钢结构在中国发展

钢结构在中国的发展
摘要：通过跟传统混凝土结构对比，介绍钢结构“轻、快、好、省、环保”特点，钢结构建筑在中国的发展
关键词：建筑钢结构施工工期建设成本节能环保
钢结构建筑简介
钢结构建筑是指由型钢和钢板等制成梁、柱等基本构件，再通过焊缝、螺栓或铆钉将其连接成可承受各种荷载作用的建筑体系。

20世纪以来随着科学技术及社会生产力的飞速发展，建筑钢结构由于钢材的优异性能，制作安装的高度工业化及能够实现传统建筑无法实现的特殊造型等特点，已经在全球范围得到越来越广泛的应用。

同钢筋混凝土结构建相比，钢结构主要具有“轻、快、好、省、环保”等特点。

1、轻
钢材强度高、弹性模量也较高。

因此，钢结构的综合机械性能也相对较高。

在相同受力条件、相同建筑功能要求下，钢结构的构件截面较小，自重较轻，便于制作、运输和安装。

一情况下，钢筋混凝土建筑物的自重在1.8~2t/ m2左右，而钢结构建筑物的自重大都在1 t/ m2以下。

建筑物自重的降低，会大大减少基础负载，降低基础造价，减少能耗，节约工程成本。

2、快
钢结构建筑的主要部份，除基础外大都在工厂进行工业化生产，其原材料、半成品、部件等都有严格的质量检验及保障体系，因而
构件质量更容易控制，可靠性高。

由于实现了工业化生产，项目建设现场的工作多是构件安装，受天气影响较小。

同时，工厂制作与现场安装可以平行进行，便于统筹安排，缩短建设周期、节约管理成本和提高资金的经济效率。

一般说来，采用钢结构方案至少可比混凝土方案节约30%的施工周期。

同时由于基础的工作量大幅度的减少，基础施工时受天气、施工环境等方面影响的可能性也会大幅度的减少，从而保证工期。

3、好
钢材材质均匀，韧性好，结构的可靠性高，抗震性好。

钢材内部组织均匀，近似于各向同性的均质体，因而钢结构的实际工作性能更符合目前采用的计算理论，结构可靠性高，能承受较大的冲击和动力荷载。

钢结构的自重轻，惯性小，受到地震引发的地震作用也较小。

正常抗震设计的钢结构建筑，极少因地震而倒塌。

实践证明：在国内外发生的历次地震中，钢结构是损坏最轻的结构，即便有强震造成损坏，形成的灾害也轻，而且易于修复。

在安全意识和抗震意识日益增强的今天，钢结构建筑能更好的满足社会对建筑安全性越来越高的要求，
钢结构密封性好，钢材组织非常密实，能够用于对气密性及水密性要求较高的特种建筑物。

钢结构建筑提高了建筑物的空间利用率，增加了建筑物本身的使用价值。

钢结构建筑物本身构件的截面小，结构占用的空间少。

一般来说，钢结构能满足大跨度的要求，在单层建筑物中钢结构所需的柱子数量较少，同时，柱截面可以减小，增加了平面内的土地利用率；另外，在多、高层建筑物中，钢结构所需楼层梁截面较小，可以增加可使用的楼层净高或者在一定的建筑高度要求下增加可
使用的楼层层数。

通常，单层建筑物中，使用钢结构方案比使用传统钢筋混凝土方案可增加有效使用面积5%，而在多、高层建筑物中，增加的有效使用面积可达8%。

4、省
单纯比较材料价格钢结构比混凝土结构造价高，但钢结构工程比混凝土工程节约30%的施工周期，这不仅减少管理成本、缩短贷款期，减少贷款利息，而且能提前投入使用获得收益；建筑整体重量比混凝土降低50%左右，直接导致基础和地基处理费用和抗震设防费用的降低；还有增加有效使用面积的收益，建筑达到使用寿命后可以回收刚才，收回部分投资。

从整体上综合考虑钢结构更“省”。

5、环保
我国建筑行业一直是能源、水和其他资源的主要消耗行业。

钢结构建筑的应用能起到很好的节能环保意义，符合国家倡导的可持续发展的方向
钢结构建筑所用的材料主要是钢材、水泥制品和轻质保温材料，消耗水、木材及其他资源量均大大降低，减少了建筑业对环境的破坏。

钢结构的施工现场以干作业为主，能很好地避免粉尘和噪声对周围环境的污染。

改造拆迁容易，不同于混凝土结构改造拆迁会产生大量建筑垃圾，且需很大工程量。

钢结构建筑在使用过程中易于改造，如加固、接高、扩大楼面、内部分割等，变动比较容易、灵活，且基本不产生建筑垃圾。

钢结构材料的回收利用率高。

钢材的加工容易，可以回收利用，改造拆迁时产生的废料少，再生利用率高可以重复利用，同时减少矿产资源的开采对环境的破坏。

二、我国建筑钢结构的发展现状
改革开放以来，我国的经济建设取得了突飞猛进的发展，建筑钢结构行业也有了前所未有的发展，应用领域有了较大的扩展。

尽管我国建筑钢结构有了飞跃式的发展，但无论从钢结构的用钢量、应用范围和结构体系等方面看还都存在着一些问题。

⒈钢结构的应用程度有待提高。

世界钢铁协会的统计数据显示，1996年，我国粗钢材产量为10124万吨，跃居世界第一;2005年达到35579万吨，2009年达到56784万吨。

我国钢产量的逐年增加，并且连续14年位居世界第一，已成为世界的产钢大国。

但是，我国钢结构的应用却远远落后于发达国家。

钢结构用钢量占钢材产量比例偏低。

钢结构(包括工业与民用建筑、铁路与公路桥梁、水电与火电建设、城市建设等)用钢量占钢材产量的比例2002年为4.3%，2004年为4.8%，2005 年为4.26%，2006年为4.12%，2007年为4.28%，预计2010年为5.5%。

这其中建筑钢结构用钢量占钢材总产量的比例更少。

国家“十五”计划提
出我国每年建筑钢结构用钢材应占总钢材产量的3%，2015年建筑钢结构的发展目标是争取每年建筑钢结构用钢占总钢材产量的6%。

而发达国家目前这一比例早已达到10%以上，美国、日本等国家更是达到30%左右。

从这些数据可以看出，我国建筑钢结构用钢量严重偏低，与钢产量的快速增长形成了巨大的反差，这也是造成我国钢材总体供大于求的一个主要原因。

但同时也说明，中国钢结构发展具有极大的空间和潜力。

2、钢结构的应用范围亟需扩大。

我国房屋建筑中，混凝土结构占到90%以上，钢结构还不到5%，而日本等地震高发国家或地区的建筑中钢结构已占38%，木结构占35%，混凝土结构只占20%左右。

我国建筑钢结构还仅集中使用于高层、超高层建筑、大空间公共建筑与工业建筑中，普通办公楼，学校、医院建筑等多高层建筑应用钢结构的少;低层、多层及高层住宅中钢结构应用的少。

我国每年竣工6亿平方米的城镇住宅建设，却只有5%采用钢结构。

即使是在2008年汶川震后灾区的重建工作中，新建的住宅中仍然以砖混、钢筋混凝土结构居多，而抗震性能优异的钢结构住宅依然很少。

而日本在20世纪90年代末，在预制装配住宅中钢结构比例就已达到71%。

3、高性能钢材的研究还需加强。

我国目前钢材的质量和规格基本能满足建筑结构的要求，随着建筑钢结构的快速发展，建筑钢结构对钢材的性能提出了更高的要求。

如高层钢结构今后将大量需要高强度、高韧性、低屈强比、抗层状撕裂能力、高焊接性、耐火性
等高性能钢材。

对于冷弯钢材，需开发q345以上的高强冷弯钢以及厚度在6毫米~25毫米的厚壁冷弯型钢。

钢材质量和规格的提高，高性能钢材的生产，必将有利于降低钢结构的成本，扩大其应用范围。

从总体上讲，我们应该将追求钢铁产品的数量转变为提高钢材产品的质量、优化产品的结构，创新钢材的品种，以适应建筑钢结构用钢的需求，同时也促使钢铁产业的可持续发展。

4、适用钢结构发展的标准规范需要跟上发展的步伐。

我国的标准规范是针对几十年来大量使用的结构体系编制的，轻钢结构住宅体系此前在我国属于技术空白，所以不能满足我国现行强制性规范的某些条文。

例如我国建国以后建造的建筑物多采用砖石和钢筋混凝土等耐火性能好的建筑材料，由此导致我国的《建筑设计防火规范》在材料选用方面似乎较国外苛刻，轻钢结构住宅难以满足其要求。

这种与国内规范不衔接的状况，使轻钢结构住宅项目无论在工程报建阶段还是在工程验收阶段，都会遇到更多的障碍与麻烦。

6、钢结构体系住宅发展缺乏整体的产业结构，由于过去缺乏技术引导，市场需求没有达到产业化程度，因此，我国的相关产品功能性单一，工业化程度不高，产品质量还不能满足住宅产业化标准的要求。

目前，要提高工业化水平，提高设备、仪器等装备的现代化程度，以现代化的装备实现集约化生产。

随着工业化的发展，还应该形成设计、制作、施工一体化和合作链条，以大企业为主、中小企业为辅的产业链，推动钢结构产业发展到一个新的水平。

钢结构住宅的发展面临的首要问题是整个社会对这种新住宅体系的接受需要一个过程。

轻钢结构住宅体系是在国外尤其是北美地区木结构住宅的基础上发展起来的，这两种体系虽然在国外已经十分成熟和完善，但是对于我国来说却完全是新东西，因而各种困难几乎无处不在。

中国的消费者由于长期以来住惯了砖混或钢筋混凝土结构的住宅，从慢慢开始接受到逐步喜欢轻钢结构住宅，也需要一个渐进的过程。

目前轻钢结构住宅在我国大陆的报价大约是同条件传统混凝土结构住宅的1.5倍左右，国内消费者近期还难以接受。

然而这种价格在国外比起其它结构形式住宅的造价来说，却具有很强的竞争力，这也就是为什么轻钢结构住宅体系在国外能够蓬勃发展的原因。

任何新技术的产生与发展都是与所处社会的技术经济背景相联系、相适应的，目前美、日、欧等发达国家和地区，人均gdp 约为我国的40至50倍，劳动力价格约为我国的20至30倍，因此，符合产业化生产方式的轻钢结构住宅在发达国家远比我国更易被
市场接受。

而我国由于科技和生产力发展水平较低，劳动力价格便宜，尽管轻钢结构住宅的性能和舒适度较高，但其对于传统建筑形式住宅的竞争优势反倒不够明显。

因而市场接受起来比较缓慢。

目前，我国是世界上每年新建建筑量最大的国家，年新建面积达20
亿平方米，建设规模和速度史无前例。

正是钢结构住宅体系在我国蓬勃发展的难得机遇，随着社会生产力的发展，钢结构对传统钢筋混凝土结构的优势将越来越明显。

钢结构住宅建筑技术也必将不断的成熟，大量的适合钢结构住宅的新材料也将不断的涌现，同时，
钢结构行业建筑规范、建筑标准也将随之逐渐完善。

相信不久的将来，钢结构住宅必然会给住宅产业和建筑行业带来了一场深层次的革命。

21世纪钢结构体系必将成为住宅结构体系的主流。