鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程

1、鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程改革開放以來，隨著科學技術(shù)的發(fā)展，我國建筑鋼結(jié)構(gòu)得到迅猛發(fā)展。其生產(chǎn)的鋼材品種、規(guī)格越來越齊全，鋼材質(zhì)量有了很大 的提高，鋼結(jié)構(gòu)形式越來越新穎，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工技術(shù)越來越發(fā) 達。如“鳥巢”、“水立方”、CCT漸址大樓、廣州新電視塔、上 海環(huán)球金融中心、杭州灣跨海大橋等具有代表性的鋼結(jié)構(gòu)建筑在世 界上達到了領(lǐng)先水平，表現(xiàn)為高、大、奇、新等特點。早期鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展鋼鐵用于建筑結(jié)構(gòu)最早的應(yīng)該是鐵索橋，據(jù)歷史記載，中國最早的鐵索橋是陜西漢中攀河鐵索橋，建于公元前206年西漢時期，距今約2200年歷史。該橋經(jīng)過了多次修復，于1951年 毀壞。另外，云南神州鐵索橋建于隋唐時期，于唐貞元十年（7

2、94年）戰(zhàn)亂時毀壞，距今約1200多年。英國1779年建造了一座鐵索橋， 俄國1824年開始建鐵索橋，美國1851年開始建鐵索橋，比中國晚2000年左右。我國現(xiàn)存最早的橋梁有四川大渡河瀘定橋，長 127米，建于1705年，屬鐵索橋，距今約304年，新中國成立后修復過 一次，現(xiàn)還在使用。新中國成立前由外國人建造的鋼橋有：唐山運河鐵路橋1906年建成，英國人設(shè)計，比利時人建造，為中國第一座 現(xiàn)代鐵路鋼橋；天津金湯開啟式鋼橋也建于1906年，2005年整修后 重新恢復開啟功能；蘭州中山大橋，建于1907年，長233米、寬7 米，連續(xù)使用至今，2007年維修后改為人行橋，距今102年。由中 國人自行設(shè)

3、計建造的鐵路鋼橋是 19021909年詹天佑主持建造的京張鐵路橋，121座，累計長1951米，最大跨度33.5米，距今有100 年;1937年由茅以升主持建造了杭州錢塘江公鐵兩用大橋。新中國成立后，黨和國家非常重視鋼鐵生產(chǎn)和建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā) 展，具有代表性的工程有：1957年建成我國第一座跨長江公鐵兩用 武漢長江大橋，長1670米，可謂“一橋飛架南北，天塹變通途”， 圓了幾代人的夢想。1968年建成南京長江大橋，長4589米，這是蘇 聯(lián)專家撤走并中斷了鋼鐵供應(yīng)和成套技術(shù)后，中國人自己建造的一 座為國增光的鋼結(jié)構(gòu)橋梁，它開創(chuàng)了我國自力更生建設(shè)大型橋梁的 新紀元。1968年建成首都體育館，屋蓋為平板鋼

4、網(wǎng)架，長 112.9米，寬 99米;1975年建成上海體育館，屋面為圓形鋼網(wǎng)架，跨度 110米，采 用8個獨腳拔桿整體抬吊、高空水平移位安裝；1975年建成兵馬俑1 號坑鋼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)形式為三較拱，跨度 72米。從此我國大跨度建筑 鋼結(jié)構(gòu)拉開了序幕，建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工技術(shù)得到了發(fā)展，尤其 是南京長江大橋和上海體育館鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架，依靠自己力量順利建 成，得到外國有關(guān)專家一致好評。改革開放以來，我國新型鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍逐步擴大，在新技 術(shù)應(yīng)用方面得到了迅猛發(fā)展，有影響的如北京工人體育館、廣州電 視塔、北京氣象桅桿、廣州珠江大橋、十一屆亞運會體育館、游泳 館、體育場罩棚等鋼結(jié)構(gòu)工程，在建筑造型和結(jié)構(gòu)形式

5、上有了新的 突破。從此，拉開了我國建筑鋼結(jié)構(gòu)邁向世界領(lǐng)先水平的序幕。1990年北京建成京廣中心大廈，高209米，這是我國第一座超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑；1993年建成上海楊浦斜拉索大橋，主跨度 602米;1996年建成的深圳地王大廈高 383.95米;1997年建成上海8萬人體育場，鋼結(jié)構(gòu)罩棚最大懸挑73.5米。這幾個具有代表性的工程是 我國建筑鋼結(jié)構(gòu)在跨度和高度上的一次大的飛躍。尤其是“鳥 巢”、“水立方”、CCTVf址、廣州新電視塔、杭州灣跨海大橋等 在世界上具有影響的工程為我國建筑行業(yè)創(chuàng)造了輝煌。世界鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀建筑鋼結(jié)構(gòu)近年來在高度、跨度、長度、造型 等方面發(fā)展很快。衡量建筑鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)水平，主

6、要看跨度和高 度。多年來，高層建筑、廣播電視塔、體育場館屋蓋造型在世界各 大城市不斷地攀比競爭，在人類建筑史上創(chuàng)造了一個又一個奇跡。電視塔一一到2009年，世界最高電視塔是美國1963年建成的 北達科他KVL飩視塔，高628.8米，屬柔性纜索全鋼結(jié)構(gòu)（波蘭曾建 成高645米同類型電視塔，1991年在替換纜索時倒塌）；廣州電視塔 高610米;其次是加拿大多倫多電視塔 553米，俄羅斯奧斯坦電視塔 540米，上?！皷|方明珠”電視塔高 468米。美國在建的芝加哥螺旋 塔，高度610米。超高層建筑一一早期高度300米以上的高層建筑為美國紐約克 萊斯勒大樓，高318.8米，1930年建成；紐約帝國大廈高

7、381米， 1931年建成；美國世貿(mào)大廈“姐妹塔”高417米，1969年建成；芝加 哥韋萊集團大廈高442米，1974年建成；我國1996年建成深圳地王 大廈高383.95米；上海金茂大廈高403米，1997年建成；上海環(huán)球金融中心高492米，2007年建成；臺北101大廈高508米，2006年建成;阿拉伯聯(lián)合酋長國“哈里發(fā)塔”高達 828米，2010年1月1日建成,成為世界最高的摩天大樓。美國邁阿密計劃修建975米高摩大樓，在不遠的將來，世界摩天大樓有望突破1000米。最大的跨海大橋 美國1969年建成龐恰特雷恩湖跨海大橋， 長38400米，可謂世界海上第一橋；中國杭州灣跨海大橋長36000

8、 米，由杭州慈溪至平湖，2008年5月通車；中國東海大橋長32500 米，由上海浦東至小洋山島深水港，2005年通車。大跨度斜拉索橋一一中國蘇通大橋，跨度 1088米，2008年建成; 香港昂船洲大橋，跨度1018米，1999年建成；日本多多羅大橋，跨 度890米，1999年建成；法國諾曼底大橋，跨度856米，1995年建 成；上海閔浦大橋，跨度708米，2009年建成。大跨度懸索橋一一日本明石海峽懸索橋，跨度1991米，1998年建成；中國西垠門懸索橋，跨度1650米，2009年建成；中國楊潤懸索 橋，跨度1490米，2005建成；中國江陰懸索橋，跨度1385米，1999 年建成；香港青馬懸

9、索橋，跨度1377米，1997年建成。大跨度鋼結(jié)構(gòu)拱橋一一上海盧浦大橋跨度 750米，2003年通車；重慶朝天門拱橋跨度552米。大跨度房屋建筑一一美國1979年建成底特律體育館，屋蓋為網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，跨度266米，成為世界最大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑；1996年建成亞特蘭大體育館，屋蓋為索、桿、膜張拉結(jié)構(gòu)，跨度235米；日本20世紀90年代建成的名古屋穹頂，屋蓋為網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，跨度 229.6米；英國2000年建成外形似飛碟狀的展覽館（千年穹頂），屬斜拉索鋼 結(jié)構(gòu)，跨度320米。北京國家體育場“鳥巢”，平面為橢圓形 343米X 292米，屬新型大跨度?！傍B巢”通過奧運會向世人展示了它的風 采，在世界建筑史上留下

10、了耀眼的印記。它用最小、最簡易的原始 鳥窩來表現(xiàn)最大、最復雜的現(xiàn)代化建筑，可謂一大奇跡。它不同于 現(xiàn)代大跨度常用的網(wǎng)架、網(wǎng)殼、拱架等結(jié)構(gòu)形式，也未采用斜拉、 預(yù)應(yīng)力等提高跨度的有關(guān)措施，自身支撐，跨進了世界大跨度建筑 首列。它與體育場罩棚比較，結(jié)構(gòu)最大懸挑長度 79米，尚屬少有。大懸挑鋼結(jié)構(gòu)一一十一屆亞運會前，北京工人體育場改建了 一個鋼罩棚，懸挑長18米；接著1991年建成北京豐臺體育場罩棚， 最大懸挑長度25米;上海1997年建成的八萬人體育場罩棚，最大懸 挑長度達73.5米，達到了世界領(lǐng)先水平。無論是懸挑長度、懸挑高 度，還是懸挑重量，北京 CCTVf址主樓無疑為世界第一。它是一個 不對

11、稱懸挑大樓，樓高234米，兩座塔樓傾斜6° ,頂層偏離底層24 米，并在163234米高度處懸挑14層，懸挑重量1.5萬余噸，懸挑 長度達75米。考慮塔樓傾斜24米，結(jié)構(gòu)最大懸挑跨度為99米。單 從建筑力學和技術(shù)難度看，CCTVf址主樓在世界上獨一無二。特種鋼結(jié)構(gòu)一一我國西安的法門寺合十舍利塔工程，結(jié)構(gòu)形式為鋼骨結(jié)構(gòu)，造型結(jié)合佛教文化，選型雙手合十狀，立面呈多次 折線，屬標志性特種造型結(jié)構(gòu)。具高 148米，總用鋼量約1.48萬噸，施工難度大。法門寺舍利塔造型比較復雜，結(jié)構(gòu)形式為鋼骨結(jié)構(gòu)，平面展示為雙對稱結(jié)構(gòu)，體系高度方向平面變化大。其轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)折節(jié)點以及開口數(shù)量多，層間尺寸大，外形三次

12、折線往復變化, 鋼骨柱長度變化頻繁。此外該工程采用懸挑形式施工，使施工難度 加大。該工程為筒體鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，上部屬多向懸挑，施工過程 鋼結(jié)構(gòu)變形大，安裝過程必須采取一系列技術(shù)措施，質(zhì)量要求高。該工程焊縫等級為一級，檢驗等級為 B級，評定等級為I級。低溫焊接，要達到這一標準，必須采取一系列有效的技術(shù)措施方能滿 足。結(jié)構(gòu)安裝難度大。塔樓高127米，5474米向外傾斜54° , 74104米向內(nèi)傾斜54° ,懸臂部分外伸22.5米，由于周圍土建施 工，常規(guī)外支撐安裝方法無法實現(xiàn)，給施工帶來很大的技術(shù)難題。施工單位克服以上重重困難，打破常規(guī)，采用一系列科學先進的施 工技術(shù)，用8個

13、月時間按期完成了 1.48萬噸鋼結(jié)構(gòu)安裝任務(wù)，在國內(nèi)特種結(jié)構(gòu)施工領(lǐng)域又創(chuàng)造了 一個奇跡。中國鋼結(jié)構(gòu)之輝煌建筑鋼結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新是無休止的，它激發(fā)和推 動人類在建筑史上不斷創(chuàng)造奇跡，是人類挑戰(zhàn)大自然的本能，是人 類社會進步、科學技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果?！傍B巢”以跨度最大、結(jié) 構(gòu)奇特震撼人心。它與“水立方”對應(yīng)，勾畫出一幅最完美、最和 諧的北京奧體藍圖。它代表了中國建筑業(yè)先進技術(shù)直向世界?！癈CTVf址”無疑是世界懸挑最大的高層建筑，也是設(shè)計和施工難 度最大的工程。“法門寺舍利塔”是代表佛學理念的新型特種結(jié) 構(gòu)，是現(xiàn)代建筑和佛教文化相結(jié)合的藝術(shù)品?！爸袊K通大橋”以跨度1088米，成為世界跨度最大的斜拉索橋梁?！吧虾１R浦大橋” 以跨度750米，成為世界跨度最大的鋼結(jié)構(gòu)拱橋。“中國西垠門大I鋼構(gòu)英才網(wǎng)sctmjobB橋”以跨度1650米，成為國內(nèi)第一、世界第二的