鋼結(jié)構(gòu)調(diào)查報告.doc

鋼結(jié)構(gòu)調(diào)研報告鋼結(jié)構(gòu)應用情況調(diào)查報告摘要：世界跨入21世紀,各行各業(yè)都飛速發(fā)展,建筑業(yè)也不例外。中國已加入WTO,在倡導可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)建筑理念的今天,中國傳統(tǒng)的“秦磚漢瓦”式的磚混結(jié)構(gòu)以及古老的木結(jié)構(gòu)即將退出 歷史舞臺,形成鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)并駕齊驅(qū)之勢。就建筑發(fā)展的趨勢而言,一是向高層及超高層方向發(fā)展,一是向大跨及超大跨度的方向發(fā)展。在這兩個領域,鋼結(jié)構(gòu)除了自身強度高,塑性韌性好,抗震性能好,工業(yè)化程度高,綜合經(jīng)濟效益好等常規(guī)優(yōu)點外,更具有無與倫比的優(yōu)勢,從目前世界各國的建筑技術政策、應用狀況以及建筑師和結(jié)構(gòu)工程師喜愛的程度而言,我們可以斷言21世紀是鋼結(jié)構(gòu)的世紀! 正文：鋼結(jié)構(gòu)體系因其本身所具有的自重輕、強度高、施工快等優(yōu)點，與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，更具有在高、大、輕三個方面發(fā)展的獨特優(yōu)勢。隨著國家經(jīng)濟建設的發(fā)展，長期以來混凝土和砌體結(jié)構(gòu)一統(tǒng)天下的局面正在發(fā)生變化。鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品在大跨度空間結(jié)構(gòu)、輕鋼門式結(jié)構(gòu)、多層及小高層住宅領域的建筑日益增多，應用領域不斷擴大。從西氣東送、西電東輸、南水北調(diào)、青藏鐵路、2008年奧運會場館設施、鋼結(jié)構(gòu)住宅、西部大開發(fā)，以及剛剛結(jié)束的2010年世博會的世博場館的建設實踐來看，一個發(fā)展建筑鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)和市場的勢頭正在我國出現(xiàn)。1.鋼結(jié)構(gòu)建筑的結(jié)構(gòu)特點：1.1鋼結(jié)構(gòu)材料自重輕，可顯著降低基礎工程造價根據(jù)比較，6層輕鋼結(jié)構(gòu)住宅的重量，僅相當于4層磚混結(jié)構(gòu)住宅的重量。對于框剪結(jié)構(gòu)，當外墻采用玻璃幕墻，內(nèi)墻采用輕質(zhì)隔墻，包括樓面活載在內(nèi)對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的上部結(jié)構(gòu)全部重力荷載約為15 kN/m217 kN/m2，其中梁、板、柱及剪力墻等自重約為10 kN/m212 kN/m2，但是對于鋼結(jié)構(gòu)全部重力荷載約為10 kN/m212kN/m2，其中，鋼結(jié)構(gòu)和混凝土樓板自重約為5 kN/m26 kN/m2。因此可知，兩類結(jié)構(gòu)自重比例約為21，全部重力荷載的比例約為1.51，所以對于這兩類結(jié)構(gòu)傳至基礎的荷載差別將是十分驚人的。1.2鋼結(jié)構(gòu)建筑的抗震性能優(yōu)于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)這是由于鋼材屬于金屬晶體具有各向同性的性質(zhì)，有很高的抗拉、抗壓和抗剪強度，更重要的是鋼材具有良好的延性。在地震的作用下，鋼結(jié)構(gòu)因其延性，不僅能減弱地震反應，而且屬于較理想的彈塑性結(jié)構(gòu)，且有抵抗強烈地震的變形能力。如日本明石海峽大橋，這座目前世界上主跨最長的懸橋(全長3911 m，主跨長1 991 m)，將日本的本州、九州、北海道和四國島連在了一起，該橋可承受里氏8.5級的強烈地震和80 m/s的暴風。1.3減小結(jié)構(gòu)構(gòu)件的尺寸，增加建筑使用面積由于鋼材自重輕強度高，可使得建筑物梁柱截面積尺寸相對較小，因此其所占用的建筑面積也小，這樣就相當于增加了建筑物的使用面積，這對于投資方來說，將產(chǎn)生不小的經(jīng)濟效益。1.4質(zhì)量容易保證、施工速度快、周期短鋼結(jié)構(gòu)施工的最大特點就是鋼構(gòu)件在工廠制作，因此鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量容易保證。鋼結(jié)構(gòu)一般均為現(xiàn)場安裝，作業(yè)比重大，而且其本不受氣候影響。而且混凝土樓板的施工可與鋼結(jié)構(gòu)安裝交叉進行。有時在上部安裝柱、框架的同時，下部可以進行內(nèi)部裝飾、裝修工程。因此，在保證技術、供應、管理等方面的條件下，可以提前投入使用。因此鋼結(jié)構(gòu)的施工速度常可快于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)約20%30%，相應的施工周期也縮短能早日投入使用，使投資人在經(jīng)濟效益上及早獲得回報。如紐約帝國大廈，高381 m（加上后來修建的電視塔共高448 m），這座高102層的摩天大廈僅用了1年多的時間就建成了。1.5鋼結(jié)構(gòu)可以形成較寬敞的無柱空間，便于內(nèi)部靈活布置便于大柱網(wǎng)大開間的建筑布置或轉(zhuǎn)換層或設備層、共享空間等建筑特殊平面與空間布置，便于設備管線的穿越設置。能更好地滿足建筑對大開間布置的要求，也可滿足地下車庫柱間可停數(shù)輛車的要求，這些都是同等條件下鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)難以做到的。在鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)空間中，有許多孔洞與空腔，而且鋼梁的腹板也允許穿越小于一定直徑的管線，這樣使管線的布置較為方便，也增加了建筑凈高，而且管線的更換、修理都很方便。此外，集中荷載很大的轉(zhuǎn)換層或設備層均可以通過設置鋼結(jié)構(gòu)層間絎架來解決，而這種絎架還可以起到加強與完善整個結(jié)構(gòu)體系的作用。如悉尼奧林匹克體育場，這座最多可容納11.5萬名觀眾的體育場，它由兩個長220 m、寬70 m的弧形鋼結(jié)構(gòu)支撐，其跨度可并排停放4架波音747客機。1.6鋼結(jié)構(gòu)建筑造價并不高鋼結(jié)構(gòu)的造價與許多因素有關，對其造價的評估分析必須按動態(tài)的和綜合的經(jīng)濟評估進行分析。由于鋼結(jié)構(gòu)建筑在施工時可以節(jié)省支模、拆模的材料，由此降低成本,大大加快施工速度。資金價值在施工中充分體現(xiàn)，減少資金成本。根據(jù)目前掌握的數(shù)據(jù)和資料，鋼結(jié)構(gòu)與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)間的差價約為工程總投資的5%10%，如果從綜合效益看，采用鋼結(jié)構(gòu)后，由于自重輕而降低基礎造價，結(jié)構(gòu)尺寸小而增加建筑物使用面積和鋼結(jié)構(gòu)施工機械化高而縮短工期從而減少整個項目的投資。1.7鋼結(jié)構(gòu)耐熱性能好，但耐火性能差（其耐火時限僅為15 min），鋼材在常溫至200以內(nèi)性能變化不大，但超過200以后，鋼材的強度將隨溫度升高而大大降低，到600時就完全失去承載能力。因此就要采取有效的防護措施,如用耐火材料做成隔熱層等以便提高鋼結(jié)構(gòu)的耐火性能差。鋼結(jié)構(gòu)耐銹蝕能力差，據(jù)有關資料估算,約有10%12%的鋼材損耗是屬于銹蝕損耗。因此鋼結(jié)構(gòu)必須采取防銹措施，應徹底除銹后按設防標準刷涂或噴涂防腐涂料以對其進行保護。目前，已經(jīng)有相應的保護規(guī)范、配套材料可使用，以提高鋼結(jié)構(gòu)的性能。1.8符合中國建筑產(chǎn)業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的要求鋼結(jié)構(gòu)建筑現(xiàn)場作業(yè)量小、無噪聲、不污染周圍環(huán)境，改建和拆遷容易，材料的回收和再生利用率高。傳統(tǒng)建筑用的實心黏土磚，因大量浪費土地資源、污染環(huán)境已被限制禁止使用。相反，由于鋼結(jié)構(gòu)建筑易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)、標準化制作，可以采用節(jié)能、環(huán)保的新型墻體材料與之配套，因而，健康、環(huán)保、抗震較好的鋼結(jié)構(gòu)建筑，是中國現(xiàn)代化建筑發(fā)展的必然趨勢。2我國鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程及發(fā)展空間 1949年新國家剛剛成立，鋼產(chǎn)量很低，每年僅135萬噸，鋼結(jié)構(gòu)建設只要依托蘇聯(lián)經(jīng)濟及技術支援；上世紀60年代中前期至70年代，中國各部門鋼材的需要量增大了，但鋼產(chǎn)量依然不多，每年也只要2000萬噸；二十年來的改革開放和經(jīng)濟發(fā)展，已經(jīng)為鋼結(jié)構(gòu)體系的應用創(chuàng)造了極為有利的發(fā)展環(huán)境。這20年該當是鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的昌盛工夫，因為鋼結(jié)構(gòu)具有了一些獨專長處，已變化建立工程中的次要結(jié)構(gòu)；我國建筑鋼結(jié)構(gòu)近十年發(fā)展歷程,鋼結(jié)構(gòu)工程發(fā)展就是一個快字。鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)經(jīng)過幾年的發(fā)展，專業(yè)鋼結(jié)構(gòu)設計人員的素質(zhì)在實踐中得到不斷提高。一批有特色有實力的專業(yè)研究所、設計院不斷研究和開發(fā)出鋼結(jié)構(gòu)設計軟件和新技術。目前，國內(nèi)許多鋼結(jié)構(gòu)設計軟件相繼問世，可分別適應輕鋼結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、高層鋼結(jié)構(gòu)、薄壁拱形結(jié)構(gòu)的設計需要。隨著計算機技術在工程設計中的普遍應用，鋼結(jié)構(gòu)設計軟件功能的日臻完善，為協(xié)助設計人員完成結(jié)構(gòu)分析設計、施工圖繪制提供了極大的便利。從鋼結(jié)構(gòu)工程業(yè)績來看，世界第三高度米的上海金茂大廈，具有國際領先水平、高度米的深圳賽格大廈，跨度米的潤揚長江大橋，跨度米的上海盧浦大橋，米高的跨長江輸電鐵塔，以及首都國際機場，鳥巢國家體育中心等等許多采用鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的重要工程，標志著建筑鋼結(jié)構(gòu)正向高層重型和空間大跨度鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展；我國已把輕鋼結(jié)構(gòu)在住宅建設上的推廣應用作為建筑業(yè)的一場革命。隨著住宅業(yè)成為我國經(jīng)濟發(fā)展新的增長點，輕鋼住宅將是住宅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必由之路。而住宅產(chǎn)業(yè)化的前提是具備與產(chǎn)業(yè)化相配套的新技術、新材料和新體系。由于鋼結(jié)構(gòu)體系易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)、標準化制作，且與之相配套的墻體材料可以采用節(jié)能、環(huán)保的新型材料。因此，研究鋼結(jié)構(gòu)體系住宅成套技術，將大大促進住宅產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展。 3. 南通市鋼結(jié)構(gòu)的運用由于國情，我國目前建筑用鋼量只達到22，鋼結(jié)構(gòu)建筑占整個建筑的1不到，不用說，南通更是很少很少的，而世界各國建筑業(yè)都是鋼材的主要用戶之一，以工業(yè)發(fā)達國家為例，其建筑業(yè)用鋼量一般占鋼材總量的33以上，其中美國、日本等發(fā)達國家，鋼結(jié)構(gòu)建筑占整個建筑的50。隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展非常迅速；南通市緊跟中國時代發(fā)展需求，漸漸將鋼結(jié)構(gòu)應用于住宅樓、寫字樓等；就近幾年來看，鋼結(jié)構(gòu)在南通的發(fā)展還是相當不錯的。下面這幾張照片分別是南通火車站、南通體育館和南通園博園，都是完美詮釋著鋼結(jié)構(gòu)的運用之精。（南通火車站）（南通園博園恐龍館）（南通體育會展中心）4鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展帶來的效益鋼結(jié)構(gòu)有許多優(yōu)點，比如環(huán)保：材料可100%回收，真正做到綠色無污染；節(jié)能：全部采用高效節(jié)能墻體，保溫、隔熱、隔音效果好，可達到50%的節(jié)能標準。因此，鋼結(jié)構(gòu)建筑被譽為21世紀的“綠色建筑”； 鋼結(jié)構(gòu)建筑在建筑垃圾、建筑施工噪聲方面的指數(shù)與傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)相比較小，改建和拆遷也相對容易，具有材料的回收和再利用率高的特點。它是重量最輕的建筑、是施工工期最短的建筑、是經(jīng)濟最省的建筑，也是污染最少、影響環(huán)境最小的建筑，是人與自然和諧可持續(xù)發(fā)展的綠色產(chǎn)業(yè)。在剛剛結(jié)束的世博會，主題是“城市，讓生活更美好”，就是強調(diào)了低碳、節(jié)能所帶的益處；同時，低碳生活在最近幾年來經(jīng)常被提起；隨著生活質(zhì)量的提高，“低碳生活”正愈來愈受到人們的追捧。中國可利用的土地資源緊張，作為用地大戶的各類建筑，尤其要進行合理節(jié)約的支配。節(jié)能環(huán)保的鋼結(jié)構(gòu)自然成為了建筑行業(yè)所關注的焦點。在循環(huán)使用的過程中，鋼結(jié)構(gòu)材料環(huán)保再生的優(yōu)質(zhì)特性得到充分體現(xiàn)；跟傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件斷面所占空間面積要小得多，而這個更小的面積卻能承受更高的強度。采用鋼結(jié)構(gòu)能大大縮短工期，降低綜合成本。節(jié)約施工用水與人力。由此可見，鋼結(jié)構(gòu)建筑是實現(xiàn)節(jié)能減排目標的最佳住宅形式之一。還有，鋼結(jié)構(gòu)適宜工廠大批量生產(chǎn)，工業(yè)化程度高，并且能將節(jié)能、防水、隔熱、門窗等先進成品集合于一體，成套應用，將設計、生產(chǎn)、施工一體化，提高住宅產(chǎn)業(yè)化的水平。綜上所述，鋼結(jié)構(gòu)是適合創(chuàng)新的住宅結(jié)構(gòu)體系。鋼結(jié)構(gòu)