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我国建筑钢结构发展六十年
编辑:admin 单位:未知
我国建筑钢结构发展六十年
中国工程建设标准化网  2010年08月31日  (文章来源:建筑时报)
 
 
 

  钢结构包括房屋钢结构、桥梁、塔桅、容器及水工结构等多领域。现仅就房屋钢结构简述六十年的发展。
  初盛阶段(上世纪50~60年代)
  1949年新中国刚成立,百废待兴,当时钢产量很低,每年仅135万吨(现已达5亿吨以上)。钢结构建设只有依靠苏联经济及技术援助,当时苏联援建156项重型工业工厂,包括冶金、重型机械、飞机汽车等工业,如鞍山钢铁厂,武汉钢铁厂、大连造船厂、哈尔滨飞机制造厂等。在短短几年里,建设了不少钢结构工业厂房(钢柱、钢屋架、吊车梁),培养了一大批设计、制造、安装方面的人才,为今后发展打下坚实的基础。
  低潮阶段(上世纪60年代中后期及70年代)
  这个时期国家各部门钢结构需要量增大了,但钢产量仍然不多,每年也只有2000万吨,国家提出节约钢材的政策,当时有人片面理解为不用钢结构,于是钢结构数量少。从国家整体上,也建造了一些大型的钢结构工程。由于节约钢材政策,平板网架工程得到推广应用,特别是焊接空心球节点研究成功,全国各地中小跨度的焊接球节点平板网架比比皆是,与此同时螺栓球节点网架也同样推广起来了。
  发展阶段(上世纪80~90年代)
  这20年应当是钢结构发展的兴盛期,由于钢结构具备一些独特优点,已成为建设工程中的主要结构,特别是钢产量持续上升,1997年1亿吨,给咱们发展钢结构创造了有条条件。1998年咱们国家已能生产轧制H型钢,为钢结构提供了新的型钢系列,这时期钢结构工程发展主要有下列几方面。
  —单层厂房框架结构。规模较大的有钢铁厂、无缝钢管厂、火力发电厂等。其特点有面积大(20万平方米),柱高度大(50米)、柱距大(48米)、连跨多(8跨)、吊车起重量大(450吨)等。
  —空间结构。平板网架已广泛应用大型体育场馆、会展中心、商场、航站楼、车站、仓库、工厂等。尤其是,1990年亚运会场馆中大多数采用了焊接空心球节点平板网架。1996年北京首都机库(153米+153米,进深90米),焊接球节点四角锥三层网架。同年厦门太古机库150×70米建成,大门口采用无粘结手动索拉杆拱。
  —网壳的几项工程。1994年天津体育馆(D=108米)双层球面网壳;1997年长春体育馆(146米×191.8米)双层方钢管网壳、1995年黑龙江滑冰馆(86.2米×191.2米)中央柱面网壳两端半球壳。1995年四川攀枝花体育馆采用八边花瓣型双层网南宁,跨度60米,采用多次预应力。这是国内首次采用多次预应力工程。1998年还建成上海国际体操中心主馆,采用铝合金球面网壳,直径68米。网架与网壳都有相应的设计规程。
  —悬索结构。该结构发展较慢,只有少数工程采用,如山东淄博体育馆(54米)、安徽体育馆(53米×72米),无锡体育馆(40米×43米)、吉林冰球馆等采用不同的索网体系。
  —空间结构与拱、刚架组成的混凝土合体系也得到发展如:亚运会的北京石景山体育馆(正三角形,边长99.7米)等,都是混合结构体系。
  —膜及索膜结构。90年代后期得到一定的发展,现仍在不断地扩大作用,很有发展前景。如1998年建成的上海八万人体育馆看台等都是规模比较大的索膜结构。
  —高层建筑钢结构。高层建筑钢结构起步比较晚,1987年第一幢为165米的深圳发展中心大厦,后来208米的京广中心,1996年325米深圳地王大厦,1999年420米上海金茂大厦;近年建成的上海环球金融中心。
  —轻钢结构。轻钢结构发展非常快,特别是门式刚架,如工业厂房、仓库、冷藏库、温室、旅馆、别墅等得到大量应用。轻钢结构住宅也开始研究并建一些实验工程,很有发展前景。这一时期74年钢结构规范又修订了,改用88年规范。
  强盛时期(本世纪即2009年前)
  近十年的钢结构工程发展之快,范围之广,是空前的,堪称世界钢结构大国。2006年钢产量4亿吨,居世界首位,这也给咱们发展钢结构工程创造了有利条件。
  传统的空间结构如网架、网壳等继续得到大力推广。新型空间结构开始得到广泛的应用,如张弦梁、张弦桁架、弦支穹顶等。上海浦东机场、哈尔滨会展中心、上海会展中心、广东会展中心等都采用超过100米的张弦桁架,这在世界上也极少见。特别是几个运动会、博览会更加大采用空间结构的力度,如:2008年北京奥林匹克运动会新建37个场馆,2009年山东济南全运会,2010年上海世博会及广州亚运会,2011年深圳大运会。值得一提的是2008年北京奥林匹克运动会新建12个场馆,它代表我国钢结构的技术水平。国家体育场(鸟巢)(292米×340米,由一系列超大跨度的门式刚架沿内环编制而成的空间结构,耗钢4.2万吨;国家游泳中心(水立方)(170米×70米×29米,异形多面体网格结构);国家体育馆(114米×144.5米双向张弦桁架结构);老山自行车馆(133米双层球面网壳)、五棵松体育馆(120米×120米双向正交正放桁架组成的网架);北京工业大学体育馆(羽毛球馆)(105米弦支穹顶);中国农业大学体育馆(摔跤馆)(90米×90米门式刚架结构);北京大学体育馆(乒乓球馆)(64米×80米由32榀辐射桁架组成的张弦网壳)等工程。
  2009年山东济南全运会主要有体育场、体育馆、游泳馆和网球中心,整个建筑群采用“东荷西柳”建筑造型,体现了济南地方特色,特别指出的有体育馆采用了122米直径弦支穹顶,将成为全国乃至世界跨度最大的弦支穹顶结构。
  上海世博会场馆更是雄伟壮观。其中一轴四馆(中国馆、世博中心、主题馆、演艺中心)都是很有特色的永久性建筑。另外数以百计的代表不同创意的各国的国家馆、企业馆等建筑也很值得参观。
  当然除几个运动会及博览会场馆外,值得提出的还有:上海环球金融中心,北京首都国际机场新航站楼,北京南站,国家大剧院,中央电视台新台址,上海铁路南站,北京新保利大厦,郑州国际会展中心,南通体育场,广州的电视塔、西塔、新剧院、博物馆等。由于这些特色工程,也产生了多项钢结构制造、安装的新技术。同时也涌现出大批先进钢结构企业,这对今后的钢结构产业的发展是非常有利的。
  关于钢结构的住宅,在这段时期由于政策的支撑,工程技术人员的努力,已作出很大的成绩,试点工程的兴建,技术规程的出版,都已经实施了,具备进一步发展的条件。1988年钢结构规范又被2003规范代替了,今年2003版钢结构规范也在修订,更新版的规范一、二年内即可实现。
  钢结构今后发展远景
  以上简述可以预想今后钢结构的发展远景。“十一五”规划期间,铁道部拟建548座百年客站,民航局大力投资拟建175个大型机场航站楼,全国各省市也有大力建设体育场馆和会展中心的规划。如今即将迎来“十二五”的开局之年,相信我国的钢结构发展将更向纵深发展。(天津大学 刘锡良教授)

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