钢结构200年发展历程

钢结构200年发展历程

从铁被人们发现开始，铁就与建筑有着紧密的关系，在人类建筑史上铁发挥着重要的作用。但是，大规模的运用钢铁作为建筑材料还是从近200年开始的。

我国古代有许多运用铁构件建造的建筑，如公元694年在洛阳建成的“天枢”和公元1061年在湖北荆州玉泉寺建成的13层铁塔等。欧美等国在1840年之前多采用铸铁建造拱桥。在1840年后，随着铆钉连接和锻铁技术的发展，铸铁结构逐渐被锻铁结构取代，1846年到1850年英国人在威尔士修建的布里塔尼亚桥就是这方面的代表。该桥共有4跨，每跨均为箱型梁式结构，由锻铁型板和角铁经铆钉连接而成。直到1870年成功轧制出工字钢后，形成了工业化大批量生产钢材的能力，强度高韧性好的钢材才逐渐在建筑领域代替锻铁材料。20世纪初焊接技术和高强度螺栓的接连出现，极大的促进了钢结构的发展，除了欧洲和北美外，钢结构在前苏联和日本也获得了广泛应用，

逐渐成为全世界所接受的重要的结构体系。

在新中国成立后，随着经济的发展，钢结构曾起过重要作用，但由于钢产量的制约，一定程度上影响了我国钢结构的发展。自1978年改革开放后，随着经济的迅速发展，我国的钢产量也快速增加。随着钢材供不应求的局面得到改变，我国的钢结构技术政策也从“限制使用”到积极推广应用。自1988年发布的《钢结构设计规范》并不断改进后，钢结构在我国的带领快速发展。

与其他材料相比，钢结构性能出众，特点明显。如：

1.强度高，重量轻。钢材与砖石、混凝土相比，虽然密度较大，但强度更高，承受相同的荷载时，钢结构比其他结构更轻。以同样的跨度承受同样的荷载，钢屋架的质量最多不过钢筋混凝土的1/4～1/3，冷弯薄壁型钢屋架甚至接近1/10.

2.材质均匀且塑性韧性好，和力学计算的假定比较符合。钢材属单一材料，生产过程质量控制严格，因此组织构造比较均匀，弹性模量高，正常使用时具有良好的延性，可简化为理想弹塑性体，符合一般工程力学中的假设，计算结果也比较可靠。

3.具有良好的加工和焊接性能。便于在金属结构

厂大规模生产精度较高的构件，然后运至工地进行拼接和组装。

4.钢材耐热但不耐火。钢材长期经受100℃辐射热时，强度没有多大变化。但温度达150℃以上时，就必须用隔热层加以保护。

5.钢材耐腐蚀性差。钢材耐腐蚀性能比较差，必须对结构注意防护。尤其是暴露在大气中的结构如桥梁，更应特别注意。

6.密封性好，可重复使用等。

随着经济和技术的不断发展，钢结构的运用范围也在不断的扩大。从技术角度看，钢结构的合理应用范围包括以下几个方面：

1.大跨度结构。如我国衔接镇江扬州两地的润扬大桥，它由悬索桥和斜拉桥结合而成，跨江长度7.3公里，总长35.66公里。刷新了中国桥梁史上八项记录，其中悬索桥主跨达到1490米，位居中国第一，世界第三。

2.工业厂房。如建造港珠澳大桥时生产沉管隧道的厂房，面积超过70000平方米，但运用大量钢结构构件后，建造这样的厂房只需要不到100天。

3.多层及高层建筑和高耸结构。如东方明珠电视塔高度达468m，上海环球金融中心高度为492m，这两

者都运用了大量的钢结构。

4.轻钢结构。对使用荷载轻跨度小的建筑物，轻型门式钢架因其轻便和安装迅速，近20年来如雨后春笋大量出现。

5.可拆卸结构、容器、钢和混凝土组合结构等。

从美国、日本、欧洲等发达国家与地区的经验看，建筑业终将是钢材应用的主要市场。可以预计，随着我国整体技术水平的提高，钢结构在建筑中的应用将会越来越普遍。为保证我国钢结构建筑的安全性与经济性。我国应在各环节密切配合、相互促进、取长补短、协调发展的局面,积极解决发展中存在的问题，共同为我国高层钢结构的发展作出贡献。