黃馳

摘 要：不管是從中國來講還是從整個世界范圍來講，鋼結構都是建筑的發(fā)展方向。相比鋼筋混凝土來講，鋼結構具有很多突出的優(yōu)勢。比如說：鋼結構防火，防潮，體系自重輕，容易安裝，抗震性能較好，投資回收快，施工周期短，且對環(huán)境的污染小等等，更具有“高，大，輕”的獨特優(yōu)勢。

關鍵詞：鋼結構；建筑；優(yōu)勢；前景

新中國成立以后，我國的經濟建設不斷發(fā)展，鋼結構曾經起到過重要作用。在第一個五年計劃期間，我國建設了一大批鋼結構橋梁、廠房。但在后來很長一段時間，由于鋼產量受到制約，鋼結構的使用在其他結構不能替代的重大項目工程中受到制約，這在一定程度上阻礙了鋼結構的發(fā)展。

改革開放以來，隨著科技的進步，我國的鋼結構飛速發(fā)展起來，鋼鐵年產量居世界第一，生產鋼材的規(guī)格、品種也日漸齊全，同時，鋼材質量也有了很大提高。不僅鋼結構形式越來越新穎，設計和施工技術也越來越發(fā)達。總之，現(xiàn)在在中國推廣鋼結構，既有堅實的物質基礎，又有深厚的技術功底。

1 鋼結構的優(yōu)勢分析

1.1 自重輕。從大體上講，鋼結構與混凝土結構自重比為1：1.6，由于鋼結構本身負荷少，地震作用較小，基礎可以減少。

1.2 空間大。鋼材的強度較高，所以在建筑布置、設計中可以采用大開間，讓建筑平面的分隔更具合理性，從而進一步創(chuàng)造出符合現(xiàn)代美學的開放式建筑。在生活中有很多建筑材料都利用了這一特性，比如說鋼管，它將鋼和混凝土的特性結合起來，不僅提高了料的強度，并且其抗壓、抗側彎的強度均比純混凝土柱高出了1.5倍，這樣一來不僅讓建筑物在遇到地震等自然災害時盡可能地保持穩(wěn)固，同時增大了可以利用的面積，使得使用面積率提高5%～8%。

1.3 制造簡便，便于施工。建筑中應用的鋼結構組成較為復雜，但制造手段簡易。金屬結構制造廠中制造的鋼材，材料的各項性能都比較好。鋼結構部件在經過制造之后將會運到相關的施工地點投入具體應用，這一過程包括了拼裝，鋼結構連接，在施工的過程中，由于鋼結構本身具有自重輕的優(yōu)勢，因此方便操作，從而加速施工進程，縮短周期。而對于已經建造完成的鋼材來說，相比其他結構同樣易于加固改造，或者進行拆卸重裝等。

1.4 抗震性能好。鋼結構與傳統(tǒng)的混凝土結構相比自重輕，結構本身強度高，因此在地震等自然災害中能夠較好地保持總體的穩(wěn)定，加大安全系數(shù)。對于跨度比較大的空間結構，比如說建筑面積拓寬較廣，或者高度較高的建筑物，鋼結構的優(yōu)勢更加顯著。就這幾方面來看，采用鋼結構材料筑建的建筑物明顯地優(yōu)于普通的鋼筋混凝土建筑物。

1.5 鋼結構對環(huán)境的污染小。鋼材是綠化環(huán)保建材，在施工的過程中可避免造成環(huán)境、噪聲污染，并且就有害氣體排放來說比混凝土施工少了65%，并且便于拆卸回收以及重復利用。

1.6 易于展示建筑的風格。鋼材料的力學性能，例如彎、剪、拉、壓等的性能好，因此跨度可以更大，平面也可更加靈活，使空間更具創(chuàng)造性，建筑造型更加新穎，使得建筑師在設計建構過程中更好地展示出建筑風格。

2 鋼結構在應用推廣中面臨的挑戰(zhàn)

鋼結構雖具有自量較輕、使用面積大、抗災害性能好等一系列優(yōu)點，但仍有亟待改善的不足，首先是不耐火，當溫度達到600℃時，鋼材就基本喪失了其原有的強度等優(yōu)勢性能。而由于鋼材的劣勢性能，其在應用中對工程就會產生不利的影響：

2.1 對火的承受力差。就導熱系數(shù)來看，鋼材遠遠大于鋼筋混凝土，大約達到了后者的40倍。并且鋼結構的力學性能在高溫條件下會產生一些特有的變化，因此，相比于混凝土結構，火災對鋼結構的威脅大大增加。

2.2 抗腐蝕能力不足。在潮濕的環(huán)境下（尤其當有腐蝕介質時），鋼材容易銹蝕。鋼材表面的鐵原子在環(huán)境影響下被空氣中的氧氣等氧化，就會形成質地疏松的氧化鐵，而當環(huán)境中存在的酸堿鹽介質參與反應時，銹蝕的情況就更加嚴重。而鋼材表面產生的不均勻的氧化鐵銹蝕，就會進一步導致鋼結構的整體性破壞，大大降低鋼結構工程的安全系數(shù)。

2.3 鋼結構在建筑物中的應用現(xiàn)狀。由于科技的不斷發(fā)展和鋼材自身性能的不斷提高，越來越多的國家在建筑工程中選擇優(yōu)勢明顯的鋼結構。在歐洲、日本以及中國臺灣等地，現(xiàn)在興建的廠房全部采用的鋼結構，而在國外一些先進的城市，高樓，橋梁，以及大型的公共工程也多采用鋼結構。近十年來，在歐美，約70%的非住宅和低于兩層的建筑均采用了輕鋼剛架體系進行建造。

隨著鋼結構建筑物的不斷推廣，我國各地也建造起了鋼結構的標志性建筑物。比如，世界第三，高度421米的上海金茂大廈、具備國際領先水平，高達279米的深圳賽格大廈，以及橫跨長達1490米的潤揚長江大橋，跨度550米的上海盧浦大橋，高達345米的跨長江輸電鐵塔，還有著名的首都國際機場，鳥巢國家體育中心，首鋼鋼結構廠房等，都采用了鋼結構體系，而這也標志著我國的建筑鋼結構正向著高層重型、空間大跨度不斷邁進。

3 鋼結構在民用建筑中的前景展望

當前，根據(jù)我國建筑行業(yè)發(fā)展的目標，即提高建筑業(yè)整體素質、增強我國建筑業(yè)在國際市場中的競爭力、讓建筑業(yè)成為先導，帶動國民經濟的發(fā)展等等。而在此進程之中，加快鋼結構工程的發(fā)展進程必不可少：

3.1 加大品種開發(fā)力度，并積極地將鋼結構投入施工之中，多方面，多角度地拓寬鋼結構發(fā)揮作用的范圍。比如說鋼結構在住宅方面的投用，這是我國住宅實現(xiàn)產業(yè)化、并更好地實現(xiàn)發(fā)展、服務于經濟增長的進程中一個必不可少的環(huán)節(jié)。鋼結構的住宅利于工業(yè)化生產，標準化制作。而依據(jù)鋼材本身具有的低污染特性，鋼結構住宅將成為綠色環(huán)保建筑，全方位迎合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。且重量比合理，抗震性能佳，可焊接，可密閉。因此，鋼結構體系的住宅成套技術將對我國住宅業(yè)的發(fā)展產生巨大作用，從而改善我國住宅產業(yè)發(fā)展的水平及前途。

3.2 加強相關科研工作的進行。我國應該多方面支持鋼結構方向科研工作的進行，比如體系創(chuàng)新，施工方法的優(yōu)化、測試理論以及測試手段的改良、對火與腐蝕的耐受能力研究等等。若想從根本上保持我國在鋼結構方面的領先地位，必須要將有關鋼結構的科研力度加大。

3.3 重視技術型人才的培養(yǎng)。專業(yè)的人才是對鋼結構進行設計制作并實施安裝的最有力保障，所以應重視相關人才的培養(yǎng)工作，為我國鋼結構產業(yè)的發(fā)展不斷注入力量源泉。

3.4 技術的創(chuàng)新。要不斷開闊眼界，與國內外先進科研人員進行技術交流，完善相關的技術，在鋼結構的技術設計，制造方法以及具體的施工手段和管理等方面取得全面的進展，提高我國鋼結構的整體水平。

4 結語

鋼結構具有很多優(yōu)勢性能，比如結構輕便易于安裝、抗震性能好、綠色環(huán)保等，這為其在未來建筑中占有重要地位和發(fā)揮重要作用奠定了堅實的基礎。同時，鋼結構也具有一些缺點，例如不耐火，耐腐蝕性能差等，針對這些劣勢性能，我們應不斷進行科研探究，不斷探索出更優(yōu)的解決辦法以避免這些性能帶來的功能上的缺憾，并不斷提升其使用壽命以及使用效率。

隨著近年來科學技術的不斷發(fā)展，我們不難發(fā)覺鋼結構在現(xiàn)代建筑物中扮演著至關重要的角色，而隨著鋼結構技術的繼續(xù)飛躍，我們將會在日常生活中的更多建筑中看到鋼結構的影子，并體會到其綠色環(huán)保，抗震高強等眾多遠優(yōu)于混凝土的性能，而鋼結構的相關技術也必將不斷成熟，從而在民用建筑的發(fā)展進程中得到不斷的推廣。

參考文獻

[1] 鄭淑靜.淺析橋梁鋼結構行業(yè)的發(fā)展前景[J].中國建筑金屬結構，2013（12）：74.

[2] 鄭愛梅.談鋼材料在建筑中的應用[J].現(xiàn)代裝飾（理論），2011（09）：134.

[3] 謝毅.鋼結構建筑構件連接構造技術研究[D].重慶大學，2008.