鮮木西努爾

摘 要 隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展和建筑市場的日益繁榮，鋼結構體系因為具有強度高、自重輕、性能穩(wěn)定、韌性好、安裝容易、施工周期短、抗震性能好、投資回收快、環(huán)境污染少以及適合于批量生產(chǎn)，同時，與鋼筋混凝土結構相比，更具有在“高、大、輕”三個方面發(fā)展的獨特優(yōu)勢，使其成了最佳建筑用結構材料。但鋼的耐火性能差，受熱后強度下降很快，易產(chǎn)生先天性火災隱患，危害人們的生命財產(chǎn)安全。所以，必須對鋼結構做防火處理。

關鍵詞 鋼結構 優(yōu)點 發(fā)展前景 不足

近年來，我國經(jīng)濟有了突飛猛進的發(fā)展，隨著經(jīng)濟的發(fā)展帶來了建筑業(yè)的空前繁榮，廠房、倉庫、體育館、住宅等建筑越來越廣泛地運用輕鋼結構，一些大跨度、超高層建筑也應運而生。目前世界上最高，最大的結構采用的都是鋼結構，而歷屆奧運會的場館也多采用鋼結構。隨著鋼結構的發(fā)展，我國低層、多層的輕鋼結構運用越來越廣泛，高層及超高層和大跨度鋼結構也有了較大發(fā)展。但鋼結構也存在自身缺點，鋼結構建筑耐火極限低。鋼結構通常在450 ℃～650 ℃溫度中就會失去承載能力，發(fā)生很大的形變，導致鋼柱、鋼梁彎曲，結果因過大的形變而不能繼續(xù)使用。如何讓這些超高、超大的鋼結構防火性能更佳，已經(jīng)成為擺在設計、施工及消防部門和科研機構面前一道共同的課題，力爭最完滿地解決鋼結構建筑的消防安全，這在國際上也是一門新的學科。

一、鋼結構概述

鋼結構體系具有強度高、自重輕、性能穩(wěn)定、韌性好、安裝容易、施工周期短、抗震性能好、投資回收快、環(huán)境污染少等綜合優(yōu)勢，而且適合于批量生產(chǎn)，與鋼筋混凝土結構相比，更具有在“高、大、輕”三個方面發(fā)展的獨特優(yōu)勢，使得鋼鐵成了最佳建筑用結構材料。進入19世紀80年代起，建筑結構就開始使用軋制鋼材。這時候涌現(xiàn)了大批的車站、庫房和展覽館等鋼結構建筑，這些建筑直到今天還在充分發(fā)揮各自的功能。其中最為顯赫的成果就是1889年為法國巴黎博覽會建造的三鉸拱機械館和埃菲爾鐵塔。埃菲爾鐵塔高312.27 m，使用了18 038個鍛鐵構件，用2.5萬個鉚釘固定，重7 300 t。進入20世紀以來，鋼結構建筑在理論和實踐上又有了新發(fā)展，其中的代表作，如1977年完成的巴黎蓬皮杜中心，1986年的倫敦洛依茲大廈等。到了20世紀末，鋼結構建筑的規(guī)模和功能已經(jīng)不是決定性因素了，所有建筑需要的是設計和結構技術的完美融合。

二、鋼結構建筑的優(yōu)點

鋼結構建筑是繼鋼筋混凝土建筑之后的最具革命性的建筑新發(fā)展和新應用。它具有以下優(yōu)點：

1.鋼材的抗拉、抗壓、抗剪強度相對來說比較高，鋼結構構件結構斷面小、自重小，可以減少運輸和吊裝費用，基礎的負載也相應減少。

2.鋼結構具有良好的延性和抗震性能，尤其是在高烈度地震區(qū)，使用鋼結構就更為有利。

3.結構占有面積較小，實際上是增加了使用面積。這實際上是增加建筑物的使用價值，增加經(jīng)濟效益。

4.施工速度快，采用鋼結構可為施工提供較大的空間和較為寬敞的施工作業(yè)面?？梢詫崿F(xiàn)鋼柱的吊裝、鋼框架的安裝、鋼筋混凝土核心筒的澆筑、組合樓蓋等的平行立體交叉作業(yè)。

5.鋼結構的質(zhì)量容易保證，鋼結構構件一般都在工廠里制造、加工，精度高。在工地只是安裝就位，用工省，現(xiàn)場施工比較文明。

6.鋼結構建筑在使用過程中易于改造，如加固、接高、擴大樓面等內(nèi)部分割，變動比較容易、靈活。

7.鋼結構可以做成大跨度、大空間形成較寬敞的無柱空間，敞式的大平面辦公室，工業(yè)廠房和倉庫等是最常見的空間形式。

二、建筑用鋼材種類

近幾年來中國鋼材的品種不斷增加，鋼材質(zhì)量也不斷提高。采用先進軋機軋制各種鋼材我國積極擴展建筑鋼結構用鋼材的品種，提高產(chǎn)品性能，包括優(yōu)質(zhì)焊接結構鋼、高強度優(yōu)質(zhì)厚板、熱成型管材、優(yōu)質(zhì)可焊鑄鋼等；擴大冷彎型鋼和熱軋H型鋼的品種和規(guī)格；合理推廣采用耐候鋼、耐火鋼、Z向鋼等。到2010年，我國將基本實現(xiàn)建筑鋼結構用鋼國產(chǎn)化的目標。建筑鋼結構用鋼材主要品種有中厚板、鍍薄卷板、彩色涂層卷板、中小型鋼（工字鋼）、槽鋼、角鋼、熱軋H鋼、焊接H鋼、焊管、冷彎型鋼及無縫鋼管等，特別是熱軋H型鋼的生產(chǎn)對鋼結構發(fā)展起了推動作用。

三、鋼結構的發(fā)展廣闊前景

我國20年來的改革開放和經(jīng)濟發(fā)展，在建筑工程領域中已經(jīng)出現(xiàn)了產(chǎn)品結構調(diào)整，鋼結構以其自身的優(yōu)越性引起業(yè)內(nèi)關注，已經(jīng)在工程中得到合理的、迅速的應用。

1.從發(fā)展鋼結構的主要物質(zhì)基礎來看，自1996年開始我國鋼的總產(chǎn)值就已超過1億噸，居世界首位。而且隨著鋼材產(chǎn)量和質(zhì)量持續(xù)提高，其價格正逐步下降，鋼結構的造價也相應有較大幅度的降低。

2.從發(fā)展鋼結構的技術基礎來看，設計、施工、驗收規(guī)范規(guī)程及行業(yè)標準已發(fā)行20余本。有關鋼結構的規(guī)范規(guī)程的不斷完善為鋼結構體系的應用奠定了必要的技術基礎，為設計提供了依據(jù)。

3.從發(fā)展鋼結構的人才素質(zhì)來看，經(jīng)過幾年來的發(fā)展，專業(yè)鋼結構設計人員已經(jīng)形成一定的規(guī)模，而且他們的專業(yè)素質(zhì)在實踐中得到不斷提高。

高層建筑鋼結構近年來雨后春筍般的拔地而起，發(fā)展很迅速。90年代以來正在建造或設計的高層建筑鋼結構共約32幢，最高的達420 m（已建）和460 m（設計）。前些年在大連興建的高度200 m的遠洋大廈鋼結構，設計、制造、安裝和材料全部是由國內(nèi)承擔和供應的，這說明完全由我國自己來建造超高層鋼結構是可以做到的。

隨著中國國民經(jīng)濟保持快速發(fā)展，國家投資一大批工程項目?！笆濉保?001年-2005年）期間建筑業(yè)可保持12%的增長速度，主要是因為國家要發(fā)展小城鎮(zhèn)，興建重點骨干工程等。

中國政府對鋼結構行業(yè)的政策，從過去限制使用到鼓勵推廣采用，從規(guī)劃、政策及具體推動做了大量工作。2000年提出了國家建筑鋼結構產(chǎn)業(yè)“十五”計劃和2010年發(fā)展規(guī)劃綱要及建筑鋼結構工程技術政策。專家們提出將建筑鋼結構歸納為：高層重型鋼結構、空間大跨度鋼結構、輕型鋼結構、鋼-混結合結構、住宅鋼結構五大類。

四、我國鋼結構存在的不足

盡管鋼結構產(chǎn)業(yè)在我國有了可喜的進步，但是發(fā)展力度遠遠不夠。

1.世界各國建筑業(yè)都是鋼材的主要用戶之一，我國目前建筑用鋼量只達到22%～26%。

2.雖然行業(yè)管理部門和社會各界都在強調(diào)發(fā)展鋼結構建筑，但人們對此還不很熟悉，對鋼結構建筑多方面的優(yōu)越性認識不夠，需要轉變觀念。

3.對于業(yè)主和設計單位，鋼結構正逐步改變著傳統(tǒng)建筑設計理念，這需要我們結構設計人員不斷充實鋼結構設計思維，學習先進的設計經(jīng)驗，突破傳統(tǒng)結構約束，來不斷適應新形勢的要求。

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