鋼結(jié)構(gòu)建筑

鋼結(jié)構(gòu)建筑實(shí)例

鋼結(jié)構(gòu)建筑相比于磚混結(jié)構(gòu)建筑在環(huán)保、節(jié)能、高效、工廠化生產(chǎn)等方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。深圳高 325米的地王大廈、上海浦東高421米的金茂大廈、北京的京廣中心、鳥巢、央視新大樓、水立方等大型建筑都采用了鋼結(jié)構(gòu)，北京、上海、山東、遼寧、內(nèi)蒙等省市已開始進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)住宅試點(diǎn)，其中，北京金宸公寓已被列為建設(shè)部住宅鋼結(jié)構(gòu)體系示范工程。高層鋼結(jié)構(gòu)建筑屢見不鮮人們預(yù)料21世紀(jì)是金屬結(jié)構(gòu)的世紀(jì)，鋼結(jié)構(gòu)將成為新建筑時(shí)代的脊梁。人類自 17世紀(jì)70年代開始使用生鐵，19世紀(jì)初開始使用熟鐵建造橋梁和房屋，鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的歷史要比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展的歷史悠久，它的生命力也是越來越強(qiáng)。在美國，低層建筑如兩層樓以下的非居住型建筑市場(chǎng)已有70%以上是建筑金屬制品。全世界已完成的101幢超高層建筑中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)16幢，純鋼結(jié)構(gòu) 59幢，不同形式的鋼砼混合結(jié)構(gòu)27幢；可以看出鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展必將促使建筑業(yè)、冶金工業(yè)、機(jī)械工業(yè)、汽車工業(yè)、農(nóng)業(yè)、石油工業(yè)、商業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)得到迅速發(fā)展。

亞洲最大鋼結(jié)構(gòu)植物館——2013年1月23日，中國青島世園會(huì)植物館主體封頂，外形規(guī)劃設(shè)計(jì)為樹葉形狀。植物館工程位于天水路以北，百果山森林公園內(nèi)，占地面積2.44公頃，總建筑面積22749平方米，其中，地上建筑面積13522平方米，地下建筑面積9227平方米，是亞洲最大的鋼結(jié)構(gòu)植物館之一，工程總造價(jià)為2.93億元 。

因其外形為樹葉形狀，共所需鋼結(jié)構(gòu)約3000噸，拼裝桿件14000多根，焊縫總長17000多米，特制玻璃15000多塊，因此施工難度大，工序極其嚴(yán)格。結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)拼接及焊接任務(wù)特別重，吊裝難度特別大，僅現(xiàn)場(chǎng)拼接的鋼結(jié)構(gòu)焊縫總長度就有17000多米，相當(dāng)于1萬噸常規(guī)鋼結(jié)構(gòu)工程的焊接量。

鋼結(jié)構(gòu)建筑優(yōu)勢(shì)

鋼材的“容重與強(qiáng)度比”一般小于木材、混凝土和磚石，因此鋼結(jié)構(gòu)比較輕，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比要輕 30%-50%；另外鋼結(jié)構(gòu)斷面小，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比可增加建筑有效面積8%左右。我國二十世紀(jì)初建造的松花江鋼桁橋、黃河大橋、上海國際飯店等就采用了鋼結(jié)構(gòu)；新中國成立后，我國民用高層建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展速度進(jìn)一步加快，全國十幾幢高層鋼結(jié)構(gòu)建筑中北京就占了六幢：京廣中心(208米高)、京城大廈 (182米高)、國貿(mào)大廈(155.2米高)、長富宮飯店(90.9米高)、香格里拉飯店(82.7米高)、中國工商銀行總行(48.3米高)，還有正在建設(shè)中的國家大劇院工程。全國上百個(gè)大小機(jī)場(chǎng)都將設(shè)計(jì)采用鋼結(jié)構(gòu)，以加快建設(shè)速度和增大空間。由此可見，高速度發(fā)展的經(jīng)濟(jì)需要鋼結(jié)構(gòu)。

鋼結(jié)構(gòu)建筑條件

政策、技術(shù)條件已經(jīng)具備。年初，建設(shè)部、國家冶金工業(yè)局聯(lián)合組織建筑用鋼技術(shù)協(xié)調(diào)組制定《國家建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)“十五”計(jì)劃和2015年發(fā)展規(guī)劃綱要》。綱要中明確闡述：鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、地基費(fèi)用省、占地面積小、工業(yè)化程度高、外形美觀等一系列優(yōu)點(diǎn)，此外，鋼結(jié)構(gòu)建筑還具有良好的空間感，可設(shè)計(jì)成大量開放型辦公室圍繞著空中花園、中央天井加上合理的電梯設(shè)計(jì)可達(dá)到最低的能源消耗。因此鋼結(jié)構(gòu)又是環(huán)保型和節(jié)能型建筑結(jié)構(gòu)。與混凝土結(jié)構(gòu)相比它是環(huán)保型和可再次利用的、易于產(chǎn)業(yè)化的結(jié)構(gòu)，發(fā)達(dá)國家在房屋建筑中廣泛采用鋼結(jié)構(gòu)。金融街是北京最具現(xiàn)代化氣息的街區(qū)，鑒于鋼結(jié)構(gòu)住宅有上述諸多優(yōu)勢(shì)，作為金融街上唯一的高檔公寓，為了創(chuàng)造更舒適的空間感和更加節(jié)約能源，金宸公寓設(shè)計(jì)成了鋼結(jié)構(gòu)高品位住宅，并被評(píng)為綱要公布后北京首家建設(shè)部住宅鋼結(jié)構(gòu)體系示范工程，也是北京唯一的小高層鋼結(jié)構(gòu)住宅項(xiàng)目。

鋼結(jié)構(gòu)建筑基礎(chǔ)

鋼產(chǎn)品和建筑鋼材品種的增加為鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。我國從1996年鋼產(chǎn)量突破1億噸，已成為世界的鋼鐵大國，隨著國家二十一世紀(jì)狠抓冶金科技進(jìn)步，提高我國鋼鐵工業(yè)的技術(shù)水平和裝配水平，到2020年前后我國有望成為世界的鋼鐵強(qiáng)國。過去長期不能生產(chǎn)的H型鋼，已可以在“馬鋼”、“萊鋼”和鞍山第一軋鋼廠生產(chǎn)了。 H型鋼的最大截面已達(dá)700mm，年產(chǎn)能力可達(dá)140萬噸，輕鋼結(jié)構(gòu)用的彩色鋼板年生產(chǎn)能力已達(dá)70—90萬噸，冷彎型鋼年生產(chǎn)能力約120萬噸。這為鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)?！笆濉逼陂g建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展目標(biāo)，是爭(zhēng)取達(dá)到每年建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼材占全國鋼材總產(chǎn)量的3%。2015年建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展目標(biāo)，是爭(zhēng)取每年全國建筑鋼結(jié)構(gòu)的用鋼量達(dá)到鋼材總量的6%。由此可見，我國建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展將上一個(gè)新臺(tái)階。高效的焊接工藝和新的焊接、切割設(shè)備的應(yīng)用。如各種反面襯墊方法的雙面成型單絲和多絲埋弧焊、龍門架工字梁雙側(cè)雙絲快速焊接生產(chǎn)線、各種數(shù)控火焰機(jī)和激光切割機(jī)，為鋼結(jié)構(gòu)高效制作和生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品創(chuàng)造了良好條件。高效焊接材料的使用，如氣體保護(hù)焊和自保焊藥芯焊絲以及各種高效焊條，到 2005年要占焊接材料總產(chǎn)量的40%左右；摩擦型強(qiáng)力螺栓和采用扭力自動(dòng)控制方法以及防腐、防火等新工藝、新材料的開發(fā)等都為深入發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)工程創(chuàng)造了良好的條件。

鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展模式

節(jié)能、高效、環(huán)保與產(chǎn)業(yè)化。20世紀(jì)后幾年，我國城鎮(zhèn)住宅建設(shè)以每年竣工面積4.4億平方米，總產(chǎn)值 6000億元(約占GDP9%)的建設(shè)迅猛發(fā)展，住宅產(chǎn)業(yè)成為國民經(jīng)濟(jì)中新世紀(jì)的新的增長點(diǎn)。實(shí)現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，解決住宅建設(shè)中存在工業(yè)化水平低，部品化率低以及住宅用材檔次低，壽命低，實(shí)心黏土磚能耗高，不利于環(huán)保等問題，已被列入新世紀(jì)急待解決的問題。我國建筑行業(yè)要求全行業(yè)研究鋼結(jié)構(gòu)在各類建筑中應(yīng)用的新體系，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍，發(fā)展多層鋼結(jié)構(gòu)建筑。國際上，美國設(shè)計(jì)師和結(jié)構(gòu)師非常重視研究金屬結(jié)構(gòu)及其耐用性、實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，歐洲專家們提出，鋼結(jié)構(gòu)具備綠色建筑的條件，即為有利于保護(hù)環(huán)境，節(jié)約能源的建筑。他們認(rèn)為金屬結(jié)構(gòu)建筑具有良好的空間感，能夠?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新的規(guī)劃和空間設(shè)計(jì)，建筑，不光是居住、使用，更應(yīng)考慮為人創(chuàng)造更舒適的空間，節(jié)約能源的空間。日本1998年鋼產(chǎn)量5900萬噸，建筑結(jié)構(gòu)用鋼量占13%，而鋼結(jié)構(gòu)住宅在建筑結(jié)構(gòu)用鋼中占了相當(dāng)大的比例，香港更是高樓大廈到處林立。臺(tái)灣地震，明顯看出鋼結(jié)構(gòu)建筑優(yōu)于鋼筋混凝土建筑；從地震破壞情況看，一般的多層住宅基本全部塌為平地，而鋼結(jié)構(gòu)建造的住宅沒有倒塌的，因此臺(tái)灣當(dāng)局要求多層房屋建筑一律要用鋼結(jié)構(gòu)。我國多層住宅和小高層住宅采用鋼結(jié)構(gòu)的試點(diǎn)，從天津開始。天津市采用三種不同結(jié)構(gòu)，不同墻體材料，不同施工方法的方案。啟動(dòng)20萬平方米以上的規(guī)模試點(diǎn)工程。其一是采用方鋼管混凝土柱大開間結(jié)構(gòu)形式；其二采用鋼骨桁架結(jié)構(gòu)形式；其三采用鋼管混凝土結(jié)構(gòu)形式。三種結(jié)構(gòu)的平方米用鋼量都小于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的用鋼量。在青島、上海及新疆都列出一定面積的房屋住宅工程進(jìn)行試點(diǎn)。由于我國 “鋼住宅”剛剛起步，很多結(jié)構(gòu)都無法批量生產(chǎn)，因此，鋼結(jié)構(gòu)會(huì)要比混凝土結(jié)構(gòu)貴一些。北京金宸公寓的建設(shè)單位經(jīng)過計(jì)算認(rèn)為，盡管總體上鋼結(jié)構(gòu)的價(jià)格還比較高，但由于工期短、能耗少、使用率高、品質(zhì)檔次提高，因此綜合造價(jià)并不高，同時(shí)，由于這是北京首座鋼結(jié)構(gòu)住宅示范工程，因此，供應(yīng)商都以最優(yōu)惠的價(jià)格提供鋼結(jié)構(gòu)部品，總造價(jià)與混凝土結(jié)構(gòu)差不多。

鋼結(jié)構(gòu)建筑優(yōu)點(diǎn)

1.大大節(jié)約施工時(shí)間，施工不受季節(jié)影響

2.增大住宅空間使用面積，減少建筑垃圾和環(huán)境污染

3.建筑材料可重復(fù)利用，拉動(dòng)其他新型建材行業(yè)的發(fā)展

4.抗震性能好，使用中易于改造、靈活方便,給人帶來舒適感等等

5.強(qiáng)度高、自重輕，構(gòu)件安全富裕度高，降低建筑物造價(jià)

6.符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，低碳、綠色、環(huán)保、節(jié)能等是國家重點(diǎn)支持的產(chǎn)業(yè)

鋼結(jié)構(gòu)建筑缺點(diǎn)

由于土地資源不可再生，建設(shè)部已下令禁止使用傳統(tǒng)的粘土磚，同時(shí)，我國的鋼產(chǎn)量已達(dá)10億噸，嚴(yán)重供過于求的狀況已迫使鋼鐵企業(yè)另辟蹊徑，引進(jìn)國外已經(jīng)成熟的鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系，同時(shí)為建筑業(yè)和鋼鐵業(yè)找到了新的出路，因此，鋼廠和建材企業(yè)走在了鋼結(jié)構(gòu)住宅的前列。

1.耐熱不耐火，需要表面涂裝防火涂料

2.易受腐蝕，表面需涂裝防腐涂料，減少或避免腐蝕，提高耐久年限

鋼結(jié)構(gòu)建筑是以建筑鋼材構(gòu)成承重結(jié)構(gòu)的建筑。通常由型鋼和鋼板制成的梁、柱、桁架等構(gòu)件構(gòu)成承重結(jié)構(gòu)。其與屋面、樓面和墻面等圍護(hù)結(jié)構(gòu)，共同組成整植的建筑物。

建筑型鋼通常指熱軋成型的角鋼、槽鋼、工字鋼、H型鋼和鋼管等。由其構(gòu)件構(gòu)成承重結(jié)構(gòu)的建筑稱型鋼結(jié)構(gòu)建筑。另外由薄鋼板冷軋成型的、卷邊或不卷邊的L形、U形、Z形和管形等薄壁型鋼，以及其與小型鋼材如角鋼、鋼筋等制成的構(gòu)件所形成的承重結(jié)構(gòu)建筑，一般稱輕型鋼結(jié)構(gòu)建筑。還有采用鋼索的懸索結(jié)構(gòu)建筑等，也屬鋼結(jié)構(gòu)建筑。

鋼材的強(qiáng)度和彈性模量較高，材質(zhì)均勻，制成的鋼結(jié)構(gòu)塑性和韌性好、精確度高、安裝方便、工業(yè)化程度高、施工較快，但耐銹蝕性和耐火性差，需要經(jīng)常維護(hù)。

我國年鋼產(chǎn)量超過億噸后，鋼材價(jià)格從1995年的價(jià)格上降下來了，如鋼結(jié)構(gòu)制作、安裝費(fèi)(包括材料、制作、運(yùn)輸、安裝)從1995年的9000-10000元/噸到2000年末為5000-6000元/噸。為了迎接2008年奧運(yùn)會(huì)，北京在未來幾年將投入1800億元來進(jìn)行體育場(chǎng)館改造、城市基礎(chǔ)工程建設(shè)和新建一批高品位住宅和高級(jí)賓館，同時(shí)北京又屬于地震斷裂帶中為8度地震設(shè)防區(qū)。因此，鋼結(jié)構(gòu)的建筑無疑將成為北京未來建筑的主流。 2100433B

《安徽省鋼結(jié)構(gòu)建筑適宜技術(shù)指南》為“安徽省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化課題研究成果”之一?！栋不帐′摻Y(jié)構(gòu)建筑適宜技術(shù)指南》全面深入地介紹了安徽省鋼結(jié)構(gòu)建筑的產(chǎn)業(yè)化政策、推進(jìn)機(jī)制、適宜技術(shù)、工程案例等，圖文并茂，闡明了每項(xiàng)技術(shù)措施的基礎(chǔ)理論、適用范圍和技術(shù)要點(diǎn)，對(duì)指導(dǎo)安徽省鋼結(jié)構(gòu)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展起到重要的技術(shù)支撐作用。此外，《安徽省鋼結(jié)構(gòu)建筑適宜技術(shù)指南》還系統(tǒng)介紹了國家和安徽省鋼結(jié)構(gòu)建筑相關(guān)政策法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)。《安徽省鋼結(jié)構(gòu)建筑適宜技術(shù)指南》應(yīng)用性強(qiáng)，適用面寬，可作為從事建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化工作人員的學(xué)習(xí)材料，也可供從事裝配式建筑設(shè)計(jì)、施工、科研、工程管理和監(jiān)理人員參考學(xué)習(xí)。