钢结构施工新技术

钢结构施工新技术

1、钢结构发展概况

钢是一种铁碳合金，人类采用钢结构的历史和炼铁、炼钢技术的发展是密不可分的。最早在公元前2000年左右，在伊拉克两河流域就出现了早期的炼铁术。我国也是较早发明炼铁技术的国家之一，早在战国时期，我国的炼铁技术已很盛行了。公元65年（汉明帝时代），已成功地用锻铁为环，相扣成链，建成了世界上最早的铁链悬桥——兰津桥。此后，为了便利交通，跨越深谷，曾陆续建造了数十座铁链桥。其中跨度最大的为1705年（清康熙）建成的四川泸定大渡河桥，桥宽2.8m，跨长100m。除铁链悬桥外，我国古代还建有许多铁建筑物，如铁塔等，目前依然存在。所有这些都表明，我们中华民族对铁结构的应用，曾经居于世界领先地位。

欧美等国家中最早将铁做为建筑材料的当属英国，但直到1840年以前，还只采用铸铁来建造拱桥。1840年以后，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，随着1855年英国人发明贝氏转炉炼钢法和1865年法国人发明平炉炼钢法，以及1870年成功轧制出工字钢之后，形成了工业化大批量生产钢材的能力，强度高且韧性好的钢材才开始在建筑领域逐渐取代锻铁材料，自1890年以后成为金属结构的主要材料。20世纪初焊接技术的出现，以及1934年高强度螺栓连接的出现，极大地促进了钢结构的发展。除西欧、北美之外，钢结构在前苏联和日本等国家也获得了广泛的应用，逐渐发展成为全世界所接受的重要结构体系。

由于我国长期处于封建主义统治之下，

束缚了生产力的发展，1840年鸦片战争以后，更沦为半封建半殖民地国家，工业落后，古代在铁结构方面的技术优势早已丧失殆尽。我国在1907年才建成了钢铁厂，年产钢只有0.85万吨。新中国成立后，随着经济建设的发展，钢结构曾起过重要作用，如第一个五年计划期间，建设了一大批钢结构厂房、桥梁。但由于受到钢产量的制约，在其后的很长一段时间内，钢结构被限制使用在其他结构不能代替的重大工程项目中，在一定程度上，影响了钢结构的发展。自1978年我国实行改革开放政策以来，经济建设获得了飞速的发展，钢产量逐年增加。自1996年超过1亿吨以来，一直位列世界钢产量的首位，2003年更达到创纪录的2.2亿吨，逐步改变着钢材供不应求的局面。我国的钢结构技术政策，也从“限制使用”改为积极合理

地推广应用。所有这些，为钢结构在我国的快速发展创造了条件。

钢结构以其独特的优越性在建筑工程中得到广泛应用，特别是高层、超高层、轻型钢结构，大跨度结构等应用的比较多。这是由于钢结构有许多优点，如强度高、塑性、韧性好、重量轻、材质均匀、制作简单、施工方便、工期短、节能环保、综合技术经济指标优、建筑造型美观、抗震性能好等优点。当然它的缺点是耐火度不够，耐腐蚀性差，造价稍高等。但综合来评定，钢结构优点多，缺点易克服。它仍是结构体系中最重要的一种结构形式，将被越来越广泛重视和使用。

2、钢结构的应用情况

钢结构应用于高层、超高层建筑中在南方一些大中城市中，高层、超高层建筑如雨后春笋般拔地而起，由于外资工程的兴建，

建筑用钢材的发展，高层、超高层建筑应用钢结构越来越多。如在上海的浦东开发区建设中，高层建筑钢结构的发展尤其迅速。现已建成的上海金茂大厦，为框- 筒结构，混合材料，高度420m ，地上88 层，地下3 层。在北京、深圳等地的高层、超高层建筑中，大都采用了钢结构建筑。

目前在高层、超高层建筑中应用的体系大致有三种。一种是混凝土结构，一种是钢结构，另一种就是两种体系组成的混合结构。在这种混合结构中因发挥了钢结构的优点而克服了钢结构的缺点，应用的比较多。现在钢结构应用的形式主要有: (1) 作为钢框架与混凝土核心筒组成受力结构体系，这是高层混合结构中常用的形式。(2) 作为劲性骨架与混凝土一起组成受力构件，包括钢管混凝土，这种混合结构兼有钢与混凝土两

者的优点，整体强度大，刚性好，抗震性能好。当采用外包砼结构形式时更具有良好的耐火和耐腐蚀性能。混合结构构件一般可以降低钢量15 % —20 % ，还可减少支模，施工方便、快速，因此混合结构在高层，超高层建筑中所占比重较多。

应用于大跨屋盖体系中。一些工业厂房、仓储库、停车场、集市等建筑设施，由于空间高，跨度大，其他体系难以满足要求，故而选用钢网架，悬索，壳体，桁架，膜结构等形式作为这些大跨结构的屋盖系统。随着国外钢结构的新技术、新产品的不断引进和应用，采用轻钢结构体系使工程总造价低于钢筋混凝土或砖混结构体系，且施工工期缩短50 %以上。目前，在经济发达地区新建的大跨设施中基本采用了钢结构，在内陆地区也有部分采用钢结构，随着人们对钢结构的

认识，将会越来越被重视和采用。

3、钢结构的发展现状

（1）钢结构发展的物质基础

据有关资料统计，目前，我国钢产量已超过1. 2 亿吨，成为世界上钢产量之大国，同时，钢材的品牌、规格与质量日益提高，国内钢材市场已从过去的卖方市场转变到买方市场，这为大力推广利用钢结构技术奠定了坚实的物质基础。

（2）钢结构发展的技术政策

我国建筑技术政策中，特意提到“发展钢结构(含预应力钢结构) ，对于超高层建筑结构、大跨空间结构或大跨重载工业厂房等，可采用钢结构；对于大跨空间屋盖系统，可选用钢网架、网壳、悬索、壳体、膜结构等，加速推广轻钢结构”。又提到“研究推广组合结构和混合结构，充分发挥不同结构

材料的性能。根据建筑物各自的特点，可采用两种以上结构材料构成的组合结构，如由型钢、钢筋、混凝土构成的劲性钢筋混凝土，由钢管和混凝土构成的钢管混凝土等。且在一个建筑物上可采用两种及以上结构形式构成的混合结构，如采用钢筋混凝土作为高层建筑的核心筒，采用钢框架结构作为外柱与其相连”。而且我国政府提出了从“节约钢材”转变成合理使用钢材，从“限制使用钢结构”到“大力发展钢结构”的政策转变。建设部在修订我国“建筑业推广应用10 项新技术”中，首次列入了钢结构新技术，充分说明我国钢结构发展已经具备了非常好的政策大环境。

钢结构是一项绿色环保建筑产业。钢结构材料可再生利用，减少大气污染物。钢结构的废弃料可回炉、再生利用。对同样规模