鋼結構未來(lái)的發(fā)展趨勢

  鋼結構分為建筑鋼結構、橋梁鋼結構等，與目前建筑領(lǐng)域普遍采用的鋼筋混凝土結構相比，具有強度高、工程造價(jià)低、自重輕、施工周期短和可工廠(chǎng)化制作等優(yōu)點(diǎn)，如此多優(yōu)勢得到廣泛重視并迅速發(fā)展,從重大工程、標致性建筑使用鋼結構到鋼結構普遍使用，呈現出了從未有過(guò)的興旺景象。

  1、高層重型鋼結構：

  高層鋼結構建筑是往往當作一個(gè)城市標志性建筑。80年代至今已建成和在建高層鋼結構達100多幢，總面積約800萬(wàn)平方米，鋼材用量80多萬(wàn)噸。

  北京、上海在建和新建成的高層鋼結構就達到十余幢。如：上海中心大廈(在建、632米)、上海環(huán)球金融中心(101層、高492米、用鋼量6.5萬(wàn)噸);北京電視中心(建筑面積18.3萬(wàn)㎡，高度為41層，227.05m，用鋼量3.8萬(wàn)噸);國貿中心三期(建筑面積54萬(wàn)㎡、高度為330m);央視新大樓等(建筑面積5萬(wàn)㎡、高度為234m、用鋼量12.8萬(wàn)噸)。全國每年有200-300萬(wàn)㎡高層鋼結構建筑施工，用鋼量約45萬(wàn)噸。

  2、大跨度、空間鋼結構：

  近年來(lái)，以網(wǎng)架和網(wǎng)殼為代表的空間結構繼續大量發(fā)展，不僅用于民用建筑，而且用于工業(yè)廠(chǎng)房、機庫、候機樓、體育館、展覽中心、大劇院、博物館等。鋼結構用量較大的工業(yè)廠(chǎng)房如曹妃甸鋼鐵基地、上海江南造船基地等，代表性場(chǎng)館如2008北京奧運會(huì )國家體育場(chǎng)(館)、2010上海世博會(huì )場(chǎng)(鋼結構用量達30多萬(wàn)噸)、2010年亞運會(huì )(廣州)、濟南全運會(huì )、深圳大運會(huì )及南陽(yáng)全國農民運動(dòng)會(huì )等城市興建的體育場(chǎng)館。據中國鋼結構協(xié)會(huì )空間結構分會(huì )統計：網(wǎng)架和網(wǎng)殼近年生產(chǎn)已處于趨平穩狀態(tài)，每年1500座，約250萬(wàn)平方米，用鋼約7萬(wàn)噸，鋼結構選用的鋼材呈現品種多、規格雜、用量大、強度高的特點(diǎn)，主要品種有：Q235C、Q345C、390D(用于地下預埋的樁柱)、Q345GJ、Q420、Q460等。

  隨著(zhù)懸索和膜的張拉結構研究開(kāi)發(fā)深入和工程應用的推廣。預應力空間結構開(kāi)始得到應用。杭州雷峰塔、海南千年塔、廣州新電視塔(高度610米、用鋼量4.0萬(wàn)噸)和昆明世博園藝術(shù)廣場(chǎng)膜結構等一大批新型鋼結構建筑和構筑物不斷涌現。懸索和膜結構目前處于發(fā)展階段，用量不大，國內已有多家膜結構工程公司，承擔很多體育場(chǎng)館、機場(chǎng)、公園和街道景觀(guān)的設計和施工。目前高中擋膜材仍需進(jìn)口(如PTFE、ETFE)。

  3、輕鋼結構：

  輕鋼結構是相對于重鋼結構而言，其類(lèi)型有門(mén)式剛架、拱型波紋鋼屋蓋結構等，主要用于輕型的工業(yè)廠(chǎng)房棉花和糧食倉庫、碼頭和保稅區倉庫、農產(chǎn)品、建材、家具等各類(lèi)交易市場(chǎng)、體育場(chǎng)館、展覽廳及活動(dòng)房屋、加層建筑等。用鋼量一般30-40kg/㎡左右(不含鋼筋用量)。全國每年新建輕鋼房屋800萬(wàn)平方米、用鋼約20萬(wàn)噸。

  4、鋼-混凝土組合結構：

  鋼-混凝土組合結構是充分發(fā)揮鋼材和混凝土兩種材料各自?xún)?yōu)點(diǎn)的合理組合，不但具有優(yōu)異的靜、動(dòng)力工作性能，而且能大量節約鋼材、降低

  工程造價(jià)和加快施工進(jìn)度，對環(huán)境污染較少，符合我國建筑結構發(fā)展方向。在我國的發(fā)展十分迅速，已廣泛應用于冶金、造船、電力、交通等部門(mén)的建筑中，并以迅猛的勢頭進(jìn)入了橋梁工程和高層與超高層建筑中。

  在高層建筑方面，建成了全部采用組合結構的超高層建筑——深圳賽格廣場(chǎng)大廈，高291.6m，屬世界最高的鋼-混凝土組合結構。全國已建成的采用組合結構的高層建筑超過(guò)40幢之多。組合結構拱橋已建成的也已超過(guò)300座。

  5、鋼結構住宅：

  用鋼結構建造的住宅重量是鋼筋混凝土住宅的1/2左右，可滿(mǎn)足住宅大開(kāi)間的需求，使用面積比鋼筋混凝土住宅提高4%左右。鋼材可以回收，建造和拆除時(shí)對環(huán)境污染較少，符合推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展節能省地型住宅的國家政策。

  我國目前是最大的建筑市場(chǎng)，平均每年房屋建筑建設約20億平方米(2009年房屋施工面積達32億平方米)，其中鋼結構約占2-3%，絕大多數是鋼筋混凝土結構和磚混凝土結構，還有少量木結構、磚石結構及土坯房屋。近8億平方米/年的城鎮居民住宅亦如此。鋼結構建筑在我國整個(gè)建筑行業(yè)中所占的比重還不到5%，而發(fā)達國家已達50%以上，住宅鋼結構的潛在發(fā)展空間非常大。目前，在在北京、上海、天津、河北、武漢、青島等地建了低層、多層、高層鋼結構住宅試點(diǎn)示范工程，已建成500多萬(wàn)平方米，用鋼約20萬(wàn)t。寶鋼在鋼結構住宅產(chǎn)業(yè)化方面投入大量資金和研究人員，在武漢、沈陽(yáng)等地設計建設了多處鋼結構示范住宅項目，2007年在武漢漢陽(yáng)區建成了鋼結構示范住宅項目——賽博園經(jīng)濟適用房小區，達到了世界鋼協(xié)有關(guān)“國際民用建筑用鋼項目”的技術(shù)要求。此外，針對提供給四川地震災區作為過(guò)渡期安置房的60余萬(wàn)套活動(dòng)板房，寶鋼完成了板房材料利用的試點(diǎn)項目。

  6、橋梁鋼結構：

  各大城市將橋梁等交通基礎設施建設作為經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎。使用鋼結構較多的有斜拉橋,主要在鋼箱、纜索、橋塔等部位，600米以上的特大橋梁均為鋼結構橋梁?“十一五”前三年平均新建橋梁3萬(wàn)座/年，年平均用鋼量1300萬(wàn)噸。據統計，目前在建高速公路混凝土橋梁中可實(shí)施改用鋼結構橋梁3480座，改用鋼結構后可凈增加鋼材用量546萬(wàn)噸。截至2008年底，全國59萬(wàn)座橋梁中鋼結構橋梁不足1%。與美國60萬(wàn)座橋梁中鋼結構橋梁占33%、日本13萬(wàn)座橋梁鋼結構橋梁占41%相比，差距較大。中國第一座全鋼結構橋塔的橋是南京三橋,僅橋塔用鋼量即達1.44萬(wàn)噸?香港昂船洲大橋(長(cháng)1018米)和蘇通長(cháng)江大橋(長(cháng)1088米)占據世界最大斜拉橋的前兩名，到2015年,中國要建5座跨海峽大橋,總用鋼量為625萬(wàn)噸。

  今后一個(gè)時(shí)期，國內鋼材品種、質(zhì)量、規格不僅要滿(mǎn)足國內外鋼結構發(fā)展需要，有關(guān)領(lǐng)域的高性能鋼材應用開(kāi)發(fā)國際領(lǐng)先;鋼結構的產(chǎn)品、配件及配套技術(shù)產(chǎn)品達到國際先進(jìn)水平。重點(diǎn)突出量大面廣，產(chǎn)值比重在行業(yè)中地位突出的鋼結構住宅、鋼結構橋梁及非標、成套裝備制造(包括新能源風(fēng)電、核電、智能電網(wǎng)、三合一、海洋工程鋼結構網(wǎng)等)的潛在市場(chǎng)和自主創(chuàng )新技術(shù)發(fā)展，促進(jìn)鋼結構房屋建筑質(zhì)量全面提高，提高建筑物使用期限和實(shí)際壽命更加先進(jìn)，促進(jìn)相關(guān)配套產(chǎn)品、部件的完善提高，逐步使鋼結構產(chǎn)業(yè)成為我國的戰略性新興產(chǎn)業(yè)，初步具備鋼鐵、鋼結構強國目標。