建筑鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用發(fā)展機遇

目前中國鋼結(jié)構(gòu)市場的主角是工業(yè)項目，建筑用鋼結(jié)構(gòu)市場仍未得到充分發(fā)展，這是國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)和鋼材生產(chǎn)企業(yè)的潛在發(fā)展機遇。

從全球高層鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程看，在高層和超高層建筑中大量使用鋼結(jié)構(gòu)是必然趨勢。從鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性和綜合效益考慮，預(yù)計將來在50層以上的建筑中各種形式的鋼結(jié)構(gòu)將成主導(dǎo)。從建筑輕鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展狀況看來，我國政府倡導(dǎo)的鋼結(jié)構(gòu)住宅及其產(chǎn)業(yè)化需求將是量大面廣的鋼結(jié)構(gòu)市場之一，潛力巨大。

今后幾年，我國在下列幾個領(lǐng)域內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)量會增加：電廠的主廠房和鍋爐鋼架用鋼、包括核電廠廠房用鋼、風(fēng)力發(fā)電用鋼等、交通工程中的橋梁、市政建設(shè)用鋼結(jié)構(gòu)、地鐵和輕軌工程、城市立交橋、高架橋、環(huán)保工程、城市公共設(shè)施及臨時房屋等、管桁架結(jié)構(gòu)大跨體育建筑、鋼結(jié)構(gòu)住宅。

由于鋼材和鋼結(jié)構(gòu)的特點，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用于各種工程結(jié)構(gòu)中，合理的應(yīng)用范圍大體如下：

（a）重工業(yè)廠房的承重骨架和吊車梁

冶金企業(yè)的煉鋼和軋鋼車間、重型機械廠的水壓機、裝配車間等，這些車間一般高度和跨度都較大，有重級工作的大噸位吊車或設(shè)備震動大，或熱加工車間等。

（b）大跨度橋梁

跨度較大的公路和鐵路橋梁等多用鋼結(jié)構(gòu)。

（c）大跨度屋蓋結(jié)構(gòu)

公共建筑中的體育館、大會堂、影劇院等，工業(yè)建筑中的飛機裝配車間，飛機檢修庫等。

（d）塔桅等高聳結(jié)構(gòu)

輸電線路塔架、無線電廣播發(fā)射桅桿、電視播映發(fā)射塔、環(huán)境氣象塔、衛(wèi)星或火箭發(fā)射塔等高聳結(jié)構(gòu)多采用鋼結(jié)構(gòu)。

（e）多層和高層建筑

工業(yè)建筑中的多層框架，民用建筑中跨度較大的多層和高層框架。

（f）容器、管道等殼體結(jié)構(gòu)

儲液罐、儲氣罐、大直徑輸油（氣）管道、水工壓力管道以及爐體結(jié)構(gòu)。

（g）移動式結(jié)構(gòu)

水工閥門、射電望遠鏡、移動式采油平臺等。

（h）輕型結(jié)構(gòu)

跨度不大屋面輕的工業(yè)和商業(yè)房屋常采用冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)或由角鋼等組成的輕型鋼結(jié)構(gòu)。

（i）可拆卸、搬移的結(jié)構(gòu)

裝配式活動的房屋、流動式展覽館、軍用橋梁等采用鋼結(jié)構(gòu)特別合適。

（j）抗震要求較高的工程結(jié)構(gòu)中

鋼結(jié)構(gòu)建筑是綠色建筑的代表。推廣鋼結(jié)構(gòu)是建筑業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟的重要內(nèi)容，是傳統(tǒng)土木建筑業(yè)的轉(zhuǎn)型與升級。鋼結(jié)構(gòu)建筑不僅具有“輕、快、好、省”的優(yōu)異性能，還具有可循環(huán)利用的優(yōu)點。鋼結(jié)構(gòu)具有強度高、自重輕、抗震性能好、地基基礎(chǔ)費用省、建筑使用面積大、建筑品質(zhì)高、適于工業(yè)化和標準化生產(chǎn)、可干式綠色施工、適合于不同氣候條件、不受施工季節(jié)的影響、綜合造價低等優(yōu)點，同時，鋼結(jié)構(gòu)還可減少建筑垃圾對環(huán)境的污染、在全壽命周期內(nèi)可循環(huán)利用等。他表示，鋼結(jié)構(gòu)建筑符合我國節(jié)能減排和循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展方向，是對城市環(huán)境影響最小的結(jié)構(gòu)之一。

鋼結(jié)構(gòu)工程用鋼的選購原則

鋼材的選用既要確保結(jié)構(gòu)物的安全可靠，又要經(jīng)濟合理，必須慎重對待。為了保證承重結(jié)構(gòu)的承載能力，防止在一定條件下出現(xiàn)脆性破壞，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的重要性、荷載特征、連接方法、工作環(huán)境、應(yīng)力狀態(tài)和鋼材厚度等因素綜合考慮，選用合適牌號和質(zhì)量等級的鋼材。
一般而言，對于直接承受動力荷載的構(gòu)件和結(jié)構(gòu)（如吊車梁、工作平臺梁或直接承受車輛荷載的棧橋構(gòu)件等）、重要的構(gòu)件或結(jié)構(gòu)（如桁架、屋面樓面大梁、框架橫梁及其它受拉力較大的類似結(jié)構(gòu)和構(gòu)件等）、采用焊接連接的結(jié)構(gòu)、以及處于低溫下工作的結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用質(zhì)量較高的鋼材。對承受靜力荷載的受拉及受彎的重要焊接構(gòu)件和結(jié)構(gòu)，宜選用較薄的型鋼和板材構(gòu)成；當(dāng)選用的型材或板材的厚度較大時，宜采用質(zhì)量較高的鋼材，以防鋼材中較大的殘余拉應(yīng)力和缺陷等與外力共同作用形成三向拉應(yīng)力場，引起脆性破壞。
承重結(jié)構(gòu)采用的鋼材應(yīng)具有抗拉強度、伸長率、屈服強度和硫、磷含量的合格保證，對焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有含碳量的合格保證。焊接承重結(jié)構(gòu)以及重要的非焊接承重結(jié)構(gòu)采用的鋼材，還應(yīng)具有冷彎試驗的合格保證。

根據(jù)多年的實踐經(jīng)驗總結(jié)，并適當(dāng)參考了有關(guān)國外規(guī)范的規(guī)定，GB50017具體給出了需要驗算疲勞的鋼結(jié)構(gòu)鋼材應(yīng)具有的沖擊韌性合格保證的建議。
為了簡化訂貨，選擇鋼材時要盡量統(tǒng)一規(guī)格，減少鋼材牌號和型材的種類，還要考慮市場的供應(yīng)情況和制造廠的工藝可能性。對于某些拼接組合結(jié)構(gòu)（如焊接組合梁、桁架等）可以選用兩種不同牌號的鋼材，受力大、由強度控制的部分（如組合梁的翼緣、桁架的弦桿等），用強度高的鋼材；受力小、由穩(wěn)定控制的部分（如組合梁的腹板、桁架的腹桿等），用強度低的鋼材，可達到經(jīng)濟合理的目的。