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2005-07-08 00:00 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
數十年來(lái),前蘇聯(lián)、美國、日本三國鋼產(chǎn)量一直在世界上居前三位。因此,這幾個(gè)國家的建筑鋼結構建設事業(yè)蓬勃發(fā)展。而在同一時(shí)期,我國在這方面的發(fā)展則比較緩慢,水平也相對落后。近幾年來(lái),我國隨著(zhù)改革開(kāi)放政策的實(shí)行和推進(jìn),經(jīng)濟建設工作取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展,鋼產(chǎn)量一躍成為世界第一。但目前,我國與發(fā)達國家相比在許多方面還存在著(zhù)明顯的差距,因此,為了推動(dòng)我國建筑鋼結構的進(jìn)一步發(fā)展和應用,我們急需了解國外建筑鋼結構的應用概況。
建筑用鋼比重
中國的建筑用鋼總量約占全部鋼產(chǎn)量的20%~25%,而工業(yè)發(fā)達的國家則占30%以上。如美國和日本,該項指標均已超過(guò)50%.在我國,鋼在建筑中主要用于建筑用鋼結構,鋼筋混凝土用鋼筋,鋼絞線(xiàn),鋼絲,門(mén)窗等,而其中鋼結構用鋼只占10%左右,在我國一億噸的鋼產(chǎn)量中,真正用于鋼結構上的也就200~300萬(wàn)噸。
美國的建筑用金屬年銷(xiāo)售額增長(cháng)很快,估計目前已經(jīng)超過(guò)25億美元,年加工量也已經(jīng)達到200萬(wàn)噸以上。
低層鋼結構和輕鋼結構
美國金屬建筑的主要市場(chǎng)分布在工業(yè)、商業(yè)、社區、綜合等方面,分別占到46%、31%、14%和9%的份額。
在美國,低層建筑中鋼結構應用很普遍。美國鋼結構學(xué)會(huì )和金屬房屋制造協(xié)會(huì )聯(lián)合編制了低層建筑的設計指南。低層建筑是指層高低于18米,層數不超過(guò)5層的工業(yè)廠(chǎng)房、倉庫、辦公室及其他的辦公和社區建筑等,其中兩層以下的非居住用樓房建筑占70%.
輕鋼建筑在一些發(fā)達國家已被廣泛應用于工廠(chǎng)、倉庫、體育館、展覽館、超市等建筑。輕鋼建筑是指以彩鋼板作為屋面和墻面,以薄壁型鋼作檁條和圈梁,以焊接“H”型截面做主梁,現場(chǎng)用螺栓或焊接拼接的門(mén)式剛架為主要結構的一種建筑,再配以零件、扣件、門(mén)窗等形成比較完善的建筑體系。這種體系由工廠(chǎng)制作,現場(chǎng)按要求拼裝形成。具有自重輕,建設周期短,適應性強,外表美觀(guān),造價(jià)低,易維護等特點(diǎn)。國外輕鋼結構廠(chǎng)商如Butler、BHP、ABC等都已經(jīng)進(jìn)入了中國市場(chǎng)。
高層及超高層鋼結構
由于人類(lèi)文化生活不斷提高,對高層、大跨度建筑的要求也就越來(lái)越高。而鋼結構本身具備自重輕,強度高,施工快等獨特優(yōu)點(diǎn),因此對高層、大跨度,尤其是超高層、超大跨度,采用鋼結構更是非常理想。目前世界上最高,最大的結構采用的多是鋼結構,而歷屆奧運會(huì )的場(chǎng)館也多采用鋼結構。
巨型鋼結構為高層或超高層建筑的一種嶄新體系,它是為滿(mǎn)足特殊功能或綜合功能而產(chǎn)生的,具有良好的建筑適應性和潛在的高效結構性能是一種很有發(fā)展的結構。
如日本千葉縣43層、高180米的NEC大樓,內部布置大開(kāi)口和大空間庭院,其巨型結構是由四根巨型結構柱和四個(gè)巨型的空間桁架梁組成的巨型空間桁架體系。經(jīng)分析,這種體系具有極強的抗推剛度。香港匯豐銀行也屬于巨型鋼結構大廈。
大跨度鋼結構
大跨度鋼結構多用于多功能體育場(chǎng)館、會(huì )議展覽中心、博覽館、候機廳、飛機庫等。歷屆奧運會(huì )、博覽會(huì )等體育場(chǎng)館都代表了當時(shí)鋼結構的最先進(jìn)水平。
最早大跨度平板網(wǎng)架是上世紀60年代建造的美國加里福尼亞大學(xué)體育館(91米×122米)。較大的雙層網(wǎng)殼是70年代美國的休斯敦宇宙穹頂(直徑196米)及新奧爾良超級穹頂(直徑207米)。90年代在日本名古屋興建了當今世界上最大跨度的單層網(wǎng)殼,建筑直徑229.6米,結構直徑187.2米。世界上最大的室內體育館是美國1996年奧運會(huì )的主體育館亞特蘭大體育館(186米×235米)。1993年日本建成的福岡體育館,直徑222米,是當今最大的開(kāi)合鋼結構屋頂。
超過(guò)300米的屋蓋結構全部使用鋼板和型鋼組成,并不是最優(yōu)方案,近年來(lái)研究較為成功的是雜交(混合)結構,即桿、索、膜混合使用。
最為典型的例子就是千禧之年世紀之交的千年穹頂,該館位于英國泰晤士河南岸格林尼治,是當今世界跨度最大的屋蓋,穹頂酷像飛碟,直徑320米。工程總面積8萬(wàn)平方米,總預算7.58億英鎊。
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