钢结构建筑的现状与未来发展趋势展望

吕迪华
　　(浙江树人大学，浙江杭州 310015)

　　摘要：随着人们生活品质的不断提高以及人口数量的不断增加，对住房需求量越来越大，这就促进了建筑行业的快速发展。钢结构建筑是基于现代建筑发展需求应运而生的一种新型建筑，因其具有诸多优点，所以得以广泛应用，具有广阔的发展前景。所以，对钢结构建筑发展趋势进行探讨具有非常重要的意义。文章从我国钢结构建筑发展现状入手，对钢结构建筑应用范围、优缺点、发展措施和发展趋势等方面，就钢结构建筑的现状与未来发展的趋势进行了展望。
关键词：钢结构建筑;发展现状;应用范围;优缺点;措施;发展趋势
　　目前，由于诸多方面的原因，我国钢结构建筑的发展仍然受到一些限制，但是随着社会经济发展，钢结构建筑的发展趋势必定是呈上升状态。随着钢结构建筑的广泛应用，使得我国钢结构建筑发展中存在的缺陷也逐渐暴露出来给我国钢结构建筑的发展带来严重的不利影响。因此，文章就从我国钢结构建筑发展现状，钢结构建筑应用范围，钢结构建筑优点与缺陷，促进钢结构建筑发展的措施以及钢结构建筑的发展趋势方面进行了分析与探讨。
　　1.我国钢结构建筑发展现状
　　我国钢结构建筑的发展要晚于发达国家，钢结构建筑的应用也滞后与发达国家。由于钢结构建筑成本要稍高于混凝土建筑，加上钢结构建筑自身存在一定的缺陷，这在一定程度上限制了钢建筑建筑的发展和应用，所以，我国钢结构建筑主要用于大型高层建筑和公共建筑中，在小型住宅建筑中使用较少。
　　随着丰十会经济的快速发展，钢结构建筑的市场需求量也在不断增加，尤其是近年来，我国钢结构建筑得到了迅猛的发展和积极应用，先后在我国一线城市建设了多栋大型钢建筑结构，其中最为典型的就是北京的鸟巢体育馆。根据相关数据统计表明，我国钢结构建筑的应用比例仍与发达国家存在明显的差距，但是上升空间较大，预计未来几年内钢结构产量会快速增长。就目前来看，我国钢结构建筑仍然主要用于大型高层建筑和公共建筑中，其中南于公共建筑不会受到房地产调控的影响，钢结构建筑价格亦不会出现大的波动，这就使得钢结构生产企业和钢结构建筑企业会得到受益进一步促进钢结构建筑发展。
　　2.钢结构建筑应用范围
　　2.1 大跨度结构建筑
　　建筑结构的跨度与其自重密切相关联，跨度越大，自重在荷载中的占比就越大，由于建筑结构跨度是很难更改的，所以就只能从建筑结构自重方面着手，通过减轻建筑结构自重，就能够获取更好的经济效果。而钢结构建筑具有强度高、结构轻等诸多优点，因而非常适合应用于大跨度建筑中。常见的大跨度钢结构建筑有桥梁、体育馆、会展中心、大型仓库等。大跨度钢结构建筑的结构体系包括框架、网架、拱架、组合结构和悬索等。当前，我国已建成的大跨度钢结构建筑有北京鸟巢体育馆，湘西矮寨大桥，人民大会堂、国家大剧院等。
　　2.2工业厂房
　　工业厂房顾名思义主要就是用于工业生产活动的建筑，相较于普通建筑，工业厂房高度更高、宽度也更宽，且工业厂房内通常会有大型吊车进行作业。而钢结构的建筑强度高，韧性与塑性也较好，相较于混凝土结构建筑，钢结构在高度和宽度上的拓展性更好，也更方便，所以，非常适用于工业厂房。近年来，钢结构在工业厂房中得到广泛应用，我国已经建成武汉钢铁公司厂房、一汽大众汽车公司厂房等钢结构厂房建筑。
　　2.3高耸结构建筑
　　高耸结构主要是指高度很高且平面尺寸小的结构，采用高耸结构的建筑有输电线塔、电视塔、信号塔、钻井塔等。由于钢结构具有施工方便、经济性好、抗风载性能强等优点，所以非常适用于高耸建筑。当前，我国已经建成的钢结构高耸建筑有上海东方明珠电视塔、北京环境气象监测塔等。
　　2.4单层或多层住宅
　　随着我国人口的快速增长，对房屋住宅的需求量也越来越大，相较于其他结构，采用钢结构的单层或多层住宅具有钢济性较好，房间布局更改方便等明显的优势。当前我国已经建成的单层或多层钢结构住宅有长沙远大公司8层钢结构住宅、上海北蔡8层钢结构住宅等。
　　2.5高层及超高层建筑
　　高层及超高层建筑由于楼层过多，楼高很高，所以受自重、地震荷载、风荷载等因素的影响非常大。而钢结构具有承载力高、重量轻等优点，加上制造时间短，施工方便，所以非常适用于高层及超高层建筑。当前，我国已经建成的钢结构高层及超高层建筑有上海金茂大厦、深圳宝安国际机场、深圳发展中心、北京国贸中心等。
　　3.钢结构建筑的优点与缺陷
　　3.1 钢结构建筑的优点
　　一是抗震性好、自重轻。钢结构建筑的材质主要为高强度的钢材，相较于混凝土，钢材的重量较轻，但是承重能力却很强，而且抗拉与抗剪性能也要高与混凝土，加上具有良好的韧性与塑性，使得钢结构建筑抗震性能也很好。 .
　　二是施工工期较短，施工方便。钢结构的制作简单、快速，只需要严格按照建筑设计图要求进行切割焊接即可，然后由运输车送往施工现场，最后利用相关机械设备采取吊装拼接的力式，将钢材焊接成整体，该过程中机械化程度很高，使得施工工期也较短，施工也比较方便。
　　三是功能区间布置更加合理、方便。相较于混凝土，钢结构能够根据设计图要求随意切割，进而形成一个全新的结构。人们生活品质的提升，对建筑外观、使用功能的要求也越来越高，而钢结构功能区间布置更加合理、方便这一优点，有效满足了人们对建筑外观、使用功能的需求。
　　四是经济性好。钢结构自重轻，运输和吊装方便，节省了时间，减少了相应的费用。由于钢结构自重轻对建筑基础的产生的荷载也较小，这就减少了建筑基础造价，所以，钢建筑建筑在经济性方面的优势比较明显。
　　3.2钢建筑结构的缺陷
　　一是施工程序复杂。钢结构建筑具有施工程序复杂的缺陷，主要体现在钢结构焊接方面。钢结构建筑的钢材基本全都需要进行焊接，然而影响钢材焊接的因素较多，若是钢材焊接不当，就极大可能出现焊接裂缝，进而严重影响钢结构建筑的质量和使用安全。
　　二是防火能力弱。钢结构建筑的材料主要是钢材，虽然这些钢材在制作成钢结构时都会进行防火处理，但是其防火性能仍然较弱，不如传统混凝土结构建筑的防火性能好。
　　三是技术不够完善。当前，虽然我国钢结构建筑得以快速发展，但是在技术层面上仍存在一定的不足，不够完善。主要体现在钢结构加工细节方面，例如钢结构配套的连接件和维护材料不齐全，性能较弱，这在一定程度上制约了钢结构建筑的发展。
　　4.促进我国钢结构建筑发展的措施
　　4.1加强政策引导政府政策引导是促进钢结构建筑发展的重要途径
　　我国政府建设主管部门应在充分了解我国钢结构建筑发展和应用情况的基础上，加强政策引导，科学制定统一的钢结构建筑发展规划，并严格贯彻落实。科学制订并不断修订相关技术标准与规范规程，从而对钢结构建筑市场进行规范，做到有法可依、有章可循。同时，政府应制定相关政策，积极鼓励，大力支持钢结构建筑发展。
　　4.2加强专业人才培养
　　钢结构建筑是一种技术要求高且又复杂的结构，这就对钢结构建筑相关人员提出了更高的要求。以往我国的建筑结构以混凝土结构和砌体结构为主，而我国钢结构建筑发展较晚，所以人们对传统建筑结构的熟悉了解要远胜钢结构建筑。这就导致专业人员对钢结构建筑缺乏熟悉和了解，无法胜任钢结构建筑建设任务。加上，目前我国各大高校中教学重点仍放在混凝土结构和砌体结构上，钢结构教学内容和课程都较少，且钢结构教材知识陈旧，缺乏前沿知识与技术，进而使得我国高校培养的人才不利于钢结构建筑的发展。因此，加强专业人才培养非常有必要。我国各大高校应改变教学观念，重视钢结构教学，增加钢结构教学课程时长，在教材内容中引入前沿知识与技术，提高专业人员对钢结构的认识，以此促进我国钢结构建筑的发展。
　　4.3加强行业管理
　　随着钢结构建筑的快速发展和广泛应用，钢结构市场也得以不断扩大，钢结构制作安装企业大量涌出，目前钢结构市场中即有实力雄厚的大型企业，也存在较多私人承包的小工坊，不仅加剧了市场竞争的激烈程度，还使得钢结构行业水平良莠不齐。所以，国家政府部门必须重视这一情况，加强钢结构行业管理，以此提高钢结构行业的整体水平，确保该行业的健康有序发展。
　　5.钢结构建筑的发展趋势
　　5.1 向材料多样化、标准化发展
　　当前，建筑行业的快速发展以及人们生活品质的提升，对建筑外观、使用功能的要求也越来越高。而钢结构建筑的钢材在很大程度上影响着钢结构建筑发展，所以，为了促进钢结构，建筑发展，其发展趋势也必定是向材料多样化、标准化方向发展。现阶段，我国已经掌握了大部分钢材生产技术，许多型号的钢材都能够独立生产出来，且钢材性能也并不会逊色于发达国家。
　　5.2向设计、生产、施工专业化发展+
　　随着科学技术的发展，钢结构的生产已经实现了批量化，这有助于促进钢结构建筑的发展。同时，为了更好的满足钢结构的发展和应用，实现钢结构设计、生产、施工专业化是必然趋势。目前，我国部分钢结构企业实力雄厚、规模也较大，引进了国际先进技术与设施，且拥有专业水平较高，技术成熟的生产队伍，同时还成立了各种钢结构建筑相关专业部门，为我国钢结构建筑的发展奠定了坚实的基础。可以预见，在不久的将来，社会分工必定越发精细，这就要求钢结构建筑必须走上专业化道路，这样才能获得更好的发展机遇。
　　5.3向绿色环保、节能发展
　　随着能源，环境危机的日益加剧，绿色环保、节能理念的大力提倡，人们生活品质的不断提升，节能、环保意识的不断增强，钢结构建筑中也势必会向绿色环保、节能的方向发展，以此实现钢结构建筑的可持续发展。钢材是钢结构建筑的主要材料，属于能够回收再利用的材料，加上钢结构施工基本不会对周边环境造成污染，由此可见，钢结构的发展趋势充分符合了绿色环保、节能的要求。
　　5.4 向钢结构住宅产业化发展
　　钢结构住宅是建筑行业和住宅领域的一次重大变革。在发达国家钢结构已经被广泛应用子各种房屋住宅建筑中，而我国由于各种限制，使得钢结构住宅应用并不广泛，但是显而易见的是钢结构住宅必定会在我国被广泛应用，并逐渐向产业化方向发展。
　　6.结语
　　总而言之，钢结构建筑具有非常多的优点，钢结构建筑的广泛应用，对于我国实现环境友好型和资源节约型社会具有非常重要的意义，虽然目前由于各种限制，我国钢结构建筑的发展和应用与发达国家相比仍存在一定差距，但是相信经过不懈努力，积极开拓和进取，我国钢结构建筑必定迎来飞速的可持续发展。