国外建筑钢结构应用概况

1、国外建筑钢构造应用概况摘要：目前，国内高层钢构造钢材几乎都从国外进口，工程总承包由国外承当，制造和安装那么由国内廉价劳动力承包，这种场面应从速改变，因为这与我国产钢大国的地位很不相称。大跨度钢构造钢材不象高层钢构造那样突出，但设计方案包括建筑和构造经常国外中标，这种场面与中央强调建立我们自己的科技创新体系的号召相距甚远，应该引起我国建筑界的关注，是程度低还是其它原因，值得我们深思。关键词：钢构造国外建筑1建筑用钢占总钢产量的比重近数十年来，前苏联、美国、日本三个国家一直是世界上钢产量居前三位的国家，其钢产量轮流位居世界第一位。因此，这几个国家的建筑钢构造建立事业蓬勃开展。而在同一时期，我国在这

2、方面的开展那么比拟缓慢，程度也相对落后。近几年来，随着我国改革开放政策的实行和推进，我国的经济建立工作获得了突飞猛进的进展。在此期间，我国的钢产量一跃成为世界第一位。1996年，我国钢产量首次打破亿吨大关；1998年我国钢产量已达11434万t，而且每年增产300万t.钢产量的增长为开展我国建筑钢构造建立事业创造了极好的时机。但目前，我国与兴旺国家相比在许多方面还存在着明显的差距，因此，为了推动我国建筑钢构造的进一步开展和应用，我们急需理解国外建筑钢构造的应用概况。中国的建筑用钢总量约占全部钢产量的20%25%，而工业兴旺的国家那么占30%以上。如美国和日本，该项指标均已超过50%.在我国，钢

3、在建筑中主要用于建筑用钢构造，钢筋混凝土用钢筋，钢绞线，钢丝，门窗等，而其中钢构造用钢只占10%左右，在我国一亿吨的钢产量中，真正用于钢构造上的也就200300万吨。2低层、多层建筑钢构造和轻钢构造美国金属建筑的主要市场分布：工业消费用厂房、仓库及辅助设施等、商业商尝旅馆、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、体育馆、图书馆、教堂等、综合等方面，分别占到46%、31%、14%和9%的份额。在美国，低层建筑中采用钢构造还是很普遍的。美国钢构造学会和金属房屋制造协会ais和ba结合编制了低层建筑的设计指南。所谓低层建筑是指层上下于18，层数不超过5层的工业厂房、仓库、办

4、公室及其他的办公和社区建筑等，其中两层以下的非居住用楼房建筑占70%.轻钢建筑在一些兴旺国家已被广泛应用于工厂、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑。所谓轻钢是指以彩钢板作为屋面和墙面，以薄壁型钢作檩条和圈梁，以焊接“h型截面做主与梁，现场用螺栓或焊接拼接的门式刚架为主要构造的一种建筑，再配以零件、扣件、门窗等形成比拟完善的建筑体系，即轻钢构造体系。这种体系由工厂制作，现场按要求拼装形成。具有自重轻，建立周期短，适应性强，外表美观，造价低，易维护等特点。由于自重轻，也降低了根底的造价。国外轻钢构造厂商如butler、bhp、ab等都已经进入了中国市场，我国企业应奋起直追，创造条件积极开展我国自己的

5、轻钢构造体系，以适应今后我国建筑钢构造不断开展的要求。3高层及超高层钢构造由于人类文化生活不断进步，对高层、大跨度建筑的要求也就越来越高。而钢构造本身具备自重轻，强度高，施工快等独特优点，因此对高层、大跨度，尤其是超高层、超大跨度，采用钢构造更是非常理想。目前世界上最高，最大的构造采用的都是钢构造，而历届奥运会的场馆也多采用钢构造。世界上目前已经建成的几个纯钢构造建筑为目前世界上最高的超高层建筑，它们是：1931年建成的102层、高381的美国纽约帝国大厦1969年以前一直是最高的；1969年建成的110层、高417的美国纽约世界贸易中心南北两座；1970年建成的110层、高443的美国芝加哥

6、西尔斯大厦；1996年建成的高450的马来西亚双塔石油大厦kl，号称目前世界最高，但美国的西尔斯大厦有异议；我国于1997年建成的上海金茂大厦为95层，建筑高度421，构造高度395，也跻身于世界最高行列。假如上海浦东环球金融中心大厦95层460建成，那么堪称世界最高，实为我国一大荣耀。深圳赛格广场大厦70层、高279，为世界上最高的全部采用钢管混凝土的超高层建筑，这又是我国的一大荣耀。巨型钢构造为高层或超高层建筑的一种崭新体系，它是为了满足特殊功能或综合功能而产生的。它具有良好的建筑适应性和潜在的高效构造性能，是一种很有开展的构造。如日本千叶县43层、高180的ne大楼，该建筑内部布置大开口

7、和大空间庭院，其巨型构造是由四根巨型构造柱和四个巨型的空间桁架梁组成的巨型空间桁架体系。经分析，这种体系具有极强的抗推刚度。另一例是德国法兰克福1997年建成的商业银行新大楼，63层、高298.74，也是欧洲最高的一栋超高层建筑。该建筑平面为边长60的等边三角形，其构造体系是以三角形顶点的三个独立框筒为“巨型柱，通过八层楼高的钢框架为“巨型梁连接而围成的巨型筒体系，具有极好的整体效应和抗推刚度，其中“巨响梁产生了宏大的“螺旋箍效应。第三例是日本拟建的动力智能大厦dib-200，高800，地上200层，地下7层，总建筑面积150万2，由12个巨型单元体组成。每个单元体是一个直径50、高50层20

8、0的框筒柱，1100层设4个柱，101150层设3个柱，151200层设1个柱，每50层设置一道巨型梁。构造上设有主动控制系统，进一步削弱地震反响。香港汇丰银行也属于一巨型钢构造大厦，是诺尔曼。福尔特设计的。4大跨度钢构造大跨度或较大跨度大都采用钢构造，当然也有用“膜完成的，但充气膜由于一些缺点近年来很少用，张力膜那么也需要钢索和钢杆的支撑。大跨度钢构造多用于多功能体育场馆，会议展览中心，博览馆，候机厅，飞机库等。最早跨度最大的平板网架是60年代美国洛衫矶加里福尼亚大学体育馆91122正放四角锥。最大的双层网壳是70年代也是在美国建造的休斯敦宇宙穹顶astrde，直径196及新奥尔良超级穹顶s

9、uperde，直径207。90年代在日本名古屋又兴建了当今世界上最大跨度的单层网壳，建筑直径229.6，构造直径187.2，采用三向网格，节点为能承受轴力和弯矩的刚性节点。世界上最大的室内体育馆是美国1996年奥运会的主体育馆棗亚特兰大体育馆拟椭圆形平面，186235，采用的是张拉整体体系的屋盖，主要由索、杆、膜组成，是当今最有开展前途的一种新型空间构造。1993年日本建成的福冈体育馆，直径222，是当今最大的开合钢构造屋顶，而使1989年建成的加拿大多伦多天空穹顶skyde，直径203，降为世界第二跨度最大的开合构造。超过300的屋盖构造全部使用钢板和型钢组成，并不是最优方案，近年来研究较为

10、成功的是杂交混合构造，即杆、索、膜混合使用。最为典型的例子就是千禧之年世纪之交的千年穹顶theilleniude，1997年6月开场拟建，仅用一年时间施工，1998年6月举行升顶仪式，该馆位于英国伦敦泰晤士河南岸格林尼治，是当今世界跨度最大的屋盖，穹顶酷像飞碟，直径320.穹顶由12根包括10支座在内的高100桅杆塔柱柱本身90通过总长度70k的钢缆绳悬挂起来的，桅杆塔柱布置在直径200圆周上。穹顶网格由72根成对径向索和7根环向索做成。穹顶高50，中间设有中心索桁架和70直径环，上覆盖144块双层巨幅白色涂以特福隆tefln的玻璃纤维布。工程总面积8万2，总预算7.58亿英镑。馆内将以“标新

11、立异时代为主题举行展览会以迎接21世纪的到来。馆内设有“人体探秘、“光阴课堂、“金融之窗、“地球奇迹、“展望将来等12个展区。当然，从理论角度讲，跨度再大的构造也是有可能实现的，为此，日本、美国学者和研究单位都在进展研究。如1959年富勒曾提出建造一个直径3.22k的短程线网壳，覆盖纽约市第23-59号街区，网壳重8万t.日本巴组铁工所曾提出跨度200、500及1000网壳蓝图，其中500为全天候多功能体育娱乐活动厅，1000为创造理想将来城市，表达工作、居注娱乐一体化的丰富日常生活环境。虽然这种设想在现实当中能否实现还有待于深化研究，但在桥梁方面，1000左右跨度已经实现，世界上跨度最大的斜

12、拉索桥为日本的多多罗大桥全长为890；最大的悬索桥为日本的名石大桥1991，公路铁路两用最大跨度桥为香港的青马大桥悬索桥1377。世界最早的双曲抛物面悬索屋盖是著名的美国雷里竞技馆。另外历届奥运会、博览会等都可以显示钢构造的开展程度。如1972年德国慕尼黑覆盖7.48万2体育场的索网建筑群，1976年加拿大蒙特利尔，1980年莫斯科，1984年美国洛杉矶，1988年韩国汉城120直径体操馆及93直径击剑馆都是索穹顶，1992年西班牙巴塞罗那圣乔地体育馆128，1996年美国亚特兰大乔治亚穹顶186235索穹顶。2000年澳大利亚悉尼主体育场11万人，两个22070的双曲抛物面网壳。机场和机库都

13、属于大跨度构造，在工程中根本上也都采用钢构造。如英国伦敦希思罗机库一、二期应是规模比拟大的工程。而我国近年来建成的首都机库2-15390采用三层斜放四角锥网格、焊接球节点平板网架，其跨度规模之大，在国际上是数一数二的，这是我国在钢构造方面的又一大殊荣。机场的钢构造屋盖由于建筑上的要求比拟高，更是绚丽多彩。香港机尝马来西亚机场都采用大面积单体网壳形式。目前，国际上以及我国都在流行一种波浪形曲面，树状支承以及直接交汇的相贯节点的立体桁架体系。看起来雄壮而美观。我国深圳机尝首都机尝上海浦东机场就是典型的例子。5我国建筑钢构造的前景与差距从美国、日本、欧洲一些兴旺国家的经历看，建筑业即将成为钢材应用的主要市常而目前我国与之相比还有差距。因此我国的高层建筑钢材到目前为止还都从国外进口，特别是大于50的厚钢板，国产产品的z向性能尚达不到要求。国外不仅钢板厚度较大，而且可以满足各种性能要求。如日本已经可以消费的100的厚钢板，具有以下类型：有高强度低预热型以前预热75，如今预热50的厚钢板590n/2级ht590级；抗地震的厚钢板，主要有低屈从比高强度钢材ht590ht780级和低屈从点钢板，这种钢材日本重点消费，用于次要构造上，当地震时这种材料先屈从，保证主要构造减少地震损失；防火厚钢板。有400n/2及490n/2，当其在600时屈从强