鋼結(jié)構(gòu)材料材質(zhì)與板材方面的未來發(fā)展方向
　　
　　1.1鋼材材質(zhì)方面
　　
　　我國在使用新材料方面，己取得不少成績，如已制定了耐侯鋼的技術(shù)標準，且寶鋼已有產(chǎn)品，如規(guī)范厚板的性能，規(guī)定了“厚度方向性能的鋼板”；在新修訂的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中增加了Q420級鋼等等。這些新材料的采用對節(jié)約鋼材有較大意義，如采用H型鋼和冷彎型鋼等高效鋼材就可節(jié)約用鋼量20%，這肯定會帶來明顯的經(jīng)濟意義。 　　但隨著結(jié)構(gòu)的高層化和大型化，所用鋼材的厚度逐漸增加，加以我國又是地震多發(fā)區(qū)，提高建筑鋼材的可焊性(焊接性能)和抗震性能，已是刻不容緩的事情了，從這個角度看我國建筑鋼材的品種、性能、規(guī)格和國外先進國家相比，差距仍較大。
　　
　　以日本為例，日本開發(fā)的以下鋼材在都是走在世界前列的：
　　
　　(1) 高強鋼。590N ( )和78oN( )的高強鋼。以22層的框架結(jié)構(gòu)為例，采用590N鋼比SN490節(jié)約鋼材10%~20%。
　　
　　(2) 耐侯鋼(FR鋼)，為在普通鋼中添加 等元素而成，其耐熱溫度為600℃(一般鋼材僅為350℃，此時強度下降不超過1/3，按長期荷載考慮仍能保持承載力)。使用這種鋼材對可燃物較少且空間較大的建筑物和體育館、博物館等有可能不用防火涂料，節(jié)約大量投資。
　　
　　(3) 極軟鋼。所謂極軟鋼，即屈服點 的軟鋼，其化學成分接近純鐵，合金元素極少，軋制后通過退火等熱處理措施使其軟化。這種鋼主要用于減震結(jié)構(gòu)，據(jù)日本研究，用極軟鋼做的減震措施和各種阻尼法相比，具有價格低、性能穩(wěn)定、耐火性好等優(yōu)點。
　　
　　1.2熱軋型鋼方面
　　
　　熱軋型鋼截面除了傳統(tǒng)的角鋼、槽鋼、工字形鋼，熱軋H型鋼(平行寬翼緣工字鋼)也成為近年來常用的一種型鋼截面。熱軋H型鋼是一種經(jīng)濟斷面鋼材，與普通工字鋼相比，翼緣要寬，側(cè)向剛度較大，一般繞弱軸的慣性矩要大一倍以上，抗壓、抗彎、抗扭、抗震能力強，翼緣內(nèi)、外表面平行，便于機械加工便于結(jié)構(gòu)連接和安裝，可使鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件用鋼量減少6%~17%，我國新的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范已列入熱軋H型鋼?，F(xiàn)在我國馬鞍山鋼鐵股份有限公司和萊蕪鋼鐵集團有限公司等，己能軋制出截面高度為200~700m三種類型的優(yōu)質(zhì)熱軋H型鋼，符合國家標準《熱軋H型鋼和部分T型鋼》(GB/T11263—1998)規(guī)定的型號系列，填補了我國鋼材產(chǎn)品的空白，為我國工業(yè)與民用建筑提供了可選材料。 　　1.3薄壁板材方面
　　
　　壓型彩色鋼板是在20世紀50年代末引入，由厚度0.5~lmm的薄鋼板壓成鋸齒型。它具有一定的抗彎能力，作為非承重構(gòu)件的壓型鋼板的模板使用，可兼作工作平臺而不需腳手架，其經(jīng)濟性能和安全性顯而易見，還可大大縮短施工周期。保溫材料(聚氨脂塑料)與壓型鋼板組成的合成板，其使用范圍更廣，作為外墻板、屋面板在輕型廠房中使用的非常廣泛，其白重僅10kg/㎡。壓型鋼板上面澆灌混凝土后，可用作樓蓋層，壓型鋼板即是樓板的抗拉筋，又替代了模板，而且可以作為無耐火被覆的耐火構(gòu)件。壓型鋼板與混凝十組成的合成板，是一種施工性好、經(jīng)濟性好的樓板形式，目前己成為鋼結(jié)構(gòu)建筑樓面的主流。
　　
　　目前國內(nèi)廠家生產(chǎn)的產(chǎn)品與國外同類產(chǎn)品(如BHP、ABC和Butler等)比較起來，數(shù)量較多，但質(zhì)量良莠不齊，在耐久性(耐久性指板材在一個合理的時期內(nèi)不剝落、不開裂或不褪色)和抗褪色性(其對于陽光較強的地帶非常重要，因為那里紫外線輻射經(jīng)常會損壞較深的色彩，如紅色和藍色)方面毫無優(yōu)勢可言。我們急需自行研究生產(chǎn)出能和國外同類產(chǎn)品相競爭的板材，以滿足國內(nèi)這個全球很大市場的需求。
　　
　　1.4保溫、隔熱材料方面
　　
　　隨著時代的發(fā)展，人們對建筑物的節(jié)能要求逐步提高。從過去的歷史看，保溫問題并不是鋼結(jié)構(gòu)建筑行業(yè)中很頭疼的問題，但人們對保溫不足仍然抱怨不停。日前解決保溫問題的方法是采用保溫材料，其都是通過保溫介質(zhì)截留靜止空氣以減緩熱傳導來起作用的。不同類型的保溫材料主要的差別就在于這種作用如何實現(xiàn)，其類型有：玻璃纖維保溫棉氈、硬質(zhì)保溫材料(泡沫板)、夾心泡沫板和噴涂式保溫材料。保溫材料的厚度和類型對于房屋的熱工性能有極大的影響。在這一節(jié)，不得不提到“冷凝現(xiàn)象”這個概念。當熱空氣冷卻或遇上冷表面時，它將失去一部分水汽，就造成了冷凝現(xiàn)象，其會導致金屬表面腐蝕、霉斑，從而喪失保溫性能并毀壞面層。目前解決此問題的方法是在較暖面安裝防水汽貼面，其可以減緩水汽的運動速度，特別是對潮濕的地區(qū)或有潮氣散發(fā)的房屋是十分重要的。
　　
　　1.5防銹、防腐蝕材料方面
　　
　　鋼結(jié)構(gòu)的缺點之一為耐腐蝕性能差。新建造的鋼結(jié)構(gòu)一般要隔一定時間都要重新涂刷涂料，造成鋼結(jié)構(gòu)建筑維修費用較高。目前解決防腐蝕問題的方法有：在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面噴涂防銹涂料和采用不易銹蝕的耐候鋼。鋼結(jié)構(gòu)防銹和防腐蝕采用的涂料、鋼材表面的除銹等級以及防腐蝕對鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求等應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《工業(yè)建筑防腐蝕設(shè)計規(guī)范》和《涂裝前鋼材表面銹蝕和防銹蝕等級》GB8923的規(guī)定。在設(shè)計文件中應(yīng)注明所要求的鋼材防銹等級和所用的涂料(或涂層)及涂(鍍)層厚度。設(shè)計時應(yīng)對構(gòu)件的基材種類、表面除銹等級、涂層結(jié)構(gòu)、涂層厚度、涂裝方法、使用狀況以及預(yù)期耐蝕壽命等綜合考慮合性能更好的新鋼種，努力改善和提高鋼材質(zhì)量。
　　
　　1.6防火材料方面
　　
　　鋼結(jié)構(gòu)的缺點之一為耐火性能差(耐熱不耐火)，在火災(zāi)中，未加防護的鋼結(jié)構(gòu)一般只能維持20分鐘左右。這一點在“9.11”事件中世貿(mào)大廈的倒塌中得到了充分證明。目前解決防火問題的方法有：在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面噴涂防火涂料，或在鋼結(jié)構(gòu)外面包混凝土或其他防火材料。這也是鋼結(jié)構(gòu)造價較高的原因之一，其部分原因阻礙了鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)的防火應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《建筑設(shè)計防火》的要求，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的防火保護層應(yīng)根據(jù)建筑物的防火等級對不同的構(gòu)件所要求的耐火極限進行設(shè)計。防火涂料的性能、涂層厚度及質(zhì)量要求應(yīng)符合現(xiàn)行國家標準《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料通用技術(shù)條件》和現(xiàn)行標準《鋼結(jié)構(gòu)防火涂料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范》CECS24:90的規(guī)定。