重大建筑钢结构工程用钢概况

重大建筑钢结构工程用钢概况

1中国建筑钢结构发展迅速

中国经济正以10%以上的速度持续发展，建筑业己成为国民经济的支柱产业，2005年建筑业增加值占GDP的比重稳定在5.5%左右。2007年钢材产量达到46719万t （不含重复材），人均消费300多公斤。建筑钢材数量、品种、质量基本满足钢结构行业发展的需要。马钢、莱钢、日照生产的热轧H型钢从零开始到2006年底产量达到500多万吨。2006年彩涂板产量500多万吨。中厚、特厚板产量逐年增加，2006年达3500多万吨，今年又增

产。其他钢结构用的型钢、钢管、高频焊接H型钢、冷弯型钢及镀层钢板等都有明显增长。

1、钢结构发展迅速、应用领域不断扩大、用量不断增加

（1）近几年中国各地成立了一些钢结构设计研究所，专门从事钢结构结构设计、详图设计和咨询工作；涌现出一大批优秀钢结构设计，设计软件和科研成果；开展了修订钢结构设计、施工质量验收规范、编写技术规程、设计图集100多本。各高校重视和加强钢结

构专业的发展，增加了师资力量，扩大了钢结构专业硕士和博士招生数量，教学内容与工

程实践紧密相结合，出版了大量钢结构专业教材、论文著作和应用手册，学术交流热烈。

（2）按中国钢结构协会制造企业资质标准：32家特级（年产量超过5万t）构件质量优良、管理科学的钢结构制造企业走在行业前头，有的年产量己超过三十万吨，产品主要

应用在国内重点大型工程中，也有不少产品出口，其制造水平达到了国际先进水平。43家一级（年产量超过1.2~5.0万t）钢结构制造企业承担大、中型工程的钢结构加工任务，其质量和产量均有较大的发展。一大批（近千家）中小企业发挥自己的特长，满足国内市场的需求，形成钢结构加工行业百舸争流的大好形势。

（3）—大批有实力的钢结构安装企业承担了国内重点大型钢结构工程安装。新技术、新工法、新设备层出不穷，施工安装水平达到了国际先进水平。

（4）钢结构配套产品齐全（高强度螺栓、栓钉、各类专用焊接材料、各种连接件及保温、隔热材料等），加工设备制造厂发展迅速，产品满足了钢结构行业的需求。

2、中国钢结构总量、预测及特点

（1）按46家钢结构加工企业产品分（2007年统计）：工业厂房占34%、多层（V 7 层）8.7%、高层13.1%、公共建筑9.0%、桥梁8.5%、非标钢结构17.2%、其他建筑9.5%。

（2）按钢结构加工企业用钢材品种比例分：中厚板（包括特厚板）占70.9%，热轧H型钢占15.5%，彩涂板（包括镀锌板）占3.8%，管材6.4%左右，其他型钢及冷弯型钢约占3.4%。

（3）按钢结构加工企业用钢强度级别分：Q235占27.4% , Q345占66.4% , Q390占2.0%, Q420占3.0%, Q460占1.2%，其中Q420和Q460高强度钢材采用不多。

（4）按企业地域分：在上海地区、浙江、江苏长江三角洲地区相对集中，其钢结构产量2004年达到450万t，约占全国产量的1/3。河北、山东、北京、天津渤海湾地区1/3。

其次是广州、深圳、珠江三角洲地区、东北、中西部地区。

如按国民经济增长的比例计算，钢结构产量每年按10%速度增长，2007年达到2000 万t。按目前经济发展速度，2010年钢结构产量达到2600万t的预测将要突破。

表1钢结构总量及预测

年份 . 数量（万吨）.占钢筋砼用结构用钢量占钢材产量

3、政府加强了钢结构发展的政策引导和支持

（1）建筑钢结构的钢材、设计、制造、施工等有关国家行业标准、规范己编制修订完成，并编制《住宅性能评定指标体系》、《公共建筑节能设计标准》、《健康住宅建筑技术标

准》等标准。建设部编制2010年《建设事业技术政策纲要》，并于2001年底发布了《钢结构住宅建筑产业化技术导则》。

（2）编制十一五”建筑钢结构发展目标

①积极扩展建筑钢结构用钢材的品种，提高产品性能。研究和开发高性能建筑专用钢材系列产

品，包括优质焊接结构钢、高强度优质厚板、热成型管材、优质可焊铸钢等。扩

大冷弯型钢和热轧H型钢的品种和规格，包括大截面冷弯管材、大截面H型钢和轻型H 型钢等。合理推广采用耐候钢、耐火钢、Z向钢和药芯焊条等。2010年，基本实现建筑钢结构用钢国产化的目标。

②大力推动建筑钢结构的发展，进一步提高应用技术水平。高层和超高层建筑优先采用合理的钢

结构或钢一混凝土结构体系。大跨度建筑积极采用空间网格结构、立体桁架结构、索膜结构以及施加预应力的结构体系。低层建筑大力推广采用经济适用的轻型钢结构体系。总结试点经验，结合市场需求，积极开发钢结构住宅建筑体系，并逐步实现产业化。

2010年，建筑钢结构用钢量争取达到国家总产钢量的6%，同时，建筑钢结构的综合技术水平接近或达到国际先进水平。

4、重视和发展钢结构建筑逐渐得到了认同

钢结构建筑是一种新型的节能环保的建筑体系，被誉为21世纪的绿色建筑”之一，是一种节能环保型、能循环使用的建筑结构，符合发展省地节能建筑和经济持续健康发展的要求。在高层建筑、大型工厂、大跨度空间结构、交通能源工程、住宅建筑中更能发挥其发挥钢结构建筑的自身优势。汶川震后调查又一次说明了钢结构具有较强的抗震能力，可以认为发展钢结构建筑已逐渐得到了各方面的认同。

二、国家体育场用钢

1、工程用钢概况

国家体育场（鸟巢）钢结构屋面呈双曲面马鞍型，最高点高度为68.5m，最低点高度为40.1m;平面上呈椭圆形，长轴为332.3m、短轴为297.3;屋盖中部的开口内环呈椭圆

型，长轴为185.3m，短轴为127.5m;大跨度屋盖支撑在24根桁架柱之上，柱距为38.0m。钢结构大量采用由钢板焊接而成的箱形构件，交叉布置的主结构与屋面、立面的次结构一起编织成鸟巢”的造型。

屋顶主结构均为箱型截面，上弦杆截面基本为1000mr W 1000mm，下弦杆截面基本为800mmX800mm ,腹杆截面基本为600mmX600mm ,腹杆与上下弦杆相贯，屋顶桁架矢高

12.0m。竖向由24根组合钢结构柱支撑，每根组合钢结构柱由两根

1200mm X 1200mm 箱型

外柱和一根菱形内柱组成，每个桁架柱下设有一个T型钢柱脚，荷载

通过它传递至基础。

立面次结构截面基本为1200m M 1000mm，顶面次结构截面基本为1000mr W 1000mm。

设计总用钢量约42000吨，详见表2。钢板的最大厚度110mm。当钢板厚度<34mm时, 采用Q345钢材；当钢板厚度 > 36mm时，采用Q345GJ钢材；当钢板厚度为100mm时，采用Q345GJ和Q460钢材；当板厚为110mm时，采用Q460钢材。上述钢材均为含铌低合金高强度钢材，具有较好的力学性能和可焊性。另外，桁架柱内柱由菱形截面向矩形截面转换处采用GS-20Mn5V级铸钢件（C19桁架柱除外），铸钢件最厚达140mm。并且设计对钢材的抗撕裂性能和冲击韧性作了明确要求。