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[钢结构设计] 我国钢结构建筑的现状及发展前景

技术分享 技术分享 1775 人阅读 | 3 人回复 | 2007-04-27

建筑是用石头写成的史书”在雨果先生生活的那个时代是没有疑问的,然而当今世界的史书恐怕没有多少是用石头写的。在几千年的人类历史中,建筑结构经历了木结构、砖石结构、钢筋水泥结构、钢混结构及钢结构。目前全球独领风骚的建筑材料是钢材,钢结构已是发达国家主导建筑结构,广泛应用于高层、超高层建筑、大跨大空间建筑、量大面广的中小型工业、商业、社区、文教卫生等建筑,以及大部分的低层非居住型建筑中。

  建筑钢材的突破性进展是20世纪60年代开始的。30余年来,利用钢格、玻璃、膜材等现代建筑材料及相应的结构、构造技术与施工工艺建筑起来的钢结构建筑,彻底改变了以往建筑造型的模式,建筑设计的理念与方法亦随之嬗变。如今,技艺合一与可持续发展等理念已深入人心,以钢结构技术为基本手段,注重材料特性与技术表现的建筑创作倾向已成为时代的潮流。

  与国外相比,我国钢结构建筑的发展相对滞后,在我国钢产量连年居世界首位,钢结构建筑的建造条件基本成熟的前提下,钢结构技术仍未得到有效推广,是颇值得令人深思的。目前我国建筑设计界普遍存在着对钢结构建筑认识不足,观念落后;对钢结构体系积极性不高,管理跟不上等问题。这些都严重阻碍着钢结构建筑在我国的进一步发展。

  一、国外钢结构建筑的发展历史

  最早在建造房屋中使用的金属结构可以追溯到18世纪未的英国。由于当时棉纺厂经常发生火灾,因而在厂房结构中采用了铁框架。100年后, 美国的芝加哥学派建造了一批钢结构摩天大楼,法国工程师埃菲尔建造了著名的铁塔,金属建筑从此进入了第一个光辉时代。在那个时代,人们也建造金属结构的独户住宅,有些金属住宅,至今状态良好。

  在以后的半个多世纪里,钢筋混凝土结构兴起,金属在建筑领域里失去了它的名声和魅力,主要用于建造工厂、飞机库等。

  钢结构建筑在20世纪60年代再次开始新发展。建筑钢材获得了突破性进展,计算机也开始早期应用,金属建筑的各种结构体系日趋成熟。70年代法国蓬皮杜文化中心建成,高科技潮流开始出现;到80、90年代,雷诺汽车零件配送中心、香港汇丰银行、法国里昂机场TGV铁路客运站、 日本关西国际机场等则把钢结构推向了一个新的高度。与此同时,建筑师们在中小型项目中,也把钢结构技艺发挥得淋漓尽致,如FRANCE建筑工作室设计的大学生餐厅、儒勒.瓦尔纳中学、美国ABC公司制造的住宅等。特别值得指出的是,西方发达国家已提出预工程化金属建筑概念,预工程化金属建筑是指将建筑结构分成若干模块在工厂加工完成,从而使钢结构建筑的设计、加工和安装得以一体化,这就大大降低了建筑成本(比传统结构型式低 10 ~20%),缩短了施工周期,使钢结构的综合优势更加明显。

  在新结构方面, 许多国家都加大了研究力度, 现在人类已具有建造跨度超过 1000m的超大型穹顶与高度超过1000m最高至4000m的超高层建筑的能力。 大跨度开合空间钢结构亦有较大的进展,1989年建成的加拿大多伦多天空穹顶体育馆,跨度 205m,能容纳7万人,屋盖关合后可做全封闭有空气调节的体育场。1993 年建成的日本福冈室内体育场,直径222m,是当代世界上最大的开合空间钢结构。膜结构的发展亦令人瞩目,1992年在美国亚特兰大建成的奥运会主馆“佐治亚穹顶”,平面尺寸为240m×193m,是世界上最大跨度的索网与膜杂交结构屋顶。

  由于科技之发展及钢材品质之进步,钢结构之重要性被先进国家所肯定,在欧洲、美洲、日本、台湾等地,厂房之兴建全部采用钢结构。而在一些先进城市,大楼、桥梁、大型公共工程,亦多采用钢结构建筑。最近10年,在美国,大约70% 的非民居和两层及以下的建筑均采用了轻钢刚架体系。

  二、钢结构建筑的主要优点

  1.强度高、刚度大、自重轻。大体而言钢结构与钢筋混凝土自重之比约为1:1 .6,而地震力=质量*地震加速度,故重量愈轻,地震力也减少。钢结构若以适当处理,对耐地震力更有效。同时还可以减少基础工程量和基础造价。

  2.钢结构件及其配套技术相应部件绝大部分可以实现工厂化制作,使质量容易保证,便于标准化及推广使用。

  3.施工周期短(约为混凝土结构的1/3至1/2),可以大大缩短投资资金的占有周期,提高资金的投资效益, 并且不受季节因素影响。例如:5 万平方米的钢结构库房,从加工制作到施工安装2个月即可完成(钢筋砼结构最少需要10个月, 同时在北方冬季无法施工)。

  4.可做成大跨度、大开。钢结构对梁深及柱间跨度,有较佳之优势。如一般钢筋混凝土的梁深及跨度比约为1:12,而钢结构则为1:24 , 并可以提高使用面积率5%~8%。

回答|共 3 个

badboy_wen

badboy_wen 发表于 2007-5-3 15:53:04 | 显示全部楼层

不全吧?

xy052

xy052 发表于 2007-12-20 14:45:20 | 显示全部楼层

谢谢老大 长见识了

motto116

motto116 发表于 2007-12-21 12:52:49 | 显示全部楼层

谢谢老大 长见识了
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