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1、 钢结构的发展与现状 1 世界七大钢结构建筑 一 巴黎埃菲尔铁塔二 纽约帝国大厦三 旧金山金门大桥四 悉尼歌剧院五 圣路易斯拱门六 吉隆坡双子塔七 伦敦千年穹顶 2 巴黎埃菲尔铁塔 矗立在塞纳河南岸法国巴黎的战神广场 它是世界著名建筑 法国文化象征之一 巴黎城市地标之一 巴黎最高建筑物 被法国人爱称为 铁娘子 于1889年建成 得名于设计它的著名建筑师 结构工程师古斯塔夫 埃菲尔 全部由施耐德铁器 现施耐德电气 建造 高300米 天线高24米 总高324米 铁塔是由很多分散的钢铁构件组成的 看起来就像一堆模型的组件 钢铁构件有18038个 重达10000吨 施工时共钻孔700万个 使用铆钉25
2、9万个 除了四个脚是用钢筋水泥之外 全身都用钢铁构成 塔身总重量7000吨 3 纽约帝国大厦 帝国大厦 EmpireStateBuilding 是美国纽约的地标建筑物之一 位于曼哈顿第五大道350号 西33街与西34街之间 1 它是保持世界最高建筑地位最久的摩天大楼 1931 1972共41年 帝国大厦楼高381米 总103层 1951年增添了高62米的天线后 总高度为443 7米 该建筑由Shreeve Lamb andHarmon建筑公司设计 为装饰艺术风格建筑 4 旧金山金门大桥 金门大桥 GoldenGateBridge 是世界著名的桥梁之一 也是近代桥梁工程的一项奇迹 大桥雄峙于美国
3、加利福尼亚州旧金山长1900多米的金门海峡之上 历时4年 利用10万多吨钢材 耗资达3550万美元建成 由桥梁工程师约瑟夫 斯特劳斯 Joseph Struss 1870 1938年 设计 因其历史价值 于2007年由英 美两国合拍成同名纪录片 宽约27 4米 5 悉尼歌剧院 悉尼歌剧院 SydneyOperaHouse 位于悉尼市区北部 是悉尼市地标建筑物 由丹麦建筑师约恩 伍重 JornUtzon 设计 一座贝壳形屋顶下方是结合剧院和厅室的水上综合建筑 歌剧院内部建筑结构则是仿效玛雅文化和阿兹特克神庙 该建筑1959年3月开始动工 于1973年10月20日正式竣工交付使用 共耗时14年 6
4、 圣路易斯拱门 圣路易斯拱门 就是美国向西开发的一个象征 这座雄伟壮观的不锈钢悬链线的建筑物 高达192米 是1964年动工后仅用两年时间建成的 拱门底部有电梯可以直达顶层 圣路易斯拱门为圣路易斯市的地标 高630英尺 比华盛顿纪念碑 自由女神像或是欧洲的比萨斜塔都还要高 7 吉隆坡双子塔 吉隆坡石油双塔曾经是世界最高的摩天大楼 但仍是世界最高的双塔楼 也是世界第五高的大楼 坐落于吉隆坡市中市 KualaLumpurCityCentre 简称KLCC计划区的西北角 属于此计划区的第一阶段工程 吉隆坡石油双塔高452米 共地上88层 由美国建筑设计师西萨 佩里 CesarPelli 所设计的大楼
5、表面大量使用了不锈钢与玻璃等材质 双峰塔与邻近的吉隆坡塔同为吉隆坡的知名地标及象征 8 伦敦千年穹顶 千年穹过去一直被形容为一座畸形的建筑物 但同时却是伦敦的代表性建筑物 著名财经杂志 福布斯 对建筑师进行民意调查 结果英国为庆祝千禧年而耗资7 5亿英镑兴建的千年穹 被选为 世界上最丑东西 的首位 英国被誉为 伦敦明珠 的千年穹顶 千年穹顶是一幢展览科普中心建筑 位于泰晤士河边格林威治半岛上 占地300英亩 耗资8000万英镑 12 5亿美元 是英国为庆祝20 21世纪之交的千禧年而营造的纪念性建筑之一 9 一 我国钢结构建筑发展概况 钢结构的应用在我国有悠久的历史 钢结构建筑发展大体可分为三
6、个阶段 一是初盛时期 50年代 60年代初 二是低潮时期 60年代中后期 70年代 三是发展时期 80年代至今 50年代以苏联156个援建项目为契机 取得了卓越的建设成就 60年代国家提出在建筑业节约钢材的政策 执行过程中又出现了一些误区 限制了钢结构建筑的合理使用与发展 80年代沿海地区引进轻钢建筑 国内各种钢结构的厂房 奥运会的一大批钢结构体育馆的建设 以及多栋高层钢结构建筑的建成是中国钢结构发展的第一次高潮 但我国每年的建筑用钢量仅1 被用于预制钢结构 与发达国家80 以上的用量比较 差距巨大 可喜的是 目前我国钢结构建筑的发展出现了未曾有过的兴旺景象 10 主要表现在 1 1高层 超高
7、层建筑由中外合作到国产化的起步我国著名的高层 超高层建筑大多是中外合作的产物 如上海金茂大厦 环球金融中心 深圳地王大厦 北京京广中心等 中外合作设计对于掌握国外先进技术及锻炼培养人才起到了促进和推动作用 1998年建成的大连远洋大厦 高201m 51层 标志着高层钢结构建筑国产化的起步 1999年建成的深圳赛格广场 291 6m 72层 是世界上最高的钢管混凝土结构建筑1 2轻钢结构建筑的迅猛发展与国外公司的大批涌入近年来 轻钢建筑以其商品化程度高 施工速度快 使用效果好 应用面广 造价低等优势获得了迅猛发展 全国每年约有200万平方米轻钢建筑竣工 在此背景下 国外轻钢结构生产厂商也纷纷在我
8、国设分公司 制造厂 获得了很大的销售量 1 3空间结构得到了进一步的发展大量大跨度的建设项目陆续兴建 如天津体育中心 直径108m 1994年 上海8万人体育场看台顶盖 1998年 沈阳博展中心室内足球场 144 204m 2000年 等 11 12 二 大力推广钢结构技术 广泛开展钢结构建筑设计的紧迫性 2 1环境问题逼迫 促发的紧迫性面对日益严峻的环境问题 建筑界责无旁贷 我国是世界上最大的砖砌体建筑与混凝土建筑大国 每年生产7000亿块砖 约占世界总产量的1 2 5亿吨水泥 占世界总产量1 3强 生产砖的代价是每年毁农田约15万亩 消耗标准煤约7000万吨 生产水泥的代价是每年排放温室气
9、体CO2约3亿吨 生产1吨水泥熟料 排施1吨CO2 破坏的矿山与排放的废水则难以统计 如此触目的数字 不能不让人反思 因此 国家采取了一系列具体措施 明确提出要积极合理地扩大钢结构在建筑中的应用 钢结构的发展带来了解决环境问题的突破口 首先 钢材是一种高强 高效能的材料 具很高的再循环价值 边角料也有价值 其次 钢结构抗震性能好 使用灵活 施工时既不需要耗费大量的木材 钢模板和水 也不会产生强的噪音与空气污染 再次 钢结构的发展会带动一系列轻质高强墙体材料的发展 并为绿色建材的发展创造条件 当然 钢结构的这些优点是与砖砌体结构相比较而言的 并不是说钢结构建筑对环境就没有损害 只是对资源 能源的
10、利用相对合理 对环境的破坏相对要少罢了 在严峻的环境问题面前 发展钢结构建筑 替代混凝土与砌体建筑是较理想的选择 13 2 2竞争日剧导致的紧迫性我国加入WTO意味着我国建筑业将面对一个更加开放的市场 国际上强大的建筑设计事务所正在占领我国的设计市场 我国国家或地方的重大项目 大多旁落外人之手 如果细心观摩中外方案 则不难发现 国外精湛的钢结构建筑有明显增多趋势 质量亦有显著提高 设计正由 粗放型阶段 向 集约型阶段 转化 朝精心设计 合理选料 精细加工的方向努力 无疑会使我国钢结构建筑上一个台阶 也无疑会增强设计单位的竞争能力 14 操作程序 15 三 钢结构的特点 一 钢结构的特点 钢结构
11、强度高 自重轻 钢结构材质均匀 可靠性高 钢结构制造的工业化程度较高 钢结构塑性韧性 抗震性能好 钢结构可以准确快速地装配 钢结构室内空间大 钢结构可回收 建筑造型美观 耐火性和耐腐蚀性差 某些条件下 发生脆性断裂 16 三 钢结构的特点 二 钢结构的优点抗震性 一些坡屋面的建筑 其屋面结构基本上采用的是冷弯型钢构件做成的三角型屋架体系 轻钢构件有着更强的抗震及抵抗水平荷载的能力 适用于抗震烈度为8度以上的地区 抗风性 型钢结构建筑重量轻 强度高 整体刚性好 变形能力强 建筑物自重仅是砖混结构的五分之一 可抵抗每秒70米的飓风 耐久性 轻钢结构住宅结构全部采用冷弯薄壁钢构件体系组成 钢骨采用超
12、级防腐高强冷轧镀锌板制造 有效避免钢板在施工和使用过程中的锈蚀的影响 增加了轻钢构件的使用寿命 结构寿命可达100年 17 三 钢结构的特点 舒适性 轻钢墙体采用高效节能体系 具有呼吸功能 可调节室内空气干湿度 屋顶具有通风功能 可以使屋内部上空形成流动的空气间 保证屋顶内部的通风及散热需求 隔音性 轻钢体系安装的窗均采用中空玻璃 隔音效果好 隔音达40分贝以上 由轻钢龙骨 保温材料石膏板组成的墙体 其隔音效果可达60分贝以上 健康性 干作业施工减少废弃物对环境造成的污染 房屋钢结构材料可100 回收 其他配套材料也可大大部分回收 符合当前环保意识 所有材料为绿色建材 满足生态环境要求 有利于
13、健康 快捷 全部干作业施工 不受环境季节的影响 一栋300平方米左右的建筑 只需5个工人30个工作日就能完成从地基到装修的全过程 环保 材料可100 回收 真正做到绿色无污染 18 19 钢结构的应用范围 1 大跨度结构 桥梁 体育馆 展览馆 2 重型厂房 工业厂房 重 指厂房内吊车吨位大 上海宝山钢铁厂连铸车间内吊车吨位达450t 3 受动力影响的结构 主要利用钢材的韧性性能 当厂房内设有产生动力作用的设备如 锻锤 电机 风机 吊车等 厂房的承重结构用钢结构 20 钢结构的缺点 钢结构在住宅区域的发布不平衡 一 钢结构建筑市场兴起于上海和广东 现在虽已遍布全国 但因地域经济发展不平衡 可将其
14、分为北京 上海 苏杭 粤闽 天津5大区域 二 钢结构建筑企业主要分布在东南沿海地区的主要城市 如上海 杭州 东莞和无锡等大中城市 而在东北 西北 西南和华中地区 钢结构住宅发展缓慢 有些还处于起步阶段 这样的发布态势必然会加大东部地区的市场竞争 这对正处于开发阶段的西部地区非常不利 因为不在同一起跑线上 只会拉大东西部发展距离 进而影响钢结构住宅也的整体水平 21 钢结构的缺点 3 2钢结构产物的技术水平较低 一 在标准化设计方面 美联钢构已经做到建筑节点标准化和配件设计标准化 而在我国 大部分钢结构住宅的设计还不能达到这样的水平 二 在建筑表现形式上 国外企业把建筑风格发挥到极致 而我国的钢
15、结构住宅建筑大多则显得呆板 单调和粗糙 三 在加工制造工艺方面 差距主要表现在加工设备的水平上 我国轻钢结构住宅加工设备在加工精度 自动化程度 数控化程度上与国外相比有很大距离 我国钢结构住宅要想与国际全面接轨 还有一段路要走 但随着设计水平的不断提高 各种标准的统一 很快会步入快车道 22 钢结构的缺点 3 4钢结构在我国发展存在的问题 一 钢结构研发资金不足 标准及规范修订周期太长 标准及应用规范规程缺项 滞后 钢材标准与工程设计 施工规范规程衔接不上 二 钢结构加工厂和施工安装企业装备 计算机管理 劳动生产率还需进一步提高 稳定钢材超常涨价的不良市场秩序 钢结构建筑在防火 防腐 保温 隔
16、音 防震和稳定性等方面的设计尚不成熟 限制了钢结构在民用建筑中的发展 23 四 钢结构在我国的发展前景 随着人类文化生活不断提高 对高层 大跨度建筑的要求也就越来越高 钢结构建筑以其自身的优越性 在我国的工程建设中所占的份额必将越来越大 应用范围也越来越广泛 随着国家扩大内需的政策 西部大开发战略的实施和城市化进程的加快 这些都将为国内的钢结构建筑提供广阔的市场空间和发展机遇 只要加强领导 合理规划 积极组织 政府 行业 企业共同努力 产 学 研紧密结合写作 全面提高行业素质和科技水平 我国的钢结构建筑市场的发展空间必将会更加巨大 前景将非常广阔 24 钢结构的优势 一 由于钢结构的延性好 塑性变形能力强 具有优良的抗震抗风性能 用于住宅建筑可充分发挥其作用 将大大提高住宅的安全可靠性 尤其在遭遇地震等灾害的情况下 钢结构能够避免建筑物的倒塌性破坏 二 钢结构住宅体系自重轻 约为混凝土结构的一半 能够减少的基础造价 三 绿色环保 钢结构住宅施工时不需要砂 石 水泥等 大大减少了砂 石 灰的用量 所用的材料基本上是绿色 可回收或能降解的材料 在建筑物拆除时 大部分材料可以再用或降解 不会
