鋼結(jié)構(gòu)分為建筑鋼結(jié)構(gòu)?橋梁鋼結(jié)構(gòu)等,與目前建筑領(lǐng)域普遍采用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比,具有強(qiáng)度高、工程造價低、自重輕、施工周期短和可工廠化制作等優(yōu)點(diǎn),如此多優(yōu)勢得到廣泛重視并迅速發(fā)展,從重大工程、標(biāo)致性建筑使用鋼結(jié)構(gòu)到鋼結(jié)構(gòu)普遍使用,呈現(xiàn)出了從未有過的興旺景象。
一、鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用現(xiàn)狀
1.高層重型鋼結(jié)構(gòu)
高層鋼結(jié)構(gòu)建筑是往往當(dāng)作一個城市標(biāo)志性建筑。80年代至今已建成和在建高層鋼結(jié)構(gòu)達(dá)100多幢,總面積約800萬平方米,鋼材用量80多萬噸。
北京、上海在建和新建成的高層鋼結(jié)構(gòu)就達(dá)到十余幢。如:上海中心大廈(在建、632米)、上海環(huán)球金融中心(101層、高492米、用鋼量6.5萬噸);北京電視中心(建筑面積18.3萬㎡,高度為41層,227.05m,用鋼量3.8萬噸);國貿(mào)中心三期(建筑面積54萬㎡、高度為330m);央視新大樓等(建筑面積5萬㎡、高度為234m、用鋼量12.8萬噸)。全國每年有200-300萬㎡高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工,用鋼量約45萬噸。
2.大跨度、空間鋼結(jié)構(gòu)
近年來,以網(wǎng)架和網(wǎng)殼為代表的空間結(jié)構(gòu)繼續(xù)大量發(fā)展,不僅用于民用建筑,而且用于工業(yè)廠房、機(jī)庫、候機(jī)樓、體育館、展覽中心、大劇院、博物館等。鋼結(jié)構(gòu)用量較大的工業(yè)廠房如曹妃甸鋼鐵基地、上海江南造船基地等,代表性場館如2008北京奧運(yùn)會國家體育場(館)、2010上海世博會場(鋼結(jié)構(gòu)用量達(dá)30多萬噸)、2010年亞運(yùn)會(廣州)、濟(jì)南全運(yùn)會、深圳大運(yùn)會及南陽全國農(nóng)民運(yùn)動會等城市興建的體育場館。據(jù)中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會空間結(jié)構(gòu)分會統(tǒng)計:網(wǎng)架和網(wǎng)殼近年生產(chǎn)已處于趨平穩(wěn)狀態(tài),每年1500座,約250萬平方米,用鋼約7萬噸,鋼結(jié)構(gòu)選用的鋼材呈現(xiàn)品種多、規(guī)格雜、用量大、強(qiáng)度高的特點(diǎn),主要品種有:Q235C、Q345C、390D(用于地下預(yù)埋的樁柱)、Q345GJ、Q420、Q460等。
隨著懸索和膜的張拉結(jié)構(gòu)研究開發(fā)深入和工程應(yīng)用的推廣。預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu)開始得到應(yīng)用。杭州雷峰塔、海南千年塔、廣州新電視塔(高度610米、用鋼量4.0萬噸)和昆明世博園藝術(shù)廣場膜結(jié)構(gòu)等一大批新型鋼結(jié)構(gòu)建筑和構(gòu)筑物不斷涌現(xiàn)。懸索和膜結(jié)構(gòu)目前處于發(fā)展階段,用量不大,國內(nèi)已有多家膜結(jié)構(gòu)工程公司,承擔(dān)很多體育場館、機(jī)場、公園和街道景觀的設(shè)計和施工。目前高中擋膜材仍需進(jìn)口(如PTFE、ETFE)。
3.輕鋼結(jié)構(gòu)
輕鋼結(jié)構(gòu)是相對于重鋼結(jié)構(gòu)而言,其類型有門式剛架、拱型波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)等,主要用于輕型的工業(yè)廠房棉花和糧食倉庫、碼頭和保稅區(qū)倉庫、農(nóng)產(chǎn)品、建材、家具等各類交易市場、體育場館、展覽廳及活動房屋、加層建筑等。用鋼量一般30-40kg/㎡左右(不含鋼筋用量)。全國每年新建輕鋼房屋800萬平方米、用鋼約20萬噸。
4.鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)
鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)是充分發(fā)揮鋼材和混凝土兩種材料各自優(yōu)點(diǎn)的合理組合,不但具有優(yōu)異的靜、動力工作性能,而且能大量節(jié)約鋼材、降低工程造價和加快施工進(jìn)度,對環(huán)境污染較少,符合我國建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展方向。在我國的發(fā)展十分迅速,已廣泛應(yīng)用于冶金、造船、電力、交通等部門的建筑中,并以迅猛的勢頭進(jìn)入了橋梁工程和高層與超高層建筑中。
在高層建筑方面,建成了全部采用組合結(jié)構(gòu)的超高層建筑——深圳賽格廣場大廈,高291.6m,屬世界最高的鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)。全國已建成的采用組合結(jié)構(gòu)的高層建筑超過40幢之多。組合結(jié)構(gòu)拱橋已建成的也已超過300座。
5.鋼結(jié)構(gòu)住宅
用鋼結(jié)構(gòu)建造的住宅重量是鋼筋混凝土住宅的1/2左右,可滿足住宅大開間的需求,使用面積比鋼筋混凝土住宅提高4%左右。鋼材可以回收,建造和拆除時對環(huán)境污染較少,符合推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展節(jié)能省地型住宅的國家政策。
我國目前是最大的建筑市場,平均每年房屋建筑建設(shè)約20億平方米(2009年房屋施工面積達(dá)32億平方米),其中鋼結(jié)構(gòu)約占2-3%,絕大多數(shù)是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和磚混凝土結(jié)構(gòu),還有少量木結(jié)構(gòu)、磚石結(jié)構(gòu)及土坯房屋。近8億平方米/年的城鎮(zhèn)居民住宅亦如此。鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國整個建筑行業(yè)中所占的比重還不到5%,而發(fā)達(dá)國家已達(dá)50%以上,住宅鋼結(jié)構(gòu)的潛在發(fā)展空間非常大。目前,在在北京、上海、天津、河北、武漢、青島等地建了低層、多層、高層鋼結(jié)構(gòu)住宅試點(diǎn)示范工程,已建成500多萬平方米,用鋼約20萬t。寶鋼在鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化方面投入大量資金和研究人員,在武漢、沈陽等地設(shè)計建設(shè)了多處鋼結(jié)構(gòu)示范住宅項目,2007年在武漢漢陽區(qū)建成了鋼結(jié)構(gòu)示范住宅項目——賽博園經(jīng)濟(jì)適用房小區(qū),達(dá)到了世界鋼協(xié)有關(guān)“國際民用建筑用鋼項目”的技術(shù)要求。此外,針對提供給四川地震災(zāi)區(qū)作為過渡期安置房的60余萬套活動板房,寶鋼完成了板房材料利用的試點(diǎn)項目。
6.橋梁鋼結(jié)構(gòu)
各大城市將橋梁等交通基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)作為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。使用鋼結(jié)構(gòu)較多的有斜拉橋,主要在鋼箱、纜索、橋塔等部位,600米以上的特大橋梁均為鋼結(jié)構(gòu)橋梁?“十一五”前三年平均新建橋梁3萬座/年,年平均用鋼量1300萬噸。據(jù)統(tǒng)計,目前在建高速公路混凝土橋梁中可實施改用鋼結(jié)構(gòu)橋梁3480座,改用鋼結(jié)構(gòu)后可凈增加鋼材用量546萬噸。截至2008年底,全國59萬座橋梁中鋼結(jié)構(gòu)橋梁不足1%。與美國60萬座橋梁中鋼結(jié)構(gòu)橋梁占33%、日本13萬座橋梁鋼結(jié)構(gòu)橋梁占41%相比,差距較大。中國第一座全鋼結(jié)構(gòu)橋塔的橋是南京三橋,僅橋塔用鋼量即達(dá)1.44萬噸?香港昂船洲大橋(長1018米)和蘇通長江大橋(長1088米)占據(jù)世界最大斜拉橋的前兩名,到2015年,中國要建5座跨海峽大橋,總用鋼量為625萬噸。
二、結(jié)構(gòu)用鋼現(xiàn)狀
1、各地區(qū)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量
各地區(qū)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量由大到小的排序為:浙江、上海、安徽、山東、江蘇、湖北、廣東、四川、北京等地。上海、浙江均占總量的20%左右。
2、消耗鋼材品種用量
2009年度鋼板消耗占64%,其次是熱軋型鋼占15%,鋼管10%,冷彎型鋼及其他品種用量均在10%以下。
2009年消耗鋼材(萬噸)
鋼板 | 熱軋型鋼 | 冷彎型鋼 | 鋼管 | 其它 |
734.9 | 171.8 | 62 | 114.6 | 68.6 |
3.消耗鋼材強(qiáng)度等級情況
Q345占總用鋼量的53%,Q235占35%,Q390占7%,用量較少的是Q420、Q460
鋼材強(qiáng)度 | Q235 | Q345 | Q390 | Q420 | Q460 |
用 量 | 730.8 | 57.4 | 71.3 | 30.4 | 20.4 |
4.鋼結(jié)構(gòu)在建筑房屋領(lǐng)域的總體應(yīng)用現(xiàn)狀
據(jù)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會2009年對鋼結(jié)構(gòu)重點(diǎn)企業(yè)的調(diào)查統(tǒng)計:建筑鋼結(jié)構(gòu)(廠房、多高層、公共建筑)為581.5萬噸,占應(yīng)用比例的54%,說明房屋建筑為鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件最主要應(yīng)用領(lǐng)域。以下依次為非標(biāo)鋼結(jié)構(gòu)246.8萬噸,橋梁95.7萬噸、其它80萬噸,塔桅72.1萬噸。其中,建筑鋼結(jié)構(gòu)中廠房應(yīng)用量居首為290.2萬噸,占49%,應(yīng)用情況依次為公共建筑、高層鋼結(jié)構(gòu)、多層鋼結(jié)構(gòu),占的比例分別是:21%、17%、13%。
5.主要加工制造企業(yè)
目前從事鋼結(jié)構(gòu)制造加工企業(yè)全國約1萬家左右,但有固定生產(chǎn)場所并具備一定規(guī)模的企業(yè)僅4000-5000家。
目前最大的裝備制造企業(yè)上海振華重工(集團(tuán))股份有限公司,2009年產(chǎn)量達(dá)120萬噸;最大的建筑鋼結(jié)構(gòu)制造企業(yè)安徽鴻路鋼結(jié)構(gòu)(集團(tuán))有限公司2009年產(chǎn)量達(dá)61.5萬噸。具有最大綜合制造能力的中冶科工集團(tuán)有限公司(11家子公司)2009年由于鋼鐵建設(shè)項目減少,產(chǎn)量下降到114萬噸(2007年產(chǎn)量達(dá)到164萬噸)。5家上市的鋼結(jié)構(gòu)公司,即振華重工、精工鋼構(gòu)、東南網(wǎng)架、杭蕭鋼構(gòu)、中船股份(原江南重工)2009年產(chǎn)量達(dá)到259萬噸。
截至到2009年10月通過鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會認(rèn)證的鋼結(jié)構(gòu)制造企業(yè)四批共145家,其中特級企業(yè)44家、壹級企業(yè)86家、二級企業(yè)15家。
三、鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)的差距及未來趨勢
目前,我國鋼結(jié)構(gòu)業(yè)用鋼僅占全國鋼材總量的4%左右,與發(fā)達(dá)國家10%左右的比例存在較大差距。國產(chǎn)鋼材基本可以滿足鋼結(jié)構(gòu)加工需要,但在具體品種規(guī)格和性能方面與國外比還有差距,如高強(qiáng)度大規(guī)格超厚H型鋼、高強(qiáng)度超厚板等。目前日本在建筑、橋梁推廣采用強(qiáng)度Q690級鋼,并已成熟采用Q960機(jī)械用鋼。
鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展不斷推動著高性能鋼材的發(fā)展,目前正在修訂中的國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》,擬將Q390、Q420、Q460納入規(guī)范中,改變長期以Q235、Q345為主要結(jié)構(gòu)鋼的局面。
2009年我國鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量約為2300萬噸,產(chǎn)值超過3000億元,鋼結(jié)構(gòu)總量將保持每年9%-10%的速度增長,到2015年,實現(xiàn)翻一番,達(dá)到5000-6500萬噸,占全國粗鋼總產(chǎn)量的10%,鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑占全國房屋建筑總量約15-20%左右。今后一個時期,國內(nèi)鋼材品種、質(zhì)量、規(guī)格不僅要滿足國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展需要,有關(guān)領(lǐng)域的高性能鋼材應(yīng)用開發(fā)國際領(lǐng)先;鋼結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品、配件及配套技術(shù)產(chǎn)品達(dá)到國際先進(jìn)水平。重點(diǎn)突出量大面廣,產(chǎn)值比重在行業(yè)中地位突出的鋼結(jié)構(gòu)住宅、鋼結(jié)構(gòu)橋梁及非標(biāo)、成套裝備制造(包括新能源風(fēng)電、核電、智能電網(wǎng)、三合一、海洋工程鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)等)的潛在市場和自主創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展,促進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)房屋建筑質(zhì)量全面提高,提高建筑物使用期限和實際壽命更加先進(jìn),促進(jìn)相關(guān)配套產(chǎn)品、部件的完善提高,逐步使鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)成為我國的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),初步具備鋼鐵、鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)國目標(biāo)。
轉(zhuǎn)自:中國鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)