钢结构的发展现状及未来趋势调查分析

      钢结构分为建筑钢结构、桥梁钢结构等，与目前建筑领域普遍采用的钢筋混凝土结构相比，具有强度高、工程造价低、自重轻、施工周期短和可工厂化制作等优点，如此多优势得到广泛重视并迅速发展,从重大工程、标致性建筑使用钢结构到钢结构普遍使用，呈现出了从未有过的兴旺景象。

  一、钢结构应用现状

  1.高层重型钢结构

  高层钢结构建筑是往往当作一个城市标志性建筑。80年代至今已建成和在建高层钢结构达100多幢，总面积约800万平方米，钢材用量80多万吨。

  北京、上海在建和新建成的高层钢结构就达到十余幢。如：上海中心大厦（在建、632米）、上海环球金融中心(101层、高492米、用钢量6.5万吨)；北京电视中心(建筑面积18.3万㎡，高度为41层，227.05m，用钢量3.8万吨)；国贸中心三期(建筑面积54万㎡、高度为330m)；央视新大楼等(建筑面积5万㎡、高度为234m、用钢量12.8万吨)。全国每年有200-300万㎡高层钢结构建筑施工，用钢量约45万吨。

  2.大跨度、空间钢结构

  近年来，以网架和网壳为代表的空间结构继续大量发展，不仅用于民用建筑，而且用于工业厂房、机库、候机楼、体育馆、展览中心、大剧院、博物馆等。钢结构用量较大的工业厂房如曹妃甸钢铁基地、上海江南造船基地等，代表性场馆如2008北京奥运会国家体育场（馆）、2010上海世博会场(钢结构用量达30多万吨)、2010年亚运会(广州)、济南全运会、深圳大运会及南阳全国农民运动会等城市兴建的体育场馆。据中国钢结构协会空间结构分会统计：网架和网壳近年生产已处于趋平稳状态，每年1500座，约250万平方米，用钢约7万吨，钢结构选用的钢材呈现品种多、规格杂、用量大、强度高的特点，主要品种有：Q235C、Q345C、390D（用于地下预埋的桩柱）、Q345GJ、Q420、Q460等。

  随着悬索和膜的张拉结构研究开发深入和工程应用的推广。预应力空间结构开始得到应用。杭州雷峰塔、海南千年塔、广州新电视塔(高度610米、用钢量4.0万吨)和昆明世博园艺术广场膜结构等一大批新型钢结构建筑和构筑物不断涌现。悬索和膜结构目前处于发展阶段，用量不大，国内已有多家膜结构工程公司，承担很多体育场馆、机场、公园和街道景观的设计和施工。目前高中挡膜材仍需进口(如PTFE、ETFE)。

  3.轻钢结构

  轻钢结构是相对于重钢结构而言，其类型有门式刚架、拱型波纹钢屋盖结构等，主要用于轻型的工业厂房棉花和粮食仓库、码头和保税区仓库、农产品、建材、家具等各类交易市场、体育场馆、展览厅及活动房屋、加层建筑等。用钢量一般30-40kg／㎡左右(不含钢筋用量)。全国每年新建轻钢房屋800万平方米、用钢约20万吨。

  4.钢-混凝土组合结构

  钢-混凝土组合结构是充分发挥钢材和混凝土两种材料各自优点的合理组合，不但具有优异的静、动力工作性能，而且能大量节约钢材、降低工程造价和加快施工进度，对环境污染较少，符合我国建筑结构发展方向。在我国的发展十分迅速，已广泛应用于冶金、造船、电力、交通等部门的建筑中，并以迅猛的势头进入了桥梁工程和高层与超高层建筑中。

  在高层建筑方面，建成了全部采用组合结构的超高层建筑——深圳赛格广场大厦，高291.6m，属世界高的钢-混凝土组合结构。全国已建成的采用组合结构的高层建筑超过40幢之多。组合结构拱桥已建成的也已超过300座。

  5.钢结构住宅

  用钢结构建造的住宅重量是钢筋混凝土住宅的1/2左右，可满足住宅大开间的需求，使用面积比钢筋混凝土住宅提高4%左右。钢材可以回收，建造和拆除时对环境污染较少，符合推进住宅产业化发展节能省地型住宅的国家政策。

  我国目前是大的建筑市场，平均每年房屋建筑建设约20亿平方米（2009年房屋施工面积达32亿平方米），其中钢结构约占2-3%，绝大多数是钢筋混凝土结构和砖混凝土结构，还有少量木结构、砖石结构及土坯房屋。近8亿平方米/年的城镇居民住宅亦如此。钢结构建筑在我国整个建筑行业中所占的比重还不到5%，而发达国家已达50%以上，住宅钢结构的潜在发展空间非常大。目前，在在北京、上海、天津、河北、武汉、青岛等地建了低层、多层、高层钢结构住宅试点示范工程，已建成500多万平方米，用钢约20万t。宝钢在钢结构住宅产业化方面投入大量资金和研究人员，在武汉、沈阳等地设计建设了多处钢结构示范住宅项目，2007年在武汉汉阳区建成了钢结构示范住宅项目——赛博园经济适用房小区，达到了世界钢协有关“国际民用建筑用钢项目”的技术要求。此外，针对提供给四川地震灾区作为过渡期安置房的60余万套活动板房，宝钢完成了板房材料利用的试点项目。

  6.桥梁钢结构

  各大城市将桥梁等交通基础设施建设作为经济发展的重要基础。使用钢结构较多的有斜拉桥,主要在钢箱、缆索、桥塔等部位，600米以上的特大桥梁均为钢结构桥梁?“十一五”前三年平均新建桥梁3万座/年，年平均用钢量1300万吨。据统计，目前在建高速公路混凝土桥梁中可实施改用钢结构桥梁3480座，改用钢结构后可净增加钢材用量546万吨。截至2008年底，全国59万座桥梁中钢结构桥梁不足1%。与美国60万座桥梁中钢结构桥梁占33%、日本13万座桥梁钢结构桥梁占41%相比，差距较大。中国一座全钢结构桥塔的桥是南京三桥,仅桥塔用钢量即达1.44万吨?香港昂船洲大桥（长1018米）和苏通长江大桥（长1088米）占据世界大斜拉桥的前两名，到2015年,中国要建5座跨海峡大桥,总用钢量为625万吨。