong)程和(he)高層(ceng)與超(chao)高層(ceng)建筑(zhu)中(zhong)。

  在高層建筑方面，建成了全部(bu)采用組(zu)(zu)合(he)結(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)超高層建筑——深(shen)圳賽格(ge)廣場大廈，高291.6m，屬(shu)世界最高的(de)鋼-混凝土(tu)組(zu)(zu)合(he)結(jie)(jie)構(gou)(gou)。全國已(yi)建成的(de)采用組(zu)(zu)合(he)結(jie)(jie)構(gou)(gou)的(de)高層建筑超過40幢之多。組(zu)(zu)合(he)結(jie)(jie)構(gou)(gou)拱橋已(yi)建成的(de)也(ye)已(yi)超過300座。

  5、鋼結構住宅：

  用(yong)鋼(gang)結構(gou)建造的住宅(zhai)重量是(shi)鋼(gang)筋(jin)混(hun)凝土住宅(zhai)的1/2左右，可滿足(zu)住宅(zhai)大開間(jian)的需求，使用(yong)面積比鋼(gang)筋(jin)混(hun)凝土住宅(zhai)提高(gao)4%左右。鋼(gang)材可以回收，建造和拆除時對(dui)環境污(wu)染較少，符合推(tui)進住宅(zhai)產業化(hua)發(fa)展節能省地型住宅(zhai)的國(guo)家政(zheng)策(ce)。

  我國(guo)目(mu)前是(shi)最大(da)(da)的(de)(de)建(jian)(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)市場，平(ping)均每年(nian)(nian)房(fang)屋建(jian)(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)建(jian)(jian)(jian)(jian)設(she)約20億(yi)平(ping)方(fang)(fang)米(mi)(2009年(nian)(nian)房(fang)屋施(shi)工面積達(da)32億(yi)平(ping)方(fang)(fang)米(mi))，其中鋼結(jie)(jie)(jie)構(gou)約占2-3%，絕大(da)(da)多數是(shi)鋼筋混(hun)凝(ning)土(tu)結(jie)(jie)(jie)構(gou)和(he)磚(zhuan)混(hun)凝(ning)土(tu)結(jie)(jie)(jie)構(gou)，還(huan)有少量木結(jie)(jie)(jie)構(gou)、磚(zhuan)石(shi)結(jie)(jie)(jie)構(gou)及土(tu)坯房(fang)屋。近(jin)8億(yi)平(ping)方(fang)(fang)米(mi)/年(nian)(nian)的(de)(de)城鎮居民住宅(zhai)(zhai)(zhai)亦如此。鋼結(jie)(jie)(jie)構(gou)建(jian)(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)在(zai)(zai)(zai)我國(guo)整個建(jian)(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)行業中所(suo)占的(de)(de)比(bi)重還(huan)不到5%，而發達(da)國(guo)家已(yi)達(da)50%以上(shang)，住宅(zhai)(zhai)(zhai)鋼結(jie)(jie)(jie)構(gou)的(de)(de)潛在(zai)(zai)(zai)發展空(kong)間非(fei)常大(da)(da)。目(mu)前，在(zai)(zai)(zai)在(zai)(zai)(zai)北(bei)京、上(shang)海、天津、河(he)北(bei)、武漢(han)(han)、青島等地建(jian)(jian)(jian)(jian)了低層、多層、高層鋼結(jie)(jie)(jie)構(gou)住宅(zhai)(zhai)(zhai)試(shi)點示范(fan)(fan)工程，已(yi)建(jian)(jian)(jian)(jian)成(cheng)500多萬平(ping)方(fang)(fang)米(mi)，用(yong)(yong)(yong)鋼約20萬t。寶鋼在(zai)(zai)(zai)鋼結(jie)(jie)(jie)構(gou)住宅(zhai)(zhai)(zhai)產業化方(fang)(fang)面投入大(da)(da)量資金(jin)和(he)研(yan)究(jiu)人員，在(zai)(zai)(zai)武漢(han)(han)、沈陽(yang)等地設(she)計(ji)建(jian)(jian)(jian)(jian)設(she)了多處鋼結(jie)(jie)(jie)構(gou)示范(fan)(fan)住宅(zhai)(zhai)(zhai)項(xiang)目(mu)，2007年(nian)(nian)在(zai)(zai)(zai)武漢(han)(han)漢(han)(han)陽(yang)區(qu)建(jian)(jian)(jian)(jian)成(cheng)了鋼結(jie)(jie)(jie)構(gou)示范(fan)(fan)住宅(zhai)(zhai)(zhai)項(xiang)目(mu)——賽博園經濟適用(yong)(yong)(yong)房(fang)小區(qu)，達(da)到了世界鋼協有關“國(guo)際民用(yong)(yong)(yong)建(jian)(jian)(jian)(jian)筑(zhu)(zhu)用(yong)(yong)(yong)鋼項(xiang)目(mu)”的(de)(de)技(ji)術要求。此外，針對提供給四川地震災(zai)區(qu)作為過渡期安置(zhi)房(fang)的(de)(de)60余萬套活動板房(fang)，寶鋼完成(cheng)了板房(fang)材料利用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)試(shi)點項(xiang)目(mu)。

  6、橋梁鋼結構：

  各大(da)城市(shi)將橋(qiao)梁(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)等交通基礎設(she)施建設(she)作為經濟發展的(de)重要(yao)(yao)基礎。使用(yong)鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)較(jiao)多的(de)有斜(xie)拉(la)橋(qiao),主要(yao)(yao)在鋼(gang)(gang)(gang)箱、纜索、橋(qiao)塔等部位，600米以(yi)上的(de)特大(da)橋(qiao)梁(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)均為鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)橋(qiao)梁(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)?“十一(yi)五(wu)”前(qian)(qian)三年(nian)(nian)平均新(xin)建橋(qiao)梁(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)3萬座(zuo)/年(nian)(nian)，年(nian)(nian)平均用(yong)鋼(gang)(gang)(gang)量(liang)(liang)1300萬噸。據(ju)統計，目(mu)前(qian)(qian)在建高(gao)速公路混(hun)凝(ning)土(tu)橋(qiao)梁(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)中(zhong)可(ke)實施改用(yong)鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)橋(qiao)梁(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)3480座(zuo)，改用(yong)鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)后可(ke)凈增加鋼(gang)(gang)(gang)材用(yong)量(liang)(liang)546萬噸。截至2008年(nian)(nian)底，全(quan)國59萬座(zuo)橋(qiao)梁(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)中(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)橋(qiao)梁(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)不足1%。與美國60萬座(zuo)橋(qiao)梁(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)中(zhong)鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)橋(qiao)梁(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)占(zhan)33%、日本13萬座(zuo)橋(qiao)梁(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)橋(qiao)梁(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)占(zhan)41%相比，差(cha)距較(jiao)大(da)。中(zhong)國第(di)一(yi)座(zuo)全(quan)鋼(gang)(gang)(gang)結(jie)(jie)(jie)構(gou)橋(qiao)塔的(de)橋(qiao)是(shi)南(nan)京三橋(qiao),僅橋(qiao)塔用(yong)鋼(gang)(gang)(gang)量(liang)(liang)即達(da)1.44萬噸?香(xiang)港昂船(chuan)洲大(da)橋(qiao)(長1018米)和蘇通長江大(da)橋(qiao)(長1088米)占(zhan)據(ju)世界(jie)最大(da)斜(xie)拉(la)橋(qiao)的(de)前(qian)(qian)兩名(ming)，到2015年(nian)(nian),中(zhong)國要(yao)(yao)建5座(zuo)跨海峽大(da)橋(qiao),總(zong)用(yong)鋼(gang)(gang)(gang)量(liang)(liang)為625萬噸。

  今后一(yi)個時期，國(guo)內鋼(gang)(gang)材品(pin)(pin)種、質量、規格(ge)不僅要滿足國(guo)內外(wai)鋼(gang)(gang)結(jie)構(gou)(gou)發(fa)展需要，有關領域的(de)高(gao)(gao)(gao)性能(neng)鋼(gang)(gang)材應用開發(fa)國(guo)際(ji)領先;鋼(gang)(gang)結(jie)構(gou)(gou)的(de)產(chan)品(pin)(pin)、配件及(ji)配套(tao)技(ji)術(shu)產(chan)品(pin)(pin)達到國(guo)際(ji)先進水平。重點突出量大面(mian)(mian)廣，產(chan)值(zhi)比重在(zai)行業中地位突出的(de)鋼(gang)(gang)結(jie)構(gou)(gou)住宅、鋼(gang)(gang)結(jie)構(gou)(gou)橋梁及(ji)非標、成套(tao)裝(zhuang)備制造(包括新(xin)能(neng)源(yuan)風電(dian)、核電(dian)、智能(neng)電(dian)網(wang)、三合一(yi)、海(hai)洋(yang)工程(cheng)鋼(gang)(gang)結(jie)構(gou)(gou)網(wang)等)的(de)潛在(zai)市場和(he)自(zi)主(zhu)創新(xin)技(ji)術(shu)發(fa)展，促(cu)進鋼(gang)(gang)結(jie)構(gou)(gou)房(fang)屋建筑質量全面(mian)(mian)提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)，提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)建筑物使用期限和(he)實際(ji)壽命更加先進，促(cu)進相(xiang)關配套(tao)產(chan)品(pin)(pin)、部(bu)件的(de)完(wan)善提(ti)(ti)高(gao)(gao)(gao)，逐(zhu)步使鋼(gang)(gang)結(jie)構(gou)(gou)產(chan)業成為(wei)我國(guo)的(de)戰略(lve)性新(xin)興產(chan)業，初步具(ju)備鋼(gang)(gang)鐵、鋼(gang)(gang)結(jie)構(gou)(gou)強(qiang)國(guo)目標。