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1、國外建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用情況1、建筑用鋼占總鋼產(chǎn)量的比重 近數(shù)十年來,前蘇聯(lián)、美國、日本三個(gè)國家一直是世界上鋼產(chǎn)量居前三位的國家,其鋼產(chǎn)量輪流位居世界第一位。因此,這幾個(gè)國家的建筑鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)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,隨著我國改革開放政策的實(shí)行和推進(jìn),我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)工作取得了突飛猛進(jìn)的進(jìn)展。在此期間,我國的鋼產(chǎn)量一躍成為世界第一位。1996年,我國鋼產(chǎn)量首次突破億噸大關(guān);1998年我國鋼產(chǎn)量已達(dá)11434萬t,而且每年增產(chǎn)300萬t.鋼產(chǎn)量的增長為發(fā)展我國建筑鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)
2、事業(yè)創(chuàng)造了極好的時(shí)機(jī)。但目前,我國與發(fā)達(dá)國家相比在許多方面還存在著明顯的差距,因此,為了推動我國建筑鋼結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用,我們急需了解國外建筑鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用概況。 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(dá)的國家則占30%以上。如美國和日本,該項(xiàng)指標(biāo)均已超過50%.在我國,鋼在建筑中主要用于建筑用鋼結(jié)構(gòu),鋼筋混凝土用鋼筋,鋼絞線,鋼絲,門窗等,而其中鋼結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)上的也就200~300萬噸。 根據(jù)1998年中期美國金屬建筑行業(yè)分布的一些數(shù)據(jù),美國
3、金屬建筑行業(yè)的發(fā)展和市場的基本情況是:在20世紀(jì)50、60、70、80和90年代,以百萬美元計(jì)的年銷售額/以萬噸計(jì)的年加工量分別為150/30、300/65、1200/110、1500/125和2200/190,如以50年代為例相應(yīng)的增長倍數(shù)分別達(dá)到1.2/2、2.8/3、7.10/5、7和15/6.3倍。從中可以看出,美國的建筑用金屬年銷售額增長很快,估計(jì)目前已經(jīng)超過25億美元,年加工量也已經(jīng)達(dá)到200萬噸以上。 2、低層、多層建筑鋼結(jié)構(gòu)和輕鋼結(jié)構(gòu) 美國金屬建筑的主要市場分布:工業(yè)(生產(chǎn)用廠房、倉庫及輔助設(shè)施等)
4、、商業(yè)(商場、旅館、展覽館、醫(yī)院、辦公大樓等)、社區(qū)(私有及公有社區(qū)活動中心及建筑如學(xué)校、體育館、圖書館、教堂等)、綜合等方面,分別占到46%、31%、14%和9%的份額。 在美國,低層建筑中采用鋼結(jié)構(gòu)還是很普遍的。美國鋼結(jié)構(gòu)學(xué)會和金屬房屋制造協(xié)會(AISC和MBMA)聯(lián)合編制了低層建筑的設(shè)計(jì)指南。所謂低層建筑是指層高低于18m,層數(shù)不超過5層的工業(yè)廠房、倉庫、辦公室及其他的辦公和社區(qū)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(dá)國家已被廣泛應(yīng)用于工廠、倉庫、體育館、展覽館、超市等建筑。所謂輕
5、鋼是指以彩鋼板作為屋面和墻面,以薄壁型鋼作檁條和圈梁,以焊接建筑鋼結(jié)構(gòu)。4 3、高層及超高層鋼結(jié)構(gòu) 由于人類文化生活不斷提高,對高層、大跨度建筑的要求也就越來越高。而鋼結(jié)構(gòu)本身具備自重輕,強(qiáng)度高,施工快等獨(dú)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(jié)構(gòu)更是非常理想。目前世界上最高,最大的結(jié)構(gòu)采用的都是鋼結(jié)構(gòu),而歷屆奧運(yùn)會的場館也多采用鋼結(jié)構(gòu)。世界上目前已經(jīng)建成的幾個(gè)純鋼結(jié)構(gòu)建筑為目前世界上最高的超高層建筑,它們是: 1931年建成的102層、高381m的美國紐約帝國大廈(1969年以前一直是最高的
6、); 1969年建成的110層、高417m的美國紐約世界貿(mào)易中心(南北兩座); 1970年建成的110層、高443m的美國芝加哥西爾斯大廈; 1996年建成的高450m的馬來西亞雙塔石油大廈(KLCC,號稱目前世界最高,但美國的西爾斯大廈有異議); 我國于1997年建成的上海金茂大廈為95層,建筑高度421m,結(jié)構(gòu)高度395m,也躋身于世界最高行列。如果上海浦東環(huán)球金融中心大廈(95層460m)建成,則堪稱世界最高,實(shí)為我國一大光榮。深圳賽格廣場大廈70層、高279m,為世界上最高的全部采用鋼管混凝土的超高
7、層建筑,這又是我國的一大光榮。 巨型鋼結(jié)構(gòu)為高層或超高層建筑的一種嶄新體系,它是為了滿足特殊功能或綜合功能而產(chǎn)生的。它具有良好的建筑適應(yīng)性和潛在的高效結(jié)構(gòu)性能,是一種很有發(fā)展的結(jié)構(gòu)。如日本千葉縣43層、高180m的NEC大樓,該建筑內(nèi)部布置大開口和大空間庭院,其巨型結(jié)構(gòu)是由四根巨型結(jié)構(gòu)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(qiáng)的抗推剛度。另一例是德國法蘭克福1997年建成的商業(yè)銀行新大樓,63層、高298.74m,也是歐洲最高的一棟超高層建筑。該建筑平面為邊長60m的等邊三角形,其結(jié)構(gòu)體系
8、是以三角形頂點(diǎn)的三個(gè)獨(dú)立框筒為 4、大跨度鋼結(jié)構(gòu) 大跨度或較大跨度大都采用鋼結(jié)構(gòu),當(dāng)然也有用“膜”完成的,但充氣膜由于一些缺點(diǎn)近年來很少用,張力膜則也需要鋼索和鋼桿的支撐。 大跨度鋼結(jié)構(gòu)多用于多功能體育場館,會議展覽中心,博覽館,候機(jī)廳,飛機(jī)庫等。最早跨度最大的平板網(wǎng)架是60年代美國洛衫磯加里