毕业设计（论文）-钢结构建筑发展现状与前景探究.doc

山东科技大学学士学位论文 摘要钢结构建筑是以钢材制作为主的建筑结构形式，钢结构体系具有自重轻、安装容易、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势。从目前来看，钢结构建筑是对城市环境影响最小的结构之一，在西方已被广泛采用，所以被称为绿色建筑。与钢筋混凝土结构相比，更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势。2011年7月，住房和城乡建设部发布了建筑业发展“十二五”规划，规划要求，建筑产品施工过程的单位增加值能耗下降10%，钢结构工程比例增加。在主要任务中也提到重点加强对“建筑节能、环保、抗震”等关键技术的研究，新建工程的建筑施工符合国家建筑节能标准要求。规划要求提高建筑构配件的工业化制造水平，促进结构构件集成化、模块化生产。本文阐述了建筑钢结构工程在国内外应用的现状及相关的国家政策导向，并通过对国内外的工程实例，对广泛应用的钢结构，即高层钢结构，大跨钢结构，桥梁钢结构，轻钢结构及住宅钢结构逐一介绍。分析钢结构所具有的无以伦比的优势及其存在的问题，并根据国内外的应用现状和钢结构研究的新动向，对其前景进行了展望。关键词：钢结构 建筑钢结构 建筑节能abstractsteel structure building is mainly to steel structures, steel structures have light weight, easy installation, short construction period, good anti-seismic performance, investment reclaims fast, less environmental pollution and other comprehensive advantages. at present, steel structure construction of city environmental impact minimization of a structure, in the west has been widely adopted, so be called green building. compared with reinforced concrete structure, with more in the high, big, light three aspects of the development of the unique advantages of.in 2011july, the ministry of housing and urban-rural development issued a construction industry development planning, twelfth five planning requirements, building products construction process unit to increase the value of energy consumption fell 10%, increase the proportion of steel structure engineering. in the primary tasks are also mentioned to strengthen the focus on the energy saving, environmental protection, such as seismic key technology research of new construction project in line with national building energy efficiency standards. planning requirements to improve construction parts industrial manufacturing level, promote the structure of integrated, modular production.this paper describes the construction of steel structure engineering in domestic and foreign application present situation and the related national policy guidance, through domestic and foreign engineering examples, the application of steel structure, i.e. high-rise steel structure, large-span steel structure, bridge steel structure, light steel structure and steel structure residence introduced one by one. analysis of the steel structure with unparalleled advantages and existing problems, and according to the application status at home and abroad and the new research trend of steel structure, its prospect.keywords：steel structure ,building examples,application situation 山东科技大学学士学位论文目录1 绪论11.1 研究背景及意义11.2 国内外发展现状31.3 我国钢结构建筑发展的主要特点71.4主要内容82 钢结构建筑市场发展环境与市场特征分析92.1一般环境关键战略要素分析92.2钢结构建筑行业竞争分析152.3钢结构建筑市场结构现状及市场基本特征183钢结构应用现状与案例分析213.1高层钢结构分析213.2大跨度空间钢结构分析283.3 轻钢结构分析363.4住宅钢结构413.5桥梁钢结构464 钢结构建筑优越性分析504.1质量方面504.2进度方面524.3投资方面525 钢结构建筑主要问题与对策分析545.1钢结构的失稳性分析545.2钢结构的腐蚀性分析595.3钢结构的耐火性分析625.4钢结构的焊接变形分析696钢结构的战略目标及前景分析746.1钢结构建筑发展的战略目标746.2钢结构建筑的前景分析757结论与建议797.1结论797.2本文的不足和需要进一步研究的问题79 参考文献81 致谢82 附录83951绪论1.1论文的研究背景1.1.1钢结构发展迅速，市场可期随着我国钢铁产量的迅速增加，以及新技术、新材料的不断出现，为建筑钢结构产业的快速发展奠定了坚实的物质和技术基础（见表1-1、1-2）。国家“十一五”时代建筑钢结构的发展目标是：争取获得每年建筑钢结构用钢量占全国钢材总产量的3%；2015年建筑钢结构的发展目标是：争取每年全国建筑钢结构的用钢量达到钢材总产量的6%。十二五规划明确说明钢结构工程比例增大。随着建筑钢结构产业的技术瓶颈的不断攻破，我国建筑钢结构每年的工程量将至少达到3000亿元，发展空间巨大，钢结构市场前景广阔。表1-1 2004-2011年钢铁产量年份20042005200620072008200920102011钢铁产量（亿吨）2.8293.5324.2284.8925.4025.6786.2666.83表1-2 2004-2011年钢结构产量年份20042005200620072008200920102011钢结构产量（万吨）13001580173820002180220026002800住房和城乡建设部2011年8月18日正式公布的建筑业“十二五”发展规划明确，“十二五”期间，建筑产品施工过程的单位增加值能耗下降10%，c60以上的混凝土用量占总用量的10%，hrb400以上钢筋用量占总用量的45%，钢结构工程比例增大。钢结构工程比例增大意味着钢结构产业将迎来新发展机遇。并在“十二五”期间主要任务中提到重点加强对“建筑节能、环保、抗震”等关键技术的研究，推动“超高层钢结构工程和住宅工程关键技术的基础研究”。钢结构产业面临快速发展的机遇期。钢结构建筑是实行建筑节能有代表性的项目，其具有显著的绿色建筑特征，钢结构的主要特点可以概括为“轻、快、好、省”。轻钢结构建筑具有轻质高强性。钢结构住宅的重量是钢筋混凝土住宅的50左右，使用面积比钢筋凝土住宅提高4左右。快钢结构建筑的工业化程度高，工期短。在同等条件下，钢结构与钢筋混凝土结构施工工期相比，钢结构仅是钢筋混凝土结构的1/31/2。好钢结构材性好，可靠性高。在国内外的历次地震中，钢结构是损坏最轻的结构，已被公认为是抗震设防地区特别是强震区的最合适结构。省单纯从目前材料的价格上看，钢结构比混凝土结构的造价要高，但钢结构比混凝土结构建设速度要快50%左右，这会节省很多时间成本，而且房屋整体重量也比混凝土结构轻50%以上，这样基础处理、运输量的成本都会下降。建造房屋是一个系统工程，包括设计、制造、运输、安装、维修和管理等诸多环节，因此，从整体上看，钢结构更“省”。此外，钢材具有可回收利用的特点，相对于目前普遍使用的其他建筑材料，其最有利于节能、节材、节水和节地。与绿色建筑的特征十分吻合。1.1.2建筑节能已成共识资料显示，我国目前的建筑能耗占全社会总能耗的30%左右，建筑在二氧化碳的排放总量中几乎占到了50%以上，建筑节能已迫在眉睫。中国是目前世界上年新建建筑量最大的国家，每年有20亿平方米左右的新建建筑消耗着世界上40%左右的水泥和钢材。人们在炫耀gdp的同时没有意识到越来越多的建筑垃圾给社会、给子孙后代所留下的灾难。发展推广应用钢结构完全符合国家着力提倡建立节约型社会的倡议，符合当前国家对建筑业提出的可持续化发展的要求。可喜的是，发展绿色建筑已经明确写入国家“十二五”规划中。2012年政府工作报告指出，促进产业结构优化升级要大力发展高端装备制造、节能环保、新材料等产业。扩大技改专项资金规模，促进传统产业改造升级。政府工作报告中提到，节能减排的关键是节约能源、提高能效、减少污染。要抓紧制定出台合理控制能源消费总量工作方案，加快理顺能源价格体系。综合运用经济、法律和必要的行政手段，突出抓好工业、交通、建筑、公共机构、居民生活等重点领域和千家重点耗能企业节能减排，进一步淘汰落后产能。建筑业发展“十二五”规划要求，新建工程的工程设计符合国家建筑节能标准要达到100%，新建工程的建筑施工符合国家建筑节能标准要求。规划要求提高建筑构配件的工业化制造水平，促进结构构件集成化、模块化生产；鼓励和推动新建保障性住房和商品住宅菜单式全装修交房。相关政策的出台已充分表明国家、住房和城乡建设部在建筑节能方面的决心。1.2国内外发展现状1.2.1国内发展现状中国的钢产量已居全世界第一位，国家提出了鼓励用钢的政策措施。就建筑结构来说，在中国21世纪是钢结构的时代。目前，钢结构建筑在世界上已经得到普遍应用，全世界101栋超高层建筑中，纯钢结构的有59栋。国外60%以上的高档住宅都采用了钢结构。与美、日等发达国家相比，钢结构在我国建筑中的使用比例，仍有6倍的提升空间，可以说市场潜力巨大。对此，我们要抓住机遇，认真研究并制订行业的发展规划，指导行业更为健康和稳定的发展。目前，国内钢结构行业有大、中、小规模企业10000余家，比较有影响的企业150多家，真正上规模的企业有30到50家，其中，中国建筑金属结构协会钢结构委员会有会员企业近1000家。2011年，中国的钢产量已经接近7亿吨；2012年，钢结构行业对钢材需求是32003800万吨，钢结构用钢量约占全部钢产量的5%，和发达国家相比有明显差距。对于中国钢结构企业来说，差距就意味着潜力和希望，中国钢结构行业要尽力弥补这一差距，推动中国的钢结构行业迈上一个新的发展台阶。建筑钢结构在我国的应用有着悠久的历史。公元60年，就开始修建铁链桥，最著名的是大渡河沪定桥，充分表明了我国古代在钢结构方面的卓越成就。新中国成立后，我国的建筑钢结构行业得到较大的发展。大体可分为三个阶段：(1)起步阶段(20世纪50年代一60年代初)，1949年新中国成立后，百废待兴，借苏联经济和技术的支援，在50年代有156个建设项目新建和扩建。其中冶金、重型机械、动力设备、汽车、飞机、造船等重型工业工厂的大部分厂房采用钢结构。当时的厂房钢结构主要是由钢柱和钢屋架组成的单层钢框架，阶形钢柱支承吊车梁，采用的钢材主要是碳素结构钢。从无到有，短短几年时间建成了许多钢结构工业厂房，为我国重工业打下了基础。在取得了卓越建设成就的同时，钢结构的设计、制造和安装水平也有很大的提高，成长了一批钢结构技术队伍，几十年来一直是钢结构事业的骨干力量。民用建筑方面的钢结构房屋虽然没有工业建筑的应用多，但也有比较重要的几幢。1954年建成的北京体育馆，采用跨度57m的两铰拱，是当时较大的体育馆。1956年建成的天津体育馆采用圆柱面联方网壳，跨度52m，在支座水平面设数道拉杆。这两幢网壳是国内兴建的首批空间结构。（2）低潮时期(60年代中后期和70年代)，我国冶金工业虽然有了较大发展，但各部门需要钢材量也越来越多。国家提出在建筑业节约钢材政策，但在执行过程中也出现过误区，有人认为节约钢材就是不用钢结构，限制了钢结构的合理使用与发展。这一时期钢结构企业基本消失。建筑钢结构行业处于停滞期。（3）发展时期(80年代一至今)80年代初期，以经济建设为中心的改革开放政策走入正轨，尤其是90年代推行有中国特色的社会主义市场经济，经过二十几年的发展，建筑钢结构呈现出60年来未曾有过的兴旺景象。1997年中国钢产量就已经达到1亿吨，1998年投产的轧制h型钢系列，到如今国内已能够生产绝大部分的高难度和特种钢，给钢结构创造了良好的物质基础，2011年中国的钢产量达到创纪录的6.83亿吨。80年代后期沿海地区引进轻钢建筑，国内各种钢结构厂房、亚运会的一大批钢结构体育馆的建设、以及11栋高层钢结构建筑的建成。先后出现了宝钢、首钢、武钢、宝钢、江南造船厂等一大批钢结构制造企业。这期间，钢结构生产品种和生产能力不断加强，生产技术、生产材料和工艺设备的国产化程度大幅度提高，技术改造能力明显提高，国内建筑钢结构生产企业的精湛技术突现端倪。由于市场开放，中国的钢结构制造业发生巨大的变化，呈现出群星争辉的局面。1）大型钢结构公司，据不完全统计，大型企业的年产值总共约为1000-1200亿元。这些企业资金较充足，品牌较响，质量较好，设计制作施工力量较强，市场范围遍及全国，一般在各地分区域设立分公司，大都具有特定的钢结构体系优势（如浙江杭萧、浙江精工在高层钢构方面、东南网架在网架方面）。经营模式：设计、加工、施工一体化。市场定位：各种厂房项目、多高层项目、展馆等特种建筑。2）国有钢结构公司，国有钢结构公司一般为大、中型建筑钢结构企业，市场范围覆盖面较广，如宝冶、中建系统等。经营模式：以提供材料与加工、工程施工为主，内部工程比重较大。市场定位：重钢为主，以各种厂房、建筑结构项目居多。3）中小型民营钢结构公司，在市场机制下，一大批中小规模的民营加工企业应运而生，虽然年产能力不足1万吨，但这些企业有着自己的优势和特长，可弥补大企业的不足，形成配套完整的钢结构加工行业市场格局。经营模式有以下三种类型：经营模式之一：提供材料与加工为主。市场定位：构件加工。经营模式之二：设计、加工、施工一体化。市场定位：厂房、多层项目。经营模式之三：工程总包与设计。市场定位：各种厂房、多层项目等。4）外资企业和合资企业，随着国外资本和技术设备进入我国，出现了许多中外合资企业、独资企业，我国钢结构行业发展在体制、规模、加工方向等方面形成了多样化趋势。国外全资钢结构公司具有知名度高、资金雄厚、技术先进、品牌较响、质量优异、收费较贵等特点。这些企业在钢结构技术方面积累较多，具备综合优势，且拥有企业独特的业务、设计软件支撑系统，市场范围覆盖全国。如上海美建钢结构公司、上海巴特勒钢结构公司。经营模式：设计、加工、施工一体化，其中重钢方面以设计与工程总包为主。市场定位：大面积厂房项目、多高层项目、大型展馆等特种建筑。我国钢结构的市场占用率远远落后钢筋混凝土建筑与砖石建筑，钢铁市场的供应宽裕，为我国钢结构的发展奠定了基础。钢结构工程中最常见的h型钢和厚板钢，这两项我国长期空缺的产品的供应己接近解决。国产普通碳素钢和低合金钢的主要性能己能满足钢结构建筑的要求，而且市场供应比较充分，生产技术也早己成熟。1.2.2国际钢结构行业的发展现状衡量钢结构行业在一个国家的发展状况，最直观的一个指标就是建筑用钢量占全部钢产量的比率。在日本和美国均已经超过50%，中国和发达国家相比还存在较大差距。以美国为例，钢结构建筑的市场分布：工业（生产用厂房、仓库及辅助设施等）、商业（商场、旅馆、展览馆、医院、办公大楼等）、社区（私有及公有社区活动中心及建筑，如学校、教堂、体育馆、图书馆等）、综合等方面，分别占到46%、31%、14%、9%的份额。图1-1美国建筑钢结构市场份额目前世界上最高、最大的建筑采用的都是钢结构，如美国的纽约帝国大厦，芝加哥希尔斯大厦，马来西亚双塔石油大厦等。历届奥运会的场馆也多采用钢结构。发达国家钢结构建筑呈现出用途广泛和用钢量大的特点。美国的低层建筑采用钢结构也已十分普遍，从美国、日本、欧洲一些发达国家的经验来看，建筑业已经成为钢材应用的主要市场。值得注意的是，美国钢结构建筑的材料大多来自于回收利用的废旧钢铁，充分展示了钢结构建筑可循环利用的特性。1.3我国建筑钢结构发展的主要特点从我国建筑钢结构行业发展的数据来看，我国建筑钢结构发展存在着一下特点。（1）随着钢结构运用领域的不断扩大，建筑钢结构市场迅速增大。目前，我国建筑钢结构市场主要分布在冶金、电力、化工、道桥、海洋工程、房屋建筑、大型场馆、民用住宅等领域。建筑钢结构产业正在变成国民经济的主要产业之一。上世纪90年代年，我国钢结构每年的加工量仅100多万吨，到2011年，全国建筑钢结构总量达到2000万吨左右，增多了20倍；钢结构房屋，从90年代年建造300万平方米，发展到目前的年建造3600万平方米，增长了12倍。从现在到2020年我国建筑钢结构总量将以每年6%-7%的速度增多。（2）国家的“节能减排”政策的全面推进，使节能、环保、绿色的建筑钢结构大有用武之地，拉动了建筑市场对钢结构的需求。如北京奥运会、上海世博会、广州亚运会、深圳世青会的配套设施都采用了大量钢结构建筑。在北京、上海、天津、重庆和各大省会城市，以及经济发达地区的中型城市，建筑钢结构项目有明显增加的趋势。（3）建筑业的结构安全和技术进步要求，是促进钢铁产品升级换代的强大动力，也是支撑钢结构市场趋好的内在动力。2011年，我国建筑业的强化结构安全和加速技术进步掀起了新一轮高潮，结构安全标准提高带来的结果：一为钢结构在建筑设计中的比例提高；二为钢筋混凝土结构中高强度级别钢筋比例提高；三为节能型建筑的比例提高，对建筑钢结构用钢提出了更高的要求。（4）我国钢产量的快速增长，促进了我国建筑钢结构产业迅速稳健发展。随着我国钢铁产量的迅速增加，以及新技术、新材料的不断出现，为建筑钢结构产业的快速发展奠定了坚实的物质和技术基础。2010年至2015年，我国的钢结构产业具有巨大的发展空间，钢结构市场前景广阔。国家“十一五”时代建筑钢结构的发展目标是：争取获得每年建筑钢结构用钢量占全国钢材总产量的3%；2015年建筑钢结构的发展目标是：争取每年全国建筑钢结构的用钢量达到钢材总产量的6%。随着建筑钢结构产业的技术瓶颈的不断攻破，我国建筑钢结构每年的工程量将至少达到3000亿元。1.4主要内容本文阐述了建筑钢结构工程在国内外应用的现状及相关的国家政策导向，并通过对国内外的工程实例，对广泛应用的钢结构，即高层钢结构，大跨钢结构，桥梁钢结构，轻钢结构及住宅钢结构逐一介绍。分析钢结构所具有的无以伦比的优势及其存在的问题，并根据国内外的应用现状和钢结构研究的新动向，对其前景进行了展望。2建筑钢结构市场结构现状及市场特征2.1一般环境关键战略要素分析现代企业是社会的经济细胞，是一个开放的系统，在经营活动中，必然要和社会的其他系统发生千丝万缕的联系，环境因素必定会对企业的经营活动产生重大影响。外部环境对企业的经营管理都是不可控的变数。企业经营者的任务就是通过对企业的调整和管理，使企业的发展与不断变化的外部环境相适应。钢结构生产经营者必须时刻对外部环境进行调查分析和预测，然后确定和选用适当的经营策略，相应调整企业的结构和管理体系，使之与变化的环境相适应，抓住时机，回避不利的因素，使企业迈向新的高度。总体说来，企业市场的环境大体上可分为微观环境和宏观环境两大类，微观环境包括企业供应商等，而宏观环境因素包括：经济环境、自然环境、技术环境、社会文化环境等。在此，我们从外部环境来分析一下，建筑钢结构行业所面临的主要机遇。2.1.1建筑钢结构行业发展面临的主要机遇（1）微观环境（供应商分析）自1996年开始我国钢的总产值就已超过1亿吨，到2008年国内钢总产量达到5.4亿吨以上，2011年更是达到了6.83亿吨，连续十五年居世界首位，为大力发展钢结构提供了物质基础，相应的与钢结构配套的新型建材也得到了迅速发展，新型建材无论从品种、数量，还是从质量、功能上都有了长足的进步。2011年，全国新型墙体材料产量全国新型墙体材料产量比重达到55%，建筑应用比例达到65%以上，应用范围不断扩大，技术水平显著提高。2011年，中国各类防水材料总产量达到123730万平方米，同比增长15.5%。其中，新型防水材料总量达93500万平方米，占防水材料总量的77.9%。以玻璃棉、岩（矿）棉为代表的新型保温隔热材料这些年也有了较快的发展。建筑装饰装修材料的发展更加令人瞩目，生产能力与产量大幅增加，产品质量、档次与配套水平明显提高。近五年来，新型建筑材料的产值以每年20%以上的速度发展。对钢结构的发展也起到了一定的推进作用。（2）经济环境所谓经济环境是指企业经营活动过程中所面临的各种经济条件、经济特征、经济联系等客观因素，一个企业经营的成功与否在很大程度上取决于整个经济运行状况。在衡量经济形式的诸多指标中，国民生产总值是最常用的一种，它是衡量一个国家或地区经济实力的重要参考指标，它的总量及其增长率与工业品市场购买力及其增长率之间有着较高的正相关关系。人口因素是一个重要的参考指标，一个国家的人口总量往往决定着该国许多行业的市场潜力，特别是在生活必需品和非耐用消费品方面更是如此。价格是经济环境中的一个敏感因素，价格的升降和货币的升值和贬值之间具有密切关系。另外，还有一些其他的战略要素，如利率水平的高低、货币供给的松紧、通货膨胀的大小及其变动趋势、失业率的水平、工资、物价的控制状况，汇率的升降情况、能源供给与成本、市场竞争的完善程度等等，都应该根据实际情况进行分析。2011年我国国民经济保持适度快速增长，全年国内生产总值471564亿元，按可比价格计算，比上年增长9.2%。国家的宏观经济政策将更趋于积极，调控的重点将重视增长速度转变到经济增长质量，经济结构调整和增长速度并重的轨道上来；固定资产投资将保持高速增长，达16.1%；居民消费仍保持低速增长，为11.6%；，居民消费价格涨幅将在5.4%左右；贸易顺差约为1551亿美元，比上一年减少264亿美元；人民币汇率将保持相对稳定。近年来，国内加大对基本建设的投资规模，特别是奥运会、世博会、亚运会的举办使得一大批科技含量高，技术难度大的公共设施的钢结构建设进度进一步加大，对建筑钢结构的发展起到了一定的推动作用钢结构。（3）技术环境我国钢结构行业已有近十年的历史，我国在钢结构国产化方面取得可喜的进步，已经达到较高的水平。在普通钢结构、薄壁轻钢结构、高层民用建筑钢结构、轻钢房屋钢结构、网架结构以及钢结构焊接、高强螺栓连接、钢管混凝土、钢骨混凝土等方面的设计、施工、验收规范规程及行业标准已发行20余本。有关钢结构的规范规程的不断完善为钢结构体系的应用奠定了必要的技术基础，为设计提供了依据。我国钢结构行业在设计、制造和安装等技术方面都达到了较高的水平，掌握了各种复杂建筑物的设计和施工技术，在全国各地已经建造了许多规模巨大而且结构复杂的钢结构厂房、大跨度钢结构民用建筑及铁路桥梁等。从钢结构技术层面看，上海的32.5公里海上大桥、杭州的36公里杭州湾大桥等都是以钢结构为主体。除了桥梁、铁路等一批新建钢结构工程以外，以国家大剧院为代表的已建、在建的大型剧院工程和文化设施，以首都机场3号航站楼和广州白云机场为代表的机场航站楼工程，都是以钢结构为主体的建筑工程。这些工程向世界展现了我国钢结构技术的新成就。（4）社会文化环境社会文化环境是指一个国家和地区的民族特征、文化传统、价值观、宗教信仰、教育水平、社会结构、风俗习惯等情况。其中关键的战略要素有：生活方式的演变，人们期待的工作水平，消费者的活跃程度，家庭数量及其增长速度，人口年龄的分布状况及其变动趋势，人口区域的迁移情况，平均寿命的增长情况，出生率等。目前，越来越多的人们开始重视自己的生存环境，保护环境意识的增强，为钢结构这种环保产品的应用提供了机会。我国是世界上最大的砌体砖建筑与混凝土大国。每年约生产7000亿块砖(约占世界的1/2)，5亿吨的水泥(约占世界的1/3)，生产砖的代价是每年毁田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体二氧化碳约3亿吨，破坏的矿山和排放的废水难以估计。如此触目惊心的数据，不得不让人反思。更为严重的是，砖和混凝土都是不可再循环的材料，一次性使用后果严重，形成建筑垃圾极难处理，而钢结构的发展带来解决环境问题的突破口。首先是钢材是一种高强高效能的材料，有很高的在循环价值，边角余料也有价值。其次，钢结构的抗震性能好，使用灵活施工时不需要大量的水和木材，也不会产生强的噪音和空气污染。其次，钢结构的发展会带动一系列轻制高强墙体材料的发展。同时为绿色建材的发展创建条件。在严格的环境问题前，发展钢结构建筑替代混凝土建筑和砖石建筑是比较理想的选择。（5）政治法律环境在我国经济体制的转轨过程中，尽管市场竞争法则已经迅速的引入众多的行业中，但是对于一些关系到国计民生，意识形态的领域，政府控制依然发挥重大的作用，因此在制定发展战略时，对政府的长期性和短期性的判断十分重要。市场的运做需要一整套能够保证市场秩序的有体系的规则，这就形成市场的法律系统，作为国家意志的强制表现，法律和法规对于规范市场和企业的行为有着直接的作用。因此在制定发展战略时，要充分了解现有的法律的规定，特别是要关注那些正在酝酿中的法律，这是行业在市场中生存，竞争的重要前提。从建国以来，我国政府对钢结构行业的政策，经历的过程大致如下：1956年建筑工程部设计总局颁发1956年设计技术组织措施计划纲要，强调最大限度采用标准设计，尽量采用节约钢材的设计方案。五十年代后期至七十年代年代末，我国工程界在钢筋混凝土结构的研究和应用方面取得丰富的理论和实践经验，为国家节约大量钢材和资金。进入八十年代后，钢结构用量不适当增加，在确保工程质量的前提下，通过合理选择结构类型以节约钢材和降低造价，1987年国家计划发展委员会颁布的在建筑结构设计中合理使用钢材的若干规定指出：各种结构(如砖、钢筋混凝土以及钢结构)具有各有其独特的结构性能和符合国家经济条件的合理适用范围。一般来说，钢结构性能好，适用范围广，但用钢量大，造价也高，仍限制使用。钢筋混凝土和预应力混凝土，结构性能好，适用范围广，其用钢材量和造价均比钢结构低，宜推广使用。1996年建设部编制的1996一2010年建筑技术政策提出：合理使用钢材、木材、水泥，改进施工及应用技术，推广应用高效、经济的低合金钢筋以及h级钢筋、冷轧带肋钢筋、低松弛钢筋、钢绞线等；研制推广h型钢、闭合型钢、冷弯型钢、稀土钢、彩色涂层钢板、镀锌板、锌铝合金板和模板用冷轧钢板和环氧涂敷钢筋等：研制解决钢结构的防腐蚀技术、防水、防火涂料技术，以满足建筑用钢的发展需要；建立配套的建材.、钢材及金属制品的产品结构。1998年建设部发文关于建筑业进行推广应用10项新技术的通知，其中推广的新技术的第八项为钢结构技术。其主要内容为：高层钢结构技术、空间钢结构技术、轻钢结构技术、钢一混凝土组合结构技术、钢结构的防护技术。2000年5月建设部、国家冶金局建筑用钢协调组在北京召开全国建筑钢结构技术发展研讨会，成立了全国钢结构专家组。提出钢结构行业“十五”和2015年建筑钢结构用材分别达到全国钢材总量的3%和6%的目标。同时提出“十五”期间应以住宅钢结构为发展的重点。2011年8月住房和城乡建设部正式公布的建筑业“十二五”发展规划提出一系列目标，“十二五”期间全国建筑业总产值、增加值将年均增长15%以上，同时支持大型建筑企业提高核心竞争力。规划要求，“十二五”期间建筑产品施工过程的单位增加值能耗下降10%，c60以上的混凝土用量达到总用量10%，hrb400以上钢筋用量达到总用量45%，钢结构工程比例增加。新建工程的工程设计符合国家建筑节能标准要达到100%，新建工程的建筑施工符合国家建筑节能标准要求。规划要求提高建筑构配件的工业化制造水平，促进结构构件集成化、模块化生产；鼓励和推动新建保障性住房和商品住宅菜单式全装修交房。相关政策的出台已充分表明国家、住房和城乡建设部在建筑节能方面的决心。值得关注的是，规划提出“十二五”期间hrb400以上钢筋用量达到总用量45%，钢结构工程比例增加，这意味着钢结构产业将迎来快速发展机遇。钢结构正经历着行业景气周期向上的重要时刻。预计“十二五”期末我国钢结构产量达5000万吨至6500万吨，整个产业前景乐观。钢结构行业是建筑节能的重要途径。钢结构建筑“轻、快、好、省”的四大特性完全符合当前国家对建筑业提出的可持续化发展的要求。“十二五”规划纲要提出到2015年，我国单位国内生产总值能耗在2010年基础上降低16%。钢结构新建建筑占比的提升将促进节能减排的进行。总体来看，钢铁市场由原来的供不应求转向供求平衡，我国政府及时调整钢结构产业技术政策，提出了从“节约钢材”到“合理利用钢材”、从“限制使用钢结构”到“大力发展钢结构”的政策转变。从政策法律的变化来看，最近几年，建筑钢结构行业的发展处于建国以来最好的时期。（6）自然环境企业的自然环境主要指企业所在地域的全部自然资源所组成的环境。为了满足市场不断增长的消费需求，企业生产出越来越多的产品，这使得许多自然资源变得日益稀缺，许多资源为非再生资源，企业的经营活动必然受到自然物质环境因素的限制。我国铁矿石多为贫矿，只能从澳大利亚大量进口铁矿石。为了减小进口压力，中国逐步实施了钢材储备战略，将钢材变为现实建筑。其中，钢结构建筑因具有高回收率而备受青睐。结构建筑拥有的回收再利用功能一定程度上缓解了自然资源的巨大消耗。而近年来我国自然灾害频发，人民的生命财产安全蒙受了巨大的损失，尤以地震的危害最为严重，而钢结构具有良好延性，在地震作用下通过结构的较大变形可以有效地减小地震力。这样，在地震力的作用下，钢结构不会发生断裂崩溃。而钢筋混凝土结构相对来说刚性比较大，当外力超过它能承受的极限后，就会局部破坏或者完全破坏。2.2建筑钢结构行业竞争分析波特模型首先由哈佛商学院波特教授提出，波特认为：企业的获利能力很大程度上取决于企业所在行业的竞争强度，而竞争强度取决与市场上所存在的五种基本的竞争能力。这五种基本的竞争力量为：潜在的进入者、现有企业的竞争、替代品生产的威胁、供应商讨价还价的能力、买方讨价还价的能力。让我们站在一个尚未进入但确实想进入钢结构行业者的角度来分析一下钢结构行业的竞争。2.2.1潜在的进入者的威胁1995年前，我国钢结构企业数和总产量还相当少，对于一个明显的卖方市场，建筑钢结构行业还是一个利润相当高的行业。正因为它是一个炙手可热的市场，才吸引了国外许多大公司和国内企业对该行业的进入。（1）市场利润率正在下降。十年前，我国钢结构企业明显处于卖方市场，钢结构行业是利润丰厚的行业。然而，日益激烈的竞争，使得已经进入的厂家扩大其生产能力，以降低成本，达到规模经济。钢结构的价格已经从五年前的7一8千元每吨降到5一6千元每吨。企业的平均利润率从五年前的25%降到现在的10%。（2）技术要求高。钢结构行业从问世至今，生产制造工艺技术都已经成熟和定型，表面上来看，并不是太复杂和困难，但钢结构生产技术要求相当严格，技术水平高，而且还有许多专用设备和专有技术。我国大多数钢结构企业技术都是从国外引进技术进行生产的，其中一些企业以为引进后就可以高枕无忧，其实不然，一些企业引进后有许多技术没有过关，产成品率低，更谈不上消化和创新。高技术的起点对每一个潜在的进入者来说，又是一道障碍。（3）钢结构行业的退出成本高。任何一个企业在准备进入一个新的行业的时候，都必须考虑行业的退出成本。一般来说，退出的成本高，进入的难度就会大，进入新企业之总成本等于进入成本加上退出成本。钢结构行业会利用大量专用设备，生产技术，专用成品的行业。这些产品除了生产钢结构外，别无它用，使得一些潜在的进入者退避而三思。（4）钢结构行业的首动效应明显。先下手为强，在钢结构制造业中相当明显，先进入钢结构行业的企业在财务费用上有一定的优势，另外，先进入钢结构行业的企业在设备和技术的购买价格方面比后来的企业要优惠的多.而且，前几年钢结构行业的利润较高，许多企业不仅按照正常程序加速提取了折旧，增加了自身资产，而且利润较高，财务较好。因此，潜在的进入者不具备原来企业所具有的首动优势。2.2.2现有企业之间的竞争现有企业之间的竞争之所以会发生是因为一个或更多的竞争者感到有压力或看到有改变其地位的机会。在绝大部分的行业中，厂家所采取的竞争性手段会对其竞争对手产生消极影响，从而会触发报复或抵消该行动的努力。如果行动和抵制逐步升级，那么行业内所有的企业都会受到影响。我国的建筑钢结构企业有几百家，一些小型企业为了获得更大的市场份额，经常会采取降价来和大型企业进行竞争。2.2.3替代产品生产的威胁一般地说，一个产业中的企业总是与生产替代品的产业进行竞争。替代品的存在限制了产业中产品的价格，也限制了产业的收益水平。替代品的压力越大，产业的利润压力也相应加大。作为建筑钢结构产品来讲，砖石结构和混凝土结构是其替代品。尤其在一些体型复杂的民用项目上。钢筋混凝土建筑有着钢结构不可比拟的优势。钢筋混凝土建筑和砖石建筑的市场占有率为98%，远远高于钢结构建筑的2%。2.2.4供应商讨价还价的能力钢结构采用的原材料，有相当一部分由厂家自己生产，尤其是一些要求不高难度不大的配件。剩下的从支撑行业采购。大致可分为二种类型：从国外的专业的生产企业采购。这类生产企业的规模和零部件生产的难度不高，对这类供应商有较大的议价能力，钢结构厂家处于较有利的地位。因此，可以向这类供应商施加压力，要求它们降低价格，或进一步提高产品质量。从掌握有关专门技术的大公司采购。没有技术，就没有产品，更谈不上优质的有竞争力的产品。（1）钢结构行业内依然有少数技术掌握在极少数的大公司的手中，几乎处于垄断的地位。建筑用钢板在经济成本中，占用相当大的比例。因此与钢厂讨价还价权利的大小，对于钢结构生产企业来说至关重要。（2）钢结构用钢的集中程度高。目前，我国有20多家大型钢厂，每家在品种数量与经营方式上都有不同的特点，但是它们的产量都相当大，但是相对于钢结构企业的需求，依然有缺口。因此在与钢铁厂家讨价中，增加了份量。（3）钢结构企业与钢厂的纵向联合的可能性。我国一些大型的钢铁企业都有自己的钢结构生产厂家，对于600家钢结构企业来讲，数量是相当少的，众多中小型企业是没有这种纵向联合的可能性。（4）钢材的成本与质量有关键性的影响。建筑钢材在钢结构的成本和质量有着决定性的影响，是建筑的躯干和外表。如果钢结构企业采购质量低的钢材来降低钢结构的价格，反过来钢结构企业会付出更高的生产制造成本和服务成本。因此钢结构企业不应该过分压低钢材的价格，而采购低质量的产品。总体上来讲，钢结构企业对钢厂有较大的讨价还价的能力，但是，绝对不能滥用。否则，钢结构企业会得小利而吃大亏。2.2.5买方讨价还价的能力买方是企业赢利的源泉，又是产业结构中较强的压力，买方与产业的竞争是尽可能压低价格，获得高质量的产品以及更多的服务项目。买方与卖方既是相互依靠，又是相互对立的。2.3建筑钢结构市场结构现状及市场的基本特征2.3.1钢结构的市场构成市场是一切有特定欲望和需求，并且愿意和能够以交换来满足此欲望和需求的潜在顾客组成。换句话来讲，市场的三要素是：有某种需求和欲望的人为满足这种欲望和需求的购买能力和愿意购买。用公式来表达市场=人口十购买力+购买愿望这三个要素相互制约，缺一不可，只有三者结合起来才能构成现实的市场，才能决定市场的规模和容量。例如：一个国家人口众多，但收入低，购买力有限，则不能成为容量很大的市场；反之，购买力强，但是人口很少，也不能成为很大的市场。人口较多，购买力较强，才能成为一个有潜力的市场。但是如果商品不适应需要，不能引起人们的购买兴趣和愿望，对买方来讲，仍不能成为现实的市场。因此，市场必须是三者的统一。市场的类型，按照购买者及不同的购买目的来划分，可分为消费者市场、生产者市场、中间商市场、政府市场和国际市场五大类，对钢结构企业来讲，它的购买者市场主要为生产者市场和政府市场和消费者市场。就是广大的钢结构产品的采购单位或个人。按照上述市场划分的方法，建筑钢结构市场属于生产者市场。从而决定了建筑钢结构所特有的市场特点。2.3.2建筑钢结构行业的基本特点（1）建筑钢结构的一些关键零部件，国产化的水平将进一步提高。因此尽快实现这种突破会使行业的国产化水平提高，生产成本下降。（2）钢结构属于大规模生产方式的行业，必须花费大量资金在生产线的自动化和专业设备上。当行业萧条时，供货方大大供过于求时，以价格为参数的竞争会越来越激烈。（3）钢结构是一种耐久的产品，这表明目前生产的产品将成为未来产品的对手，换句话来讲，它每天生产自己的劲敌，它的耐久性阻滞市场的进一步扩大。在这种情况下，必须加速它的更新换代。（4）从产品的质量和价格的比例关系来看，钢结构属于体积和重量都容易提高的产品，其价格却很难提高，体积和重量的增加使得运输成本增加。因此运输成本在一定程度上限制企业竞争的激烈程度。（5）现在钢结构建筑的购买者少，除了住宅外，不面对广大的消费者。每一年的项目总数一定程度上依赖于国家对于基础设施和公共建筑的相关政策，钢结构住宅发展还处于初级阶段。2.3.3现阶段我国建筑钢结构市场的特征（1）多元化市场在传统的高层钢结构、轻钢结构、大空间桁架结构稳定发展的同时，桥梁钢结构、海洋钢结构、住宅钢结构、物流钢结构等市场也发展迅速。尤其是国内加大对基本建设的投资规模，特别是奥运会、世博会、亚运会的举办使得一大批科技含量高，技术难度大的公共设施的钢结构更是促进了建筑钢结构的多元化发展。（2）生产集约化的程度低。我国建筑钢结构总产量是在迅猛增长的，成为世界上建筑钢结构生产总量增长最快的国家，然而，这并不是原有钢结构生产能力的提高而增加的产量，而是跟随钢结构制造企业数量的增加而增加的。国内钢结构行业有大、中、小规模企业10000余家，比较有影响的企业150多家，真正上规模的企业只有30到50家，其中最大的生产能力为五十万吨。80%的钢结构企业年生产能力不足5千吨。整个行业的生产集约化程度低，生产制造的企业相对分散，使得一些企业达不到钢结构行业的经济规模无法在合理的范围内生产，不仅无效益可言。相反会造成资源的浪费，恶性竞争等不良的局面。同时，也给国外的大企业可乘之机。（3）价格弹性大。近几年来，建筑钢结构市场出现的价格战所刺激的市场的扩大，足以证明建筑钢结构行业的需求价格相对较大。因此，各制造企业没有将精力放在技术改造和品种改良上，而是应付来自企业内部的降价压力。（4）区域分布不平衡我国经济发展分为3大区域，东部沿海地区、中部及西部地区。经济发展与地理环境密切相关，东南沿海经济发达，而中部经济相对落后，西部是经济欠发达地区。钢结构的发展也体现出同样的特征。钢结构建筑市场兴起于上海和广东，虽然现在虽已遍布全国，但因地域经济发展不平衡，可将其分为北京、上海、苏杭、粤闽、天津5大区域。这样的分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，主要在与起跑线不同，会拉大东西部发展距离，进而影响钢结构行业的整体水平。3钢结构应用现状与案例分析3.1高层钢结构分析3.1.1高层钢结构发展现状高层钢结构在我国最早应用于工业建筑中，如矿井塔架、海洋平台等。民用高层钢结构的应用起步较晚，我国最早的高层钢结构建筑为上海国际饭店，进入80年代以后，高层钢结构获得了较快的发展，国内也出现了一批高层钢结构建筑。高层(超高层)钢结构的发展一直随结构形式的发展而发展，由原来的框架支撑体系、巨型框架支撑体系到正被越来越多用于超高层的钢结构混凝土核心筒、外框钢骨混凝土及钢柱体系所取代。钢结构将在高层结构、超高层结构领域发挥越来越大的作