摘要：本文主要簡述鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)以及在工業(yè)建筑方面的應(yīng)用，介紹了工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展前景以及制約發(fā)展的一些因素，并對這些問題進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；工業(yè)建筑；應(yīng)用與發(fā)展

1 引言

近幾年我國鋼結(jié)構(gòu)市場前景報告指出：隨著區(qū)域振興計劃的相繼推出，帶來了產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)移的機(jī)會，以及基礎(chǔ)設(shè)施投資在未來幾年的確定性增長，鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品即將迎來一輪爆發(fā)式的需求和增長。作為國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)的建筑行業(yè)和建材行業(yè)，也將取得迅猛發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)用鋼生產(chǎn)能力與技術(shù)水平已有了顯著提高。其強(qiáng)度高，自重輕、抗震性能好、施工速度快等優(yōu)勢，在工業(yè)建筑行業(yè)中必然大量應(yīng)用。

2 鋼結(jié)構(gòu)的主要特性

1）自重輕，抗震性能好：

鋼結(jié)構(gòu)比磚混結(jié)構(gòu)輕近1/3左右，比鋼筋砼剪力墻結(jié)構(gòu)輕近1/5左右，因此在相同建筑面積的建筑樓層中鋼結(jié)構(gòu)自重相對較輕。據(jù)比較，六層鋼結(jié)構(gòu)住宅的自重相當(dāng)于四層磚混結(jié)構(gòu)住宅的自重；而輕鋼結(jié)構(gòu)單層工業(yè)廠房自重僅為傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的1/5～1/10。由于鋼結(jié)構(gòu)自重輕且具有很好的塑性和韌性，發(fā)生地震時能較好吸收地震波的能量，從而延長結(jié)構(gòu)破壞的時間，減少結(jié)構(gòu)破壞的程度，有利于人員逃生和財產(chǎn)保護(hù)。

2）施工簡便、工期短：

鋼結(jié)構(gòu)大部分構(gòu)件在工廠制作，很大程度上減少了現(xiàn)場工作量。各分項(xiàng)工程如基礎(chǔ)、構(gòu)件、屋面、維護(hù)結(jié)構(gòu)可以同時施工，互不影響，大大縮短工期。據(jù)比較，鋼結(jié)構(gòu)的施工速度約為混凝土結(jié)構(gòu)施工速度的1.5倍，工程項(xiàng)目可以早建成、早投產(chǎn)、早收益，投資資金的時間價值得以體現(xiàn)。

3）建材環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展：

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在工廠制作后，運(yùn)至施工現(xiàn)場，采用焊接或螺栓連接，干法施工，這樣可以有效減少施工過程中的噪聲污染和環(huán)境污染。鋼結(jié)構(gòu)拆除后，各組件可回收重復(fù)使用，或經(jīng)熔融冶煉后變?yōu)殇摬挠糜趧e的地方，因此稱其為滿足綠色環(huán)保建材。

4）可塑性強(qiáng)、造型美觀：

相對于其它結(jié)構(gòu)形式而言，鋼結(jié)構(gòu)建筑可以極大地超越結(jié)構(gòu)束縛，創(chuàng)造出多種形式空間。展現(xiàn)出靈巧、輕盈、通透等效果，其強(qiáng)大的造型潛力是其它結(jié)構(gòu)形式所難以比擬的。

3 工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)的主要應(yīng)用

1）工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)應(yīng)用

工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)應(yīng)用有鋼屋架系統(tǒng)和吊車梁系統(tǒng)。一些工業(yè)建筑需要大空間和大跨度，傳統(tǒng)的鋼筋砼梁或屋架已不能滿足空間和跨度上的需求，鋼屋架系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，鋼屋架系統(tǒng)由屋架、支撐和系桿組成。很多廠房中設(shè)置有吊車，吊車梁系統(tǒng)是工業(yè)廠房的重要組成部分，由吊車梁、制動結(jié)構(gòu)、軌道、車檔和連接件組成。

2）工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)的常規(guī)應(yīng)用

當(dāng)鋼筋砼結(jié)構(gòu)不能滿足工業(yè)建筑物跨度或功能上的要求時，會采用鋼結(jié)構(gòu)，如大型倉庫、材料堆場、飛機(jī)裝配車間等，其結(jié)構(gòu)體系多為網(wǎng)架、拱架、懸索、門式剛架等。當(dāng)建筑物受動力荷載影響，會采用鋼結(jié)構(gòu)，如碳素廠高樓部，由于振動成型機(jī)的反復(fù)振動對結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和耐疲勞度都有很高的要求。當(dāng)在高烈度區(qū)時，鋼筋砼結(jié)構(gòu)已經(jīng)超出現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定范圍內(nèi)時，會采用鋼結(jié)構(gòu)，如在9度區(qū)時，鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)高度限高24m，而工藝流程又必需要求建筑物高度高于24m，因此只能采用鋼框架結(jié)構(gòu)。當(dāng)原有廠房需要改建或擴(kuò)建時，會采用鋼結(jié)構(gòu)，如一些廠房由于工藝流程的改變，廠房已不能滿足現(xiàn)有設(shè)備的需要，則要將原廠房改擴(kuò)建，鋼結(jié)構(gòu)受力清晰，構(gòu)造簡單，重量輕，施工快捷，通常為改擴(kuò)建工程的首選。一些必須采用鋼結(jié)構(gòu)的特種結(jié)構(gòu)，如變電站的空間鋼塔架、輸送皮帶廊的鋼桁架、鋼支架、煙氣凈化廠房的鋼煙囪、海上鉆井平臺、氧化鋁廠的溶出區(qū)域管網(wǎng)管道支架、可拆卸或移動的鋼構(gòu)架等。

3）工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用趨勢

工業(yè)建筑的宗旨是一切為工藝服務(wù)，根據(jù)其生產(chǎn)流程，對材料、空間和結(jié)構(gòu)形式都有特定要求，且建筑體量較大，對尺度把握以及新材料、新技術(shù)的應(yīng)用都有較高要求，因此表現(xiàn)出有別于一般建筑的形式。簡單的建材和落后的施工工藝將被取代，品種繁多的型材、鋼纜、構(gòu)件連接件等豐富著工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)的用材；高性能和現(xiàn)場化施工的涂料解決了工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)的防腐、防火、防水、隔熱、防污染等問題；低能耗、高效率、高性能的焊接設(shè)備和焊接材料，以及數(shù)控鋼材二次加工設(shè)備的研制成功，帶給工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)加工全新概念，打破了傳統(tǒng)加工模式；國外建筑商的涌入，帶來了新理念、新材料、新施工方法等。因此鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)建筑將表現(xiàn)出高強(qiáng)、輕盈、簡潔、觀感好、色彩鮮明、現(xiàn)代化程度高等典型的特征。

4 工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展前景

隨著信息社會發(fā)展，新工藝、新材料、新設(shè)備等新的東西，對工業(yè)建筑設(shè)計提出新的要求，靈活車間、通用廠房、高層工業(yè)大廈、工業(yè)科技園區(qū)、智能建筑日益增多，原來老一套工業(yè)建筑體系也隨之更新?lián)Q代。這就要求我們不得不更新觀念和設(shè)計手段以適應(yīng)新的技術(shù)發(fā)展。我國工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展相對滯后，目前我國已經(jīng)開始重視工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展。

我國鋼產(chǎn)量多年居世界第一位，而建筑用鋼量僅占總產(chǎn)量的三分之一左右，其中鋼結(jié)構(gòu)用鋼量不足5%，這樣來講我國工業(yè)建筑用鋼的發(fā)展空間非常大。而我國目前卻在大量采用磚砌體和鋼筋砼結(jié)構(gòu)的工業(yè)建筑，這些建筑每年大量銷毀農(nóng)田耕地和排放CO2，不僅污染環(huán)境，還生產(chǎn)出大量的建筑垃圾。而大力發(fā)展工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)建筑能在一定程度上解決上述問題。原因如下：1）鋼材是一種高強(qiáng)度高效能材料，具有很高再循環(huán)利用價值；2）鋼結(jié)構(gòu)抗震性能好，使用靈活，施工能耗低，不產(chǎn)生強(qiáng)噪聲和空氣污染；3）鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展能帶動一系列輕質(zhì)高強(qiáng)墻體材料發(fā)展，減少普通墻體材料的使用量，同時為綠色建材發(fā)展創(chuàng)造條件。在日趨嚴(yán)峻的環(huán)境問題面前，發(fā)展工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)建筑，替代磚砌體和鋼筋砼結(jié)構(gòu)是明智的選擇。

5 制約工業(yè)建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的因素

1）對工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)認(rèn)識片面：長期受混凝土結(jié)構(gòu)影響，人們對鋼結(jié)構(gòu)建筑還存在著片面認(rèn)識，觀念沒有徹底轉(zhuǎn)變。存在著建設(shè)單位擔(dān)心工程造價高，設(shè)計單位擔(dān)心技術(shù)不成熟，施工單位缺乏安裝施工經(jīng)驗(yàn)等問題，嚴(yán)重阻礙了工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展。

2）工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)配套材料不完善：工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)體系是一個綜合且復(fù)雜的技術(shù)體系，涉及到屋面材料、墻體材料、保溫材料、防腐、隔熱材料、管線系統(tǒng)等一系列配套體系。

3）資金和技術(shù)水平問題：與發(fā)達(dá)國家工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)相比較，在設(shè)計理念、鋼材品種質(zhì)量、新產(chǎn)品研究開發(fā)、制作安裝設(shè)備、計算機(jī)應(yīng)用、科學(xué)管理、專業(yè)人才培養(yǎng)等方面都存在著較大差距。國內(nèi)一些鋼結(jié)構(gòu)科研機(jī)構(gòu)研發(fā)資金不足，標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范修訂周期過長，使得一些剛剛出臺，頒布實(shí)施的新標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，就已經(jīng)不能適應(yīng)當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展的最新需求。

4）從事工業(yè)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的設(shè)計、制作、安裝、監(jiān)理等從業(yè)人員對新材料、新理念、新施工方法等新知識掌握不夠。

6 結(jié)語

鋼結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度高、生產(chǎn)制作工業(yè)化程度高、施工速度快的特點(diǎn)，目前在工業(yè)建筑中較為廣泛的得到應(yīng)用。雖然鋼結(jié)構(gòu)在工業(yè)建筑中的發(fā)展有一些制約因素，但是隨著人們對鋼結(jié)構(gòu)及其技術(shù)認(rèn)識的不斷提高，配套材料的不斷完善，它在工業(yè)建筑中必將取得飛速的發(fā)展。

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