钢结构建筑发展前景（精选12篇）
钢结构建筑发展前景 篇1
改革开放以来, 我国钢铁产业迅速崛起。1996年我国钢产量超过1亿吨, 居世界之首;此后钢产量持续上升, 2000年~2007年间平均年增长率均在20%以上, 2008年更是超过了5亿吨;2013年起, 钢铁行业由于积年的产量增长, 产能利用率仅为71.2%。
钢结构是最适合工业化的结构形式, 也是天然的装配式建筑。由于钢结构构件制作加工精确、受运输距离的约束小、安装速度快, 钢结构建筑抗震性能好、建筑质量易保证、施工现场干净整洁, 并且节约模板支撑和外脚手架、节水、节电、建筑垃圾少、得房率高、回收利用率高、绿色建筑程度高等, 因此应大力发展钢结构建筑。
一、钢结构建筑分类
钢结构建筑从结构体系来分, 可分为钢框架体系、钢框架-支撑体系、钢框架-核心筒体系、钢框架-剪力墙体系、钢框架模块-核心筒体系等。
1. 钢框架体系
钢框架体系具有较大的变形能力, 结构简单、抗震性能好、房间布置灵活。但是, 钢结构建筑的变形要求限制了钢结构框架的使用, 造成钢框架结构的用钢量一般大于相同高度的其他结构形式。钢框架体系一般用于多层建筑。
2. 钢框架-支撑体系
钢框架-支撑体系是抗震较好的结构体系, 具有钢框架和支撑双重抗侧力的体系, 支撑可选用中心支撑、偏心支撑和内藏钢板支撑等。支撑增加了钢框架的抗侧力能力、增加了结构刚度、有效地降低结构的用钢量。但由于不便于在每道框架轴线上都布置钢支撑, 楼板的刚度和强度就会在结构体系中起到举足轻重的作用。因此, 钢框架-支撑体系中不宜采用全预制的楼板。钢框架-支撑体系是目前应用最广泛的钢结构体系, 适用于高层及小高层建筑。
3. 钢框架-核心筒体系
钢框架-核心筒结构体系是由钢框架和钢筋混凝土核心筒组成的双重抗侧力体系, 在高层住宅中通常将楼电梯间等公共区域设置剪力墙形成核心筒, 来承担地震作用等水平力, 外围钢框架承担竖向力, 可以有效降低用钢量, 钢构件形式简单、种类少, 这类结构体系适用于高层和超高层公共建筑。
4. 钢框架-剪力墙体系
钢框架-混凝土剪力墙结构体系是由钢框架和钢筋混凝土剪力墙 (或钢板剪力墙) 组成的双重抗侧力体系, 通常将楼电梯间设置剪力墙, 来承担地震作用等水平力, 外围钢框架承担竖向力;剪力墙可以采用钢筋混凝土剪力墙, 也可采用钢板剪力墙, 钢板剪力墙包括组合钢板墙、防屈曲钢板墙和开缝组合钢板墙等。这类结构体系适用于高层公共建筑和高层住宅。
5. 钢框架-核心筒体系
钢框架模块-核心筒结构体系是从爱尔兰引入的, 根据国内抗震要求和材料部品进行了改型研究和实验验证, 工业化程度高;其主体钢框架模块结构、室内精装修甚至清洁全部都在工厂完成, 现场只需要完成模块的吊装、连接及外墙装饰, 施工速度快, 施工精度和质量管理水平远高于我国目前的现场作业水平。该体系中的核心筒是模块建筑体系的抗侧力核心, 可以采用钢筋混凝土结构, 也可以采用钢结构, 承担风荷载和地震作用;钢框架模块是由钢密柱墙体、混凝土楼板钢桁架吊顶、内装部品等在工厂共同组成的预制三维空间承重单元, 只承担竖向荷载。核心筒与钢框架模块之间、模块与模块之间通过可靠度非常高的连接件连接, 能有效保证钢框架模块-核心筒结构体系的整体受力性能。
二、钢结构建筑发展建议
随着建筑业的蓬勃发展, 钢结构建筑得到了前所未有的发展, 尤其是在工业建筑和大型公共建筑领域 (包括超高层建筑、大跨度会展中心、体育场馆、大型交通建筑等) 。但在住宅建筑中, 钢结构与钢筋混凝土结构相比, 尚处于“萌芽”状态, 为了大力推动钢结构住宅的健康发展, 特提出对策和建议:
1.目前的房地产开发模式和管理机制使得开发、设计、总包、生产、施工、运维等过程条块化, 不利于从全生命周期进行核算钢结构住宅的成本, 也不利于全产业链的建筑集团进行钢结构住宅的推广。只有打破建筑业原来固有的条块分割, 进行产业链的整合, 鼓励全产业链的建筑集团参与到钢结构住宅的推广中, 并通过全生命周期的运作获取合理的利润, 才能推动钢结构住宅的健康发展。
2.建议加大对钢结构住宅及其配套技术研发的投入, 加强技术创新, 完善部品体系;尤其是加强复合保温外墙板的研究, 一定程度上提高质量、降低成本。
3.提倡钢结构住宅采用装配式装修, 规定成品住宅的交付;不仅可以提高人们对于钢结构住宅的接受度, 还可在一定程度上解决室内露梁露柱的问题。
4.钢结构住宅目前更适合具有板材加工基础、经济发达的大中城市以及土地价格和人工费较高的地区。因此, 钢结构住宅的推广应定位于经济发达的城市和地区, 政府给予政策支持。
5.通过加强宣传, 提升住户对钢结构住宅的使用体验, 提高人们对钢结构住宅的认知度。
钢结构建筑发展前景 篇2
由于结构设计关系建筑物的安全，大部分设计院对于设计者的学历和经验很看中。所以大家都觉得设计院高不可攀，从而放弃对设计院投简历。实际上看中学历的都是大城市的甲级设计院。一些县级市的设计院对于结构设计建筑设计这些工作岗位还是很缺人的。如果你大学学习成绩不错，CAD画的还行，学过PKPM。一般一本院校的可以去一些比较大的设计院试试。二本的学校的，可以回家乡的设计院或者家乡临近县市的设计院试试。结构设计工作稳定，同时有双休这是施工单位没法比的，待遇一般差不多的。如果你认准设计非设计院不仅不想做施工的话，而自己学历不硬，可以考虑参加一些培训机构的培训，给自己充充电。
甲级院 应届毕业生参考年薪 2.0万---到3万 工作三年后6万---20万(通常看设计院的的项目多少，通常做结构的是5毛到1块一平方的项目提成，年头好的话，一年做了十几万平方的设计，就能挣很多钱，一般做结构的还能接些私活，外快的钱，看个人能力。)
乙级院或者挂靠的小院 应届毕业生参考年薪 2.5万---到3万 工作三年后 4万--8万，私活挣的钱看个人能力。
毕业两年后可以考二级结构工程师，挂靠2万一年。毕业一年后考一级结构工程师基础，毕业四年后，考一级结构工程师专业，考过后挂靠4万一年。
综合以上的分析情况，结构设计虽然是累了一些，但是职业发展前景还是很宽泛的。薪资待遇也将会步步高升。
钢结构建筑发展前景 篇3
一、钢结构建筑的优点
（一）材料强度高，结构自重轻
钢材的强度同混凝土或其它材料相比，要高很多，这样，在承受同样的荷载情况下，就可以少用许多材料。虽然钢材的容重比混凝土或其它材料要大，但钢材的容重与屈服强度的比值却是最小的，所以，采用钢结构时，结构自重是较小的。例如，在相同的跨度和荷载条件下，钢屋架的重量只有钢筋混凝土屋架的1/3～1/4，如果采用薄壁型钢屋架则重量更轻，可达钢筋混凝土屋架的1/10。钢结构建筑自重较轻，使其在结构抗震、软弱地基的地区、运输和安装、大跨重载结构等方面的应用具有突出的优势。
（二）结构面积小
与混凝土材料相比，钢结构材料强度高，钢结构柱截面面积小，其外轮廓面积仅为钢筋混凝土柱的1/3，从而可增加建筑有效使用面积。据统计，一般多、高层建筑中，钢柱的截面面积占建筑面积的3%左右，而混凝土柱的截面面积占建筑面积的7%～9%。
（三）钢结构加工、制作简单，施工方便，工业化程度高
钢结构的各种构件由钢板和各种型材组成，仅仅需要在专业化的钢结构加工厂进行比较简单的加工、制作即可完成，然后将各种构件运至施工现场，经过比较简单的焊接连接或螺栓连接即可形成结构，施工方便，现场湿作业少。钢结构的工厂制作、工地安装的施工方法，可有效缩短施工工期，提高建筑结构的工业化程度，从而降低工程造价，提高工程的经济效益。钢结构的工地安装若采用螺栓连接，不仅安装时施工方便、快捷，而且对已建成的钢结构也易于拆卸、加固和改建。
（四）综合经济效果好
钢结构由于自重较轻，基础费用亦较低，总体用料减少，直接成本较低.同时施工速度快、施工周期短，施工中一般不需要大型的起重运输设备，施工人员相对来说也较少，因此，间接费用亦可减少。所以，钢结构的综合经济效果是比较好的。
（五）钢结构是绿色环保结构
钢结构主要使用的材料是钢材，它是一种高强度、高性能的绿色环保材料，具有很高的再循环使用价值。钢结构施工时可大大减少砂、石、水泥的用量，可以减轻对不可再生资源的破坏，施工现场干作业多，湿作业少，施工环境得到明显改善。随着经济的发展及城市的发展、改造、更新，在拆除已有建筑时，混凝土结构成了建筑垃圾，无法再利用，而钢结构拆除后可回收再利用，建筑垃圾量极少，故钢结构是绿色环保结构，符合国家可持续发展的要求。
二、目前我国钢结构建筑的现状
（一）我国钢结构建筑由中外合作向国产化发展
由于我国现代钢结构建筑技术起步较晚，发展受限，所以许多国内著名的钢结构建筑都是与外国合作施工的，如北京京厂中心和上海金茂大厦等。中外合作对我国国内自主研究、开发和利用钢结构建筑起到了很好的推动作用，1998年大连远洋大厦的建成标志我国钢结构建筑正式迈入国产化。
（二）轻钢结构的快速发展
轻钢结构由于其节约钢材、安全可靠、节约工期和使用灵活等特点被广泛应用于国内的工、农、商业以及民宅建筑等，轻钢结构建筑的投入使用受到了社会的认可，称为了钢结构建筑中的重要组成部分。
（三）钢结构建筑空间的扩展
钢结构建筑的面积与空间的扩展在很大程度上代表着我国钢结构建筑的发展与日益成熟，如2008年3月完工的2008年北京奥运会主体育场即国家体育场建筑面积达到了25.8万平方米，内设永久座席80000个，临时性座席20000个，并且造型独特，代表了国际先进的钢结构建筑水平。
（四）钢结构建筑与国外的差距
我国的现代钢结构建筑起步较晚，与西方国家相比整体水平仍有很大差距，钢结构建筑在全国建筑中的比例非常低，并且我国建筑用钢主要应用于钢筋混凝土结构的钢筋，钢结构用钢比例与发达国家的平均比例还有差距。
三、我国钢结构建筑的发展方向
（一）高效性能钢材的研发和应用
高效性能钢材主要是指钢材的强度比较高，塑性和韧性也比较好，耐火耐侯性能优良，价格比较适中的钢材，也包括用高效性能鋼材生产出的具有良好截面特性的型材等。研发出高效性能的钢材并应用于钢结构建筑上，可以提高钢结构建筑的承载能力，降低钢结构建筑的造价。
（二）结构形式的革新
充分发挥每一种结构形式的优点，促进结构形式的发展，形成诸如组合结构、杂交结构、预应力结构等新型结构形式，以达到节约材料、降低造价的目的，是今后发展钢结构建筑中值得研究的课题。
（三）设计计算方法的改进和计算手段的提高
加强设计计算方法的改进，结构设计考虑优化理论的运用，人们已经做了大量的工作，今后还应继续研究改进。在设计计算中引入计算机辅助设计及绘图，编制通用或专用的计算软件，改进计算手段，提高设计计算的准确度和效率。
（四）发展轻型钢结构建筑
轻型钢结构建筑是以轻型高效钢材和轻质高效维护材料组装而成的低层或多层钢材料建筑，具有非常突出的优点，属于绿色环保建筑体系，是我国今后一段时期内重点发展的新型钢结构建筑体系。
四、结语
通过上述分析可以发现，同混凝土结构和砌体结构相比，钢结构具有无可比拟的优势，发展钢结构建筑符合国际发展潮流的要求，符合我国的国策和可持续发展的要求。而且，发展钢结构建筑的各种条件基本都已具备，只要我们继续努力，克服前进道路上的各种困难，努力开拓和进取，我国钢结构建筑一定会有突飞猛进的发展，同先进国家的差距会越来越小，并将最终接近或达到国际先进水平，从而提高我国建筑科技的水平。可以说，我国钢结构建筑市场的发展空间巨大，前景非常广阔。
参考文献：
[1]肖亚明.我国钢结构建筑的发展现状及前景[J].合肥工业大学学报（自然科学版），2003（01）.
[2]刘伟，宋非非，常庆芬.我国钢结构建筑的发展概况及趋势[J].吉林建筑工程学院学报，2008（02）.
[3]仇智，罗亚冉.钢结构建筑的发展现状及前景分析[J].产业与科技论坛，2011（02）.
钢结构建筑发展前景 篇4
随着环境问题的日益突出, 建筑工程的施工理念有了巨大的转变, 以往修建的建筑大多是混凝土和砖混结构, 产生的建筑垃圾较多, 对环境的破坏十分严重。为了修复受损的生态环境, 降低建筑能耗, 迫切需要采用绿色可循环的新型建筑材料和绿色环保的施工技术, 以减少传统能源的使用量, 加大清洁能源的利用效率, 从而为人们创建更为健康、舒适的居住环境。
一、绿色环保建筑概述
绿色环保建筑指的是在建筑的整个生命周期内, 能够最大限度的减少对各类资源和材料的使用量, 而且产生的建筑垃圾和污染物都比较少, 基本上不会对环境造成污染和破坏, 真正达到了绿色环保的设计目标。如今, 人们的环保意识逐渐增强, 在选择住宅时越来越注重建筑的使用功能及其周围的环境, 钢结构建筑因稳定性强, 延展性好而被广泛的应用到建筑施工中, 在抵御地震灾害方面取得了可喜的成果, 深受人们的好评和青睐, 绿色环保钢结构建筑也有了广阔的消费者市场。然而钢结构建筑在设计和施工上仍然存在一些问题, 致使其性能无法完全发挥出来, 钢结构建筑的发展也受到了一定的阻碍。因此我们应立即采取相应的措施解决钢结构建筑的相关问题, 促使钢结构建筑在我国得到更快更好的发展。
二、钢结构建筑的环保节能优点
1、节能
节能可以说是钢结构建筑最为显著的优势, 虽然很多建筑材料都有节能的效果, 但是在使用量上有着严格的规定, 比如说最为常见的外墙保温材料, 就需要达到一定的厚度才能发挥作用。我国北方的气候寒冷, 建筑大多是砖墙结构, 需要在砖墙外部粘贴保温材料, 所以对保温材料有着较高的需求。如果材料的质量或厚度不达标, 那么就无法达到保温的目的。发达国家解决能耗问题的方法就是用钢结构替代现有的砖墙结构, 据统计住宅建筑节省的能耗可达1/3以上。
2、节约水资源
水资源对人们的重要性不言而喻, 由于我国人口众多, 在人们的生产和生活中都离不开水, 导致我国水资源十分匮乏, 国家已经发出了节约水资源的倡议。在钢筋混凝土结构的建筑施工中需要使用大量的水资源, 产生的建筑垃圾还会污染附近的水源, 水资源的浪费现象比较严重。钢结构建筑的施工可以有效改善这类问题, 只需要在基础工程中使用水资源, 且施工效率较高, 施工人员的生活用水和施工用水都得到了极大的缩减。
3、节省施工材料
材料是建筑施工的基础, 也是建筑中必不可少的关键要素, 在混凝土和砌体结构的建筑中, 混凝土不能循环利用, 砌块虽能循环利用, 但是在建筑拆除时难免会有部分砌块受到损伤, 无法继续投入使用。与之相比钢材的利用率可谓是最高的, 鉴于钢材的坚韧, 很难会发生损坏, 所以在进行钢结构建筑的施工时, 完全可以回收其他建筑上的钢材处理后再次使用, 以达到节省施工材料的目的。
4、减少噪音和垃圾污染
众所周知, 砖混建筑施工过程中及拆掉后主体结构不能二次利用而产生了大量的建筑垃圾堆积, 且在混凝土的制备和施工中需要用到大型的机械设备, 发出的噪音分贝较高, 给附近的居民造成了很大的困扰。钢结构建筑大多采用装配式施工方式, 在工厂生产构件后运输到现场组装, 全程采用机械化作业, 减少了固体垃圾和气体污染物的产生, 而且机械发出的噪音分贝较低, 污染问题因而得到了遏制。
三、我国钢结构建筑的发展现状
近几年, 国家加强了对钢结构住宅的政策指导和支持, 钢结构技术日益发展, 在钢结构建筑设计中采用三维动态仿真技术模拟钢结构建筑的施工技术和施工流程, 比如吊装滑移技术、微机液压整体提升技术等, 能够及时发现设计中的潜在问题予以修改, 对方案细节进行不断的优化, 省去了工地试拼装的程序, 减少了施工中的重复作业, 施工效果得到了一定的保障。目前钢结构作为一种新型建筑体系, 因其造型美观、施工速度快、绿色环保等优点而备受市场青睐。
四、钢结构建筑的应用前景
1、钢结构本身的特点可以较好地符合建筑发展所需
钢结构具备自重轻、强度高的特征, 因此钢结构可以应用于一些跨度较大、负荷较重的建筑, 能够有效减少建设时间, 降低施工成本。近些年来, 我国时常出现地震, 处理好建筑抗震问题则成为当前建筑行业所注重的方面。而钢结构建筑存在良好的抗震性, 不会在重量突然加大时发生断裂。当前钢结构建筑已经处于标准化建设时期, 钢结构的质量愈发稳定, 施工技术和劳动强度较低, 施工人员仅需在施工当中严格安装螺栓、焊接就可以将施工完成, 极大的缩短了施工的周期。
2、高速发展的经济对钢结构建筑的旺盛需求
随着我国在国际当中的影响力逐渐提高, 使得我国在承办一些国际赛事上的机会越来越多, 从而增加了制作高规格、大跨度建筑项目的机会。大型建筑不止需要较高的工程质量, 也对建筑空间的利用率提出了更高的标准, 无论是砖混结构, 还是混凝土结构的建筑, 由于施工时间过长、结构跨度受到限制, 通常较难符合要求。而钢结构却恰好可以符合这一标准, 这种对钢结构的旺盛需求, 会在此后较长阶段进行延续, 所以钢结构还具有十分美好的发展前景。
结语
综上所述, 钢结构建筑在节约资源、抵御灾害、降低成本等方面的优势是显而易见的, 在国内外的建筑行业中受到了高度的重视, 具有十分广阔的发展前景。我国绿色环保钢结构建筑的发展才刚刚起步, 在未来的道路上还有许多问题需要克服, 要想实现钢结构建筑的快速推广和应用, 我们应严格遵循钢结构轻、快、好、省的设计理念, 并在施工中积极采用绿色施工技术, 从而将钢结构建筑的优势最大化的发挥出来。
参考文献
[1]邱振勇.绿色环保的钢结构建筑——兼论钢结构的绿色施工[J].城市建设理论研究, 2013, (23) .
钢结构建筑发展前景 篇5
【摘要】建筑的防火问题一直是房屋建筑方面的一个重要课题，其防火性能与房屋的结构设计、建筑材料等都有着直接的关系，如果建筑防火问题处理不好，就会对人们的生命财产安全造成巨大的损失。本文对建筑房屋的防火研究现状进行了分析，并对未来的发展方向进行了初步的研究。
【关键词】房屋建筑；防火；耐火性能；现状；发展
房屋建筑的防火问题不是现在才有的，是伴随着建筑行业的兴起形成的，有着悠久的历史，是全社会都比较关注的问题。自古以来建筑防火问题就是建筑设计和施工方面的一个重要问题。一直以来，在建筑防火方面也进行了大量的研究，但是从现状来看，还存在着一些问题和不足，应该尽快得到解决，并就未来的发展方向进行必要的研究。房屋建筑结构防火概述
我国在房屋建筑结构防火方面的研究从时间上看要落后于国际上的一些国家，早在20世纪中期，前苏联率先颁发了建筑结构防火方面的相关标准――耐热钢筋混凝土的设计暂行指示，虽然是指示，还不够完善，但是，是世界上最早的相关标准。在此以后，美国在1962年由该国的消防协会颁发了相关标准、瑞典是在1983年颁布、法国是在1984年颁布建筑结构防火方面的设计标准。这些都是针对钢筋混凝土抗火设计方面的标准，是进行防火设计的依据。建筑结构防火设计的方法
就国内外建筑结构防火的设计和研究现状来看，有很多学者进行了大量的试验和研究，所采用的方法并不统一，试验的内容也各有侧重。就相关研究方法而言，主要有以下四种：
2.1 基于试验的建筑结构构件防火设计的方法
基于试验的建筑结构构件防火设计方法的最主要特点是以试验作为建筑结构设计的依据，在进行结构防火设计时，可根据构件耐火时间要求直接选取相应的防火保护措施。这种方法针对性比较强，操作起来比较简单，比较直观容易被人所接受，应用起来也比较方便，但是，这种方法也有不足的地方。基于试验的构件防火设计方法存在严重缺陷，这种缺陷源于对下列因素的影响很难加以考虑：一是建筑结构的荷载分布与大小的影响。由于实际结构构件所受的荷载分布与大小并不是一成不变的，因此，我们在试验的时候所选用的结构各构件标准受载状体与建筑物实际结构中这些部件的受载状态并不是完全一致，这就影响了我们对实验结果的使用，我们在使用试验结果的时候，要区别对待，不能照搬照用。二是建筑结构构件的端部约束状态对实验结果的影响。构件在结构中受到相邻其他构件的约束，构件的端部约束状态不同，构建的承载力及火灾升温所产生的构件温度内力将不同，而这两个方面对构件的耐火极限均有重要影响，实验中很难准确和全面地进行模拟。
2.2 基于计算的构件防火设计方法
为考虑荷载的分布与大小及构件的端部约束状态对构件耐火极限的影响，可按所设计的结构的实际情况进行一系列构件的耐火试验，但这样做一方面目前的试验手段达不到，另一方面费用非常昂贵,为解决基于试验的构件防火设计方法存在的问题，很多学者开展了大量研究。理论研究以有限元为主，也有的采用经典解析分析方法，基本建立了能考虑任意荷载形式和端部约束状态影响的构件防火设计方法。目前这种方法已被世界上很多国家所采用，比如美国、英国以及其他欧洲国家。
2.3 基于计算的结构防火设计方法
结构的主要功能是作为整体承受荷载。火灾下结构单个构件的破坏，并不一定意味着整体结构破坏。一般情况下，结构局部少数构件发生破坏，将引起结构内力重分布，结构仍具有一定继续承受荷载的能力，当结构防火设计以防止整体结构倒塌为目的时，则基于整体结构的承载能力极限状态进行防火设计更为合理。
2.4 考虑火灾随机性的结构防火设计方法
现代结构设计以概率可靠度为目标，因火灾的发生具有随机性，为实现结构防火的概率可靠度设计，必须考虑火灾即空气升温的随机性，考虑火灾随机性的结构防火设计方法尚是有待研究的一个课题，但必将是结构防火设计的发展方向。建筑结构防火设计的发展趋势
随着科技水平的发展，目前耐火设计研究趋势有以下四个方面：
3.1 用过去标准耐火试验研究方法（破坏性试验）掌握了各类构件在火灾温度和重力荷载共同作用下的破坏机理后，建立构件在火灾条件下的分析模型，使用计算机数值模拟研究更为科学合理，所以研究方法正在由构件的破坏性实验方法向结构分析方法过渡。
3.2 由于单一构件在火灾中产生的温度内力与框架或其它超静定结构产生的温度内力差别甚大，所以研究对象正在由单一构件转向构件组合单元。鉴于这样的试验结果有一定的局限性此，在试验的时候，我们尽量采用都建组合单元，可以更全面地掌握有关数据，了解更多构件的耐火情况。
3.3 由于钢结构耐火研究开展较早，研究得也较深入，而混凝土结构已被证明同样会在火灾中垮塌，所以研究的结构形式正在由钢结构向钢筋混凝土结构发展。
3.4 由于建筑功能的多变性，主要体现在火灾荷载和通风条件的变化，用标准温度――时间曲线作为所有构件的受火条件，确实很难反映构件在实际火灾中的工作条件，所以受火条件正趋于用按预测计算得到的平均温度――时间曲线代替一成不变的标准升温曲线。房屋建筑结构防火理论研究现状
从目前国内的情况来看，对建筑物结构防火进行研究时，主要是依据一些经验公式进行分析，进行数值分析的时候主要是采取有限差和有限元的方法。
4.1 房屋建筑结构防火研究的经验公式
研究人员通过对建筑结构或构件进行耐火性能试验，获得了大量的相关数据，依据这些数据进行试验结果分析，通过分析研究提出了一些经验公式和半经验公式，主要有以下几个方面：
4.1.1 圆钢管混凝土柱防火分析的经验公式为：
其中，a、b、c、d 都对应有相应的公式，代入相应的参数，都可以计算出准确的数值。
4.1.2 方形、矩形钢管混凝土柱的经验公式为：
同样，公式中的a、b、c、d等都可以代入相应的参数，计算出数据。通过这些经验公式计算结构或构件的耐火极限是比较容易的，但是，当构件尺寸、材料变化的时候，这些公式就不适用了。因此，这些经验公式只能是针对特定的材料和构件的时候才能使用。
4.2 房屋建筑抗火实验中数值的计算方法
计算数据的方法主要由以下两种：
4.2.1 有限差分法
有限差分法是在科研方面采用比较早的也是最普遍的方法。针对具有简单几何形状建筑材料导热问题的研究时，采用这种方法最容易进行数值方法。这种方法的特点是：将求解区域用与坐标轴平行的一系列网格线的交点所组成的点的集合来代替，在节点上，然后用用相应的差分表达式控制方程中每一个导数，从而形成每个节点的代数方程，这样的每个方程代表特定节点以及附近其它节点的未知值。用这种方法可以将微分方程和边界条件的求解问题转化为线性代数方程的求解问题。这种方法的缺点是只能适用于规则的差分网格，比如正方形、矩形、正三角形的网格。
4.2.2 有限元法
有限元法可以避免有限差法的缺点，在使用方面具有和大的灵活性和适应性。它是把计算区域划分成若干个单元，在每个单元上随意取多个点作为节点，然后通过对控制方程做积分得到离散方程。有限元法在具体的使用过程中可以具有任意布置的节点或者网格，对于不规则的复杂区域或边界问题也可以进行求解，其显著的缺点是编制程序的时候非常复杂，精确地对温度场进行模拟并采用有限元法进行分析方面还存在着不足。因为，在建筑物发生火灾的时候建筑材料的导热系数和比热容等热工参数都是温度方面的函数，而且边界条件具有随机性，所以，建筑构件内的温度场复杂的非线性瞬态问题，在计算时，在空间域上采用有限元法、在时间域上采用有限差分法，充分利用两者优点来计算建筑构件内温度场各种数据。结束语
目前，我国的大部分有关建筑物防火的研究成果都是针对无约束混凝土的，对于箍筋约束混凝土的研究做的比较少。从国际上的现状来看，主要是采取了基于试验的建筑结构构件防火设计的方法、基于计算的构件防火设计方法、考虑火灾随机性的结构防火设计方法、基于计算的结构防火设计方法这四种方法来进行建筑结构防火结构的设计，目前这一领域正在迅速发展，并认真分析了建筑结构防火研究的发展现状，最后就目前常用的理论研究方法进行了简要的分析。在今后的工作实践中，要加强建筑结构防火研究，不管是设计方法还是理论研究方面，都要尽量缩小甚至超过目前在相关领域研究和应用比较成熟的国家和地区，走在国际的最前沿。
参考文献：
[1]毛晓勇，压型钢板―混凝土组合板抗火研究的现状和特点，哈尔滨建筑大学学报，2010年02期；
钢结构建筑发展前景 篇6
关键字：古木建筑 伞架结构 斗棋 昂 出跳 与自然共处
建筑作为一种跨越时空的艺术形式，承载着人类在大地上诗意栖居的梦想，记载着人类追寻幸福生活的永恒轨迹。当建筑这种高雅艺术遇上人们生活当中的普通用品时，往往会迸发出各种奇思妙想。中国古代木建筑与伞便有着这样的不解之缘。古代木建筑是中国建筑的代表，在以石头为主的西方建筑以外，形成了一个独立自主的建筑传统。相传，伞的发明就来源于木建筑结构的灵感。繁体的“傘”字，中间四个人字，其实是活动的可收束的“榫头”，由此可见二者缘份匪浅。笔者将分别阐述古建筑与伞的发展演变，逐步揭开二者之间是有着怎样的一脉相承的不解之缘。
一、中国古代木建筑形式的产生与发展
中国古代建筑作为世界建筑体系中最古老的一种，有着悠久的历史传统和辉煌的成就。有实物可考的历史在7000年以上，且发展从未中断。3000年前已经形成以木构架为主要结构、以封闭的院落为基本的群体布置方式的独特风格。总体来说，关于中国传统建筑的特征，中国建筑史学的奠基人梁思成先生在其著作《中国建筑史》（1944年）里总结为四个方面，即“以木料为主要构材、历用构架制之结构原则、以斗拱为结构之关键、外部轮廓之特异”。从这句话可以看出，木建筑在整个建筑史上占有举足轻重的地位。中国木建筑结构方法，最主要的就在构架之应用。北方有句通行的谚语，“墙倒房不塌”，正是这结构原则的一种表征。其用法则在构屋程序中，先用木材构成架子作为骨干，然后加上墙壁，如皮肉之附在骨上，负重部分全赖木架，毫不借重墙壁。中国木构正统延续了三千多年的寿命仍还健在。这种结构方式，是由立柱、横梁、斗棋等主要构件建造组合而成，各个部分之间的结构点以榫卯相吻合，构成具有弹性的结构框架。而这一点，也被借用到伞具当中。我们先来了解木建筑的结构组成。
从外观上看，木建筑结构由屋顶、柱身和台基三部分组成：
屋顶
中国古代建筑造型之美，整体上体现为恢弘壮阔，细节上体现人性细腻。在整个建筑中屋顶造型最为突出，外观多为坡顶，少见平顶。最初屋顶的形制是由一根立柱支撑起一个人形的屋檐组成，这是中国传统建筑中最基本的元素。发展到后来，主要有庑殿、歇山、悬山、硬山、攒尖、卷棚等建筑形式。下面是五种屋顶构造类型的九种变形（图1）：
屋顶横断面的曲线是由举（即脊樽的升高）和折（即椽线的下降）所造成的。其坡度决定于屋脊的升高程度，可以从一般小房子的1：2到大殿堂的2：3不等。升高的高度称为举高。屋顶的曲线是这样形成的：从脊樽到檬檐枋背之间画一直线，脊樽以下第一根槽的位置应按举高的十分之一低于此线；从这樽到撩檐枋背再画一直线，第二根樽的位置应按举高的二十分之一低于此线；依此类推，每根樽降低的高度递减一半。将这些点用直线连接起来，就形成了屋顶的曲线。
屋顶的曲面弧度，在力学上可以将铺设的瓦片扣搭得更紧贴。屋檐向外出跳的深度也是值得注意的。宽阔的出檐既保护着屋身，并且能保证屋内有充足的光线，同时又能使雨水落下时冲得更急更远，从而避免地基受到雨水冲激而损坏。
柱、樑
柱是直立承受建筑上部重量的构件。按外形分为直柱、梭柱，截面多为圆形。按所在位置有不同名称：在房屋外围的柱子为外檐柱，外檐柱以内的称金柱（屋内柱），转角处的称角柱等。柱有侧脚，即向中心倾斜；有生起，即从中间柱向角柱逐渐加高。附在墙壁的柱叫作樽。
樑是搭在柱顶上的水平构件，沿着进深与房屋的正面成九十度角排列，一纵一横地承托着整个屋顶的重量。上一樑较下一樑短，层层相叠，构成屋架。最下一揉置于柱头上头或与斗棋结合。
斗栱
屋顶就是架在柱、樑之上的，并通过柱和樑将重量逐级传递到台基。而连接柱和棵的构件，就是“斗棋”。
斗棋在古建筑中的独特地位使其成为研究古代建筑的重要课题，斗棋的发展演变史清晰地刻画了中国古建筑的发展演变史，长期以来为国内外学者所重视。斗棋最早的形象见于周代的“令簋”（图3），“令簋”四足做成方形短柱，柱上置栌斗，再与两柱之间、栌斗斗口内施横枋，枋上置二方块，类似散斗，与栌斗一起承载上部座子，形状与组合和后代檐柱的构造方法十分相似。
令簋是斗棋的前身，真正的斗棋是一个十分复杂的部件，组成斗棋的构件分为斗、栱和昂三大类。根据位置和功能的差异，共有四种斗和五种棋。然而从结构方面说，最重要的还是栌斗（即主要的斗）和华棋。后者是从栌斗向前后挑出的，与建筑物正面成直角的棋。
华棋之上还有一个斜向构件，与地平约成30度交角，称为昂。它的上端，称为昂尾，常由梁或榑的重量将其下压，从而成为支承挑出的屋檐的一根杠杆。从昂自身构造和其杠杆作用来看，其最大优势便是能够轻而易举加大出檐深度。
斗棋不同于西方建筑中的那种简单的柱头，直接承重并将荷载传递到柱上。斗棋底部只是柱头上的一块大方木，但从其中却向四面伸出十字形的横木（棋）。后者上面叉置有较小的方木（斗），从中再次向四面伸出更长的横木以均衡地承托更在上的部件。这种前伸的横木（华棋）以大方木块为支点一层层向上和向外延伸，即称为“出跳”，以支承向外挑出的屋檐的重量。它们在外部所受的压力由这一托架（斗棋）内部所承受的重量来平衡。
斗栱从其最初的作用而言，主要是承檐结构。斗棋可置于柱头上，也可置于两柱之间的阑额上或角柱上。根据其位置它们分别被称为“柱头铺作”、“补间铺作”或“转角铺作”（“铺作”即斗棋的总称）。
台基
作为基础，台基肩负通风及稳定竖柱的功能，同时又好像一个巨大承托垫子，避免柱基因为负重不同而出现沉差。台基包括埋在地下（埋深）和露出地面（台明）两部分。台明是台基的主体。
传统建筑的台基，会随着庭院大小以及建筑物的高度来调整，以求达到突出建筑物的性质，显示等级和气派。同时，在基本上以水平横向展开的中国建筑中，台基同时叉起着将平面空间及直线所造成的闷局打破的积极作用。将一个较低的平地变成较高的平地，将水平直线变成带着起伏的韵律。
木建筑让我们的祖先从颠沛流离中安定下来，使人类有了一个可以遮风挡雨的场所。建筑是固定的，风雨却是随时随地的，人们需要一个可以“行走”的遮风挡雨工具，因此，木建筑的结构形式便被引用到伞具中来。
二、木框架建筑对现代伞的借鉴和应用意义
伞具作为我们生活中必备的一件日用品，作为先哲的一项充满智慧的造物，不仅承载着丰富的文化内涵，更展露出一种秩序性很强的美感，而这种美感，更多的是借鉴木框架结构的古代建筑形式。
相传鲁班借鉴亭子的造型，用几条木棍做了个架子，上面顶着油布，做成了世界上第一把伞，几乎就是一座能走路的亭子。早期的伞是用树叶或草编织成的，后来出现了用油纸和竹片做的伞，用丝绸做的伞。2000年前，就出现了有完整骨架、能开能合的伞。
伞的基本结构从古至今几乎没有本质的变化。现代伞的结构基本承袭了古代伞结构特点，主要由伞面、伞骨、伞杆、手柄及其它一些辅件塑件组成，这种构造与木建筑结构的结构原理是一脉相承的：伞柄可以看作是缩小版的台基，伞杆则是屋身，支撑起类似屋顶的伞面，伞面采用了屋顶中“攒尖式”造型。整个伞架最初是不可收束的、固定的，不利于随身携带。
一副伞架既能将伞撑起，又具有收束功能，轻巧简便，是现代伞架最突出的特点。以一把直杆伞伞架为例：
上图为一把直杆伞伞架示意图。部件7（长骨）、8（拉骨）、11（撑骨）、12（夹马）是伞骨的主要部件。通常一把伞有6—8根伞骨。伞骨与伞杆共同支撑着整个伞面。夹马（又称马鞍）的作用相当于一个斗拱，连接着长骨和拉骨，长骨就似一根横樑，伞杆相当于木框架结构中的柱。
当撑开伞时，拉骨被推向伞的顶端，整个伞面被撑开。同时，拉骨对长骨产生了一个压力。笔者认为，拉骨就似一根挑出去的昂。长骨由于拉骨的拉力作用，向外拱起；同时产生一个向下的压力，使得长骨尾部向内缩，这样便形成了一个弧度。这个弧度既能够让伞呈现出曲线美观感，还有一个实际的作用，即让从伞顶流下的雨水迅速滑落，减轻伞面的承受力。
这种设计也是借鉴了古建筑的屋顶设计。在中国木构造建筑的构造中，对屋顶的支承方式根本上不同于通常的西方三角形屋顶桁架，西方建筑的直线形的坡屋顶显得很僵硬。而中国建筑的框架则有明显的灵活性，工匠可通过对构架高度与跨度的调整，按其所需造出各种大小及不同弧度的屋顶。伞骨也可以通过调整大中小马鞍的位置以及各档铝骨片的长度，使整个伞面呈现不同的曲线弧度。
伞骨弯曲的弧度没有使伞面有屋檐那样的出跳，但它的作用与出跳有异曲同工之妙，都是要保证使用者不被雨淋湿；而且伞面也不需要出跳，因为使用者可以随心所欲地调整伞杆的角度，保证视野不受遮挡。
伞骨支撑着整个伞面的重量，这个重量通过马鞍传递到伞杆上，再到手柄上。而小小的手柄，不像古建筑中的台基，有很深的埋深和宽阔的台基，自然支撑不了整个伞面、伞架的重量，所以只能依靠使用者的手部力量作为补充，其同支撑起一把伞。
直杆伞伞架相对来说，构造较简单，它只借鉴了一组斗棋的构造。三折伞就更复杂一点了，它借鉴了多组斗棋的构造。以天堂牌普通三折伞架为例，一根伞骨主要由大、中、小三个马鞍（行业术语）以及六档长短不一、精细不同的铝片（或钢片，以下统一为铝片）组成，如图所示：
大中小三个马鞍可以看作是三组斗棋，连接不同的横梁和昂，层层架构，撑起来与直杆伞无异，但收束起来，伞面成三段，更加小巧。
从木框架建筑与伞骨的各项对比我们可以看出，伞的构造不仅保留了木建筑中的精华，而且进行了简化。儿时谜语“门背一根竹子、撑起来一间屋子”，则是对这种传承与发展的最好说明。
三、吸取精髓，再造精华
木结构建筑留给我们的不仅仅是它的营造法式、结构布局，更是古人的一种心愿、精神理念。五行中，“木”的位置安放在旭日照耀的东方，是一切生命之源。古人植树做林，截木为材。盖房子，做家具。生活在树木旁，住在木材里。在木桌上吃饭、在木床上睡觉。这种“与自然共处”的价值观念至少给了我们两点启示：
其一，古人利用这种远比石材脆弱得多的木头来支撑他们的家园，必然有他们的道理。木建筑框架保留着自然气息，而且会散发着家园的温暖。这种观点与当下低碳环保、绿色健康意识不谋而合。我们应将那种“与自然共处”的价值观念渗透到生活当中，尤其是产品设计方面，伞具亦是如此。现代伞注重的是现代工业金属材料和工业面料的使用，虽然体现了现代工业的发达与进步，但缺乏了伞具原始的、自然的味道。笔者曾与浙江大学城市学院创意与艺术设计学院的几位老师进行合作，设计开发出一把竹伞，给予了伞具返璞归真的韵味。
竹与木一样，都是自然物种。而且竹子硬并且有弹性，易于加工成各种造型。这把竹伞伞架和伞骨均采用竹子制作，连伞面也是采用竹炭纤维面料，该伞最具特点的是它的有镂空大椭圆的手柄，这个手柄在直观感觉上是简洁硬朗的，体现了竹子虚怀若谷和坚毅挺拔的特点。而事实上，它就类似于一个加长加宽的台基，既烘托了整把伞的气势，又更加符合人机工程学，使人握着舒服且握得牢。这把伞曾一举斩获2013年度IF产品设计奖大奖和红点设计大奖。
其二，木建筑结构简单，虽然庞大，但所有部件一目了然，而且观赏性十分高。这种框架结构，一是为了保持木材通风，二是便于更换构件。反观伞具，伞架的构件虽然小巧，却不易更换，通常一根伞骨出现问题，需要把整把伞架都拆下来，或者直接换成全新的伞架。这不但耗时耗力，更是一种浪费。
放眼当下制伞行业，制作过程中仍有60%～70%的工序要靠手工完成，而且消费者对伞具的要求越来越高，伴随着的是越来越复杂的工艺和越来越多的零部件。据了解，一把普通伞竟有上百个的零部件，伞骨的拼接、伞杆的组装、伞面的缝合等都完全靠手工来完成。这种情况制约了伞具行业的进一步发展，无法顺利地实行产业转型和升级。可以想象，如果能在伞架结构上实现突破，将可能促进制伞行业在完全实现自动化生产方面迈进一大步。
笔者了解到，目前有一种概念设计的伞架，从伞面、伞骨到伞柄，只有20个分部件。它的特殊设计的、注塑成型的一体化伞骨在维持正常力学强度要求的同时，极大地精简了结构需求，使得组装与维修都变得十分简单。这就大大缩减了生产工序，降低了制造成本。我们亟需做的事情，即将这种概念伞架转换为可批量生产的实物伞架，并全面推广。
钢结构建筑发展前景 篇7
《规划》在总结、回顾“十一五”期间, 我国建筑业的主要发展成就中提到:“超高层、大跨度房屋建筑, 钢结构施工等领域的技术达到国际领先或先进水平”。而在建筑业“十二五”发展目标中, 在建筑节能的内容里, 提出了“十二五”期间“钢结构工程比例增加”的目标, 把发展钢结构作为建筑业推进“资源节约型社会”建设贡献率的一项指标。在建筑业“加强技术进步和创新”、组织重点领域和关键技术的研究中, 把推动“超高层钢结构工程和住宅工程关键技术”列为基础研究课题, 为开展钢结构住宅产业化课题研究提供了依据, 将对钢结构住宅推广、运用产生积极的影响。
《规划》重点提到未来五年, 国家将重点鼓励采用先进的节能减排技术和材料, 降低碳排放量大的建材产品的使用, 逐步提高“高强度、高性能”建材使用比例, 推动建筑垃圾的有效处理和再利用等, 对建筑钢结构行业提出新的课题, 如何开发、推广绿色环保、节能减排的建材产品, 钢结构领域大有文章可做。
值得一提的是, “十一五”期间我国建筑业完成的一系列设计理念超前、结构造型复杂、科技含量高、施工难度大、令世界瞩目的重大工程, 很多都是当今钢结构建筑的典范之作, 如奥运会“鸟巢”体育馆、首都机场3号航站楼、上海世博会的“中国鼎”、杭州湾跨海大桥及“世界第三高楼”的上海环球金融中心等, 涵盖了建设领域最新技术成果和先进施工工艺、工法的运用, 标志着我国钢结构建筑已经达到世界领先水平。
“十二五”期间, 国家落实科学发展观, 以加快建筑业发展方式转变和产业结构调整为主线, 以节能减排为重点的发展思路, 将为钢结构发展创造更有利的环境。钢结构由于其自身的特性, 具备实现建筑节能减排的条件, 钢结构工程强度高、抗震性能好、建设周期短, 技术含量高, 能够为社会提供结构安全工程。更因钢结构建筑垃圾可回收再利用的特点, 被世界发达国家在房屋建筑领域广泛运用, 一些国家还从战略物质储备的角度, 制定一些产业扶持政策, 大力推广、发展建筑钢结构。
当前, 我国作为一个产钢大国, 但还不是钢结构发展强国。建筑钢结构在城市公共建筑、体育场馆、交通基础设施等方面发展迅速, 但在住宅建设领域一直处于低水平、低层次的发展阶段, 钢结构住宅可以减少土地污染, 有利于标准化、整体装配式的生产性能尚未被社会充分认识和接受。在钢结构领域的技术人员素质、设计水平、产业政策以及发展质量还落后于世界发达国家。由于我国钢结构发展时间不长, 行业的技术标准规范制定、企业的发展环境、生产管理水平等还存在不少亟待解决的问题。
我国建筑钢结构设计规划及发展 篇8
上海世博会展馆的建设, 对建筑、结构业内人士来讲是一个“万国建筑博物馆”, 几乎所有的展馆均采用了钢结构, 创造出了千姿百态形态各异的建筑风格, 也说明钢结构可以设计出建筑艺术精品。作为低碳环保的绿色建筑, 钢结构建筑理应为构建资源节约型、环境友好型社会发挥更大的作用。与钢筋混凝土结构相比, 钢结构具有自重轻、强度高以及施工快等优点, 因此, 随着国家经济建设的发展, 在大跨度空间、多层以及小高层住宅领域中, 应用钢结构产品的的领域不断扩大。从西气东送、西电东输、南水北调、青藏铁路、2008年奥运会场馆设施、钢结构住宅、西部大开发等建设实践来看, 一个发展建筑钢结构行业和市场的势头正在我国出现。
2 改变传统理念, 提高设计水平
在上世纪80年代以前, 设计单层厂房和多层厂房时, 往往很自然的会不加思索的采用钢筋砼结构, 屋面结构体系采用预应力薄腹梁、大型屋面板。随着钢产量不断增加, 门式刚架重量轻、建设周期短、造价与钢筋砼结构基本相同等的优越性被人们逐步接受。但多、高层钢结构商住房由于深层次原因, 推广还是困难重重。
钢结构在建筑领域的发展势在必行, 钢结构一方面要得到人们的认知, 更重要的是提高从业人员的设计水平和学术交流。现在有一些建筑、结构设计工程师对钢结构体系概念并不清楚。都是由建筑师在既定的建筑方案基础上进行设计与计算。结构体系选择的优劣直接影响结构的经济性、合理性。现在设计院的结构工程师习惯于“平法表示”, 对钢结构来讲, 节点构造和钢承板铺设方向对结构影响和楼板平面刚度尚不够重视。节点构造在结构体系中无论对结构功能和用钢量都占有重要地位, 也直接影响造价, 在设计图中节点构造至少要提供刚接、铰接的标准节点, 只要图示清楚就可以由制造厂在深化设计中完成。
随着城市的快速发展, 新的建筑不断涌现, 这些工程是由多专业交融在一起, 业主、设计、施工盘根错节, 要创建一个好的、经得起时间检验和历史记忆的建筑工程恐怕为数不多。
中国是一个建筑业大国, 无论在建筑设计、结构设计和施工水平在60年代的“十大建筑”和我国援外的大型公共建筑和高层建筑都曾经走在世界前列, 引起世界关注。而现在建筑业大发展时代很多城市地标建筑成为外国建筑师在中国的试验场所, 但并非完美, 却对中国钢结构的设计和施工发展拓宽了视野, 推动了钢结构行业的快速发展。
现代建筑钢结构设计应体现钢结构的属性和行之有效的时代特征的艺术品建筑。深厚的控制能力, 秉承错综复杂的工艺技术, 创造性的设计与精湛的施工工艺相结合。
3 施工图设计
根据工艺、建筑要求及初步设计等, 并经施工设计方案与计算等工作而编制的较高阶段施工设计。施工图作为方案设计的后续, 其使得建筑设计作用更加贴近生活和施工。因此, 要求设计师要加强对生活的体验以及对建筑规范的透彻理解。通过一年多对大量施工图的设计, 屋面排水和节点大样是施工图设计的难点所在。如:在设计地下车库以及人防工程的时候应当加深对《高层建筑防火规范》的理解, 提高对楼梯梯阶净高的认识, 以及布置的卫生间一定要满足人性化的需要等。
4 施工图详图设计绘制
钢结构设计制图作为钢结构工程的基础和指导, 对钢结构工程的质量和进度有着直接的影响。钢结构制图从内容和形式上分为钢结构设计制图阶段划分和深度、绘制钢筋结构设计图以及绘制钢结构施工详图等。
钢结构详图的绘制工作是为钢结构的制作与安装提供准确、完善、美观的图纸资料。施工图按系统的划分, 可分为单跨厂房和多跨厂房;单跨厂房又可分为:钢柱及柱间支撑系统、吊车梁系统、屋面系统及墙面系统等不同的系统。多跨厂房中:钢柱及柱间支撑系统或墙面系统以“列”为单位, 吊车梁系统或屋面系统以“跨”为单位进行系统划分。施工图详图应包括:建施图、结施图、水施图、电施图、总平图、消防总平图等。建施图包括:图纸目录、建筑总说明、系统 (平面、立面) 图;结施图包括:图纸目录、结构总说明、系统 (平面、立面) 结构布置图及相应构件详图。
5 总评规划能力
只有通过工程实践才能更深刻地理解规划的知识并具备一定的动手能力。此外, 努力多了解钢结构设计理念动态和走向, 努力寻求设计师与投商的完美结合以便于与甲方沟通。作为设计师, 首先应通过国家现行规范和当地政府规定的容积率以及建筑密度等来宏观控制;其次, 作为一名成熟的设计师, 还应当能确定基本柱网, 选定建设风格以及贯通消防通道和小区路网等。
6 设计资料存档
除锻炼业务素质之外, 还要注重与甲方的沟通, 与同事的配合以及与施工方的交流。设计作为一项贯穿工程始末的工作, 我们应当努力做好以下几点:①培养自身业务能力以及增加对设计各环节的熟练度, 多思考多吃苦以提高工作效率;②与同专业同事之间营造你追我赶的氛围, 要有不学习不上进就会被淘汰的意识;③加强与公司内部各设计人员之间的合作, 多沟通多配合从而充分挖掘集体的潜力。
摘要：发展钢结构建筑有利于实现国民经济可持续发展, 近10多年来钢结构发展很快, 但钢结构应用范围涵盖面与发达国家相比还相差甚远, 中国是建筑业大国, 国内、国外的建筑市场十分广阔。如何扩大钢结构应用范围, 是建筑、结构工程师在建筑业可持续发展的“后建筑时代”也就是低碳、节能、环保建筑中所面临的继承和创新的挑战。我国钢结构大量在建筑工程中应用可以说是从广州新白云国际机场开始, 发展到今天在许多航站楼、会展中心、体育场馆、奥运场馆、工业厂房、高层建筑直至现在的高铁站房。本文对此展开一个阐述。
关键词：建筑,钢结构,工程,实践,设计,体系,实用
参考文献
[1]杨兵.轻型钢结构节点板三维设计方法的研究[D].河海大学, 2002.
[2]曾裕林.空间网格结构计算机辅助设计系统研究[D].湖南大学, 2003.
建筑钢结构焊接技术发展趋势研究 篇9
1 我国钢材的使用情况概述
图1是我国2001年—2010年钢产量的数据统计表, 从图1不难看出我国每年的钢产量是非常大的, 而巨大的钢产量意味着巨大的焊接需求。建筑行业是钢铁的消耗大户, 因此探究建筑钢结构的焊接技术具有重要的意义。
相较于其他的建筑形式, 钢结构建筑的施工周期更短, 适应性强、外形丰富、施工方便, 因而钢结构被广泛应用于高层建筑、厂房、仓库、码头、桥梁等的施工中, 现代经济的发展使得各种基础设施的建设项目越来越多, 对于钢材的用量越来越大的同时, 对钢结构的焊接技术也提出了更高的要求。
2 建筑钢结构焊接技术现状分析
2.1 焊接技术和焊接材料的发展现状
近些年来我国除了在经济方面取得了举世瞩目的成就, 在工业方面同样实现了跨越式的进步。随着钢结构建筑在建筑领域中的应用越来越广泛, 各种新型建筑钢结构的焊接技术也层出不穷, 焊接技术的进步带来了钢结构建筑的发展。当前各种焊接技术种类繁多, 但是并没有出现哪一种焊接技术能够广泛适用于各种建筑钢结构的焊接之中, 钢结构建筑的施工仍旧需要根据建筑的原材料以及焊接材料来确定焊接技术与焊接工艺。
2.2 建筑钢结构焊接设备的发展现状
焊接设备的质量与建筑钢结构焊接的质量息息相关, 虽然我国的钢结构建筑越来越多, 对于焊接技术的应用也越来越多, 但是在焊接设备方面的发展却一直处于停滞状态, 当前焊接施工中很多设备都是从国外进口或者采用国外技术在中国制造, 我国并不具有核心知识产权, 这不仅带来了更加高昂的焊接成本, 也不利于我国钢结构行业的发展。从当前的情况来看我国的钢结构制造企业与国外企业仍旧存在一定的差距亟待弥补。
2.3 焊接技术人员的培养现状
随着市场上的钢材的种类日益增多, 钢结构的焊接工作对于技术人员的技术水平及综合素质的要求也越来越高, 虽然我国的钢结构建筑被广泛的应用, 但是对于专业技术人员的培养却仍旧稍显不足, 与发达国家相比我国在对相关技术人员的培训、管理以及资质考核等方面还有诸多差距, 这就导致了从事建筑钢结构焊接的工作人员职业素质参差不齐, 既不利于建筑工程的施工也不利于我国焊接技术的发展。
3 建筑钢结构焊接技术的发展趋势
3.1 新技术的创新应用
1) 高强钢焊接技术。随着城市土地资源的日益稀缺, 城市的建筑越来越高, 这就对建筑钢结构的强度提出了更高的要求。当前将高强钢应用于建筑钢结构中的情况也越来越多, 为了保证高强钢焊接之后的强度能够达到要求, 高强钢的焊接技术更为严格, 需要控制好焊接电压、电流、焊接速度、冷却时间以及焊缝当中碳氧等元素的配置比例, 同时还要控制好应力和变形。
2) 低温焊接技术。建筑钢结构的焊接同样会受到温度的影响, 在低温下焊接时焊缝会出现裂纹, 在工作状态下容易发生脆断, 而低温焊接技术的出现则很好地解决了低温天气对于钢结构施工的影响, 国家体育场“鸟巢”的钢结构工程就是最显著的代表。一般来说低温焊接技术的应用温度要在-15℃以上, 温度太低时测温仪以及送丝机的工作状态难以保障。为了保证接头的抗拉强度, 需要对周围的施工环境温度进行控制, 在焊接之前进行准确均匀的预热。同时焊接后要立即对焊接接头处进行有效的保温处理, 这样有利于焊接处氢气的散出, 防止后期冷裂纹的出现。
3) 组合楼板栓钉穿透焊技术。当前我国高层建筑钢结构对于组合楼板的使用也越来越多, 这使得组合楼板栓钉穿透焊技术应时而生。所谓的组合楼板栓钉穿透焊技术指的是在焊接时通过电弧的燃烧使得栓钉穿透压型钢板并焊接在钢梁的表面上, 栓钉将组合楼板紧密结合在一起, 使得楼板的强度能够达到设计使用的需求。组合楼板栓钉穿透焊的过程可以分为起弧、不稳定燃烧、稳定燃烧和熄弧顶锻这四个阶段, 通过大量的使用经验证实组合楼板栓钉穿透焊技术具有较高的质量保证, 使用组合楼板栓钉穿透焊技术之后楼板的合格率相较于普通焊接技术更高。
4) 铸钢及铸钢节点焊接技术。对于一些跨度比较大的大型厂房建筑或者体育馆类的建筑, 铸钢及铸钢节点焊接技术得到了很好的应用。铸钢及铸钢节点焊接技术在处理复杂多变的建筑造型时更为有效, 但是这种焊接方式也不是最完美的, 因其含碳量比较高, 在焊接时容易带入各种杂质, 而且铸态时的组织晶粒比较大, 导致了其焊接性能会相对较差, 所以铸钢节点对于焊接工艺的要求也很高, 主要表现在减少残余应力来防止裂纹的产生。
3.2 焊接设备的创新发展
随着科技的发展, 焊接设备也处在不断的更新换代之中, 当前建筑钢结构焊接施工中主要使用的机械有手工电焊机、电渣焊机、MIG和MAG焊机、埋弧焊机等, 随着科技的发展以及人们对于可持续发展的不断追求, 焊接设备必将朝着高效节能的方向发展。新型焊接设备可以采用逆变电源以及微处理器, 逆变电源的出现能够显著降低焊接设备的质量和体积, 而微处理器的应用则能够提高其智能性, 用同一台焊接设备实现多种焊接技术。
3.3 提高焊接技术人员的素质
焊接技术人员的职业素质对于建筑钢结构的焊接质量的影响至关重要, 而随着各种新型焊接技术的发展, 焊接技术人员必须不断地提高自身的职业素质才能满足建筑钢结构焊接的要求。作为一门专业性非常强的技术, 从事建筑钢结构焊接技术的人员需要进行严格的培训和考核, 获取相关的操作资格, 以此来保证操作的质量。而各种新型钢材的出现使得新兴的焊接技术也层出不穷, 想要提高建筑钢结构的焊接质量, 相关焊接的工作人员需要不断提高自身的知识水平, 了解各种新型钢材的物理性能和焊接方法, 从而推动焊接技术的发展。
4 结语
高层建筑的形式层出不穷, 钢结构建筑的广泛使用对焊接技术提出了更高的要求, 笔者从焊接技术和焊接材料的发展现状及建筑钢结构焊接设备的发展现状、建筑技术人员的培养现状探究了建筑钢结构焊接技术的发展趋势, 作为我国经济发展的支柱型产业, 建筑钢结构焊接技术在建筑行业中占有举足轻重的地位, 建筑行业需要审度当前科技发展的形势, 从新技术、新设备、新人员三个角度来考虑建筑钢结构焊接技术的发展趋势, 从多个方面来提高建筑钢结构的焊接质量, 以便充分保证建筑物的整体质量, 继而创造更大的经济效益和社会价值。
摘要：对建筑钢结构焊接技术的现状进行了分析, 基于建筑钢结构焊接技术的现状提出了建筑钢结构焊接技术的发展趋势, 指出当前建筑钢结构焊接技术的发展主要体现在焊接设备的改进、焊接工艺的创新以及焊接人员素质的提高三方面。
关键词：建筑钢结构,焊接技术,现状,发展趋势
参考文献
[1]李斌.建筑钢结构焊接技术的发展现状和发展趋势[J].科技创新与应用, 2013 (13) :245-246.
[2]李方芳.我国建筑钢结构焊接技术的发展现状及未来发展趋势[J].科技风, 2014 (18) :165-166.
[3]李雪峰.我国建筑钢结构焊接技术的发展现状与发展趋势[J].科技创新导报, 2015 (8) :67-68.
谈我国现代钢结构建筑的发展 篇10
关键词：钢结构,建筑类型,钢材
0 引言
2008年5月12日是一个让全体中国人民痛心的日子, 下午14时28分里氏级别高达8.0级的地震发生在我国四川汶川县, 一时间山崩地裂, 无数的房屋倒塌, 造成了巨大的经济损失和人员伤亡, 成为我国在唐山大地震后伤亡最严重的一次自然灾害。回顾历史我们可以发现, 尽管绝大多数钢筋混凝土建筑在地震中被摧毁, 但部分钢结构建筑却始终屹立不倒, 例如四川绵阳的九州体育馆、南河体育中心等不但没有受到明显破坏, 还成为安置灾民的临时避难所。我国作为一个多地震的国家, 其地震级数、破坏程度给我国国民带来了巨大灾难, 要想解决这一难题, 一方面是大力发展地震预测技术, 健全灾害防治机制;另一方面必须积极探索我国建筑行业发展的新途径, 大力推进钢结构建筑形式势在必行。
1 钢结构建筑的概念及常见的钢结构建筑类型
1.1 钢结构建筑的概念
所谓钢结构建筑是相对于传统的钢筋混凝土建筑结构来说的。传统的钢筋混凝土建筑利用钢筋和混凝土之间良好的粘结性和相近的温度变形性能使二者紧密的结合为一体, 二者互有补充相辅相成构筑建筑物的承重基础[1]。而钢结构建筑则是以钢材作为建筑施工和后期承重的主要材料并结合必要的施工技术而呈现出的用于担负预定任务、支撑荷载的新型建筑物形式。
1.2 常见的钢结构建筑类型
近年来, 随着钢结构的应用范围不断扩大, 工程上为了有效发挥钢材的优良特性所采用的结构形式也不相同。目前, 钢结构建筑形式多种多样, 按照钢结构的类型和用途可以分为五大类, 即轻型钢结构、高层钢结构、住宅钢结构、空间钢结构和桥梁钢结构, 各结构具体特点及主要应用方向如表1所示。
2 钢结构建筑优良的工程和经济特性
最近几年, 由于国家大力推进城镇化进程, 高层建筑日益增多, 城市建设日新月异, 我国钢结构建筑得到了巨大发展, 对于钢结构的研究和开发也越来越深入。钢结构建筑相比于传统的钢筋混凝土结构优势突出、特征明显, 具体优势列举如下:
1) 材料方面。
传统钢筋混凝土结构使用的基础建材如水泥不仅是资源能源消耗大户, 而且对环境也造成了严重污染, 据统计, 传统建材工业每年要消耗各种不可再生矿产资源70多亿吨, 每年排放的各类固体废弃物占到全国工业部门总量的80%, 给周边环境带来了巨大破坏。相比较而言, 钢结构的主要原料为钢材, 钢材和其他材料相比优势明显。首先, 由于钢的主要组成物质是铁、合金和少量的碳, 组织内部质地均匀, 接近各向同性, 实际工作性能与计算假定吻合度高, 在承担后期荷载方面可靠度优势明显;其次, 钢材的强度较高, 塑性和韧性较好。较高的强度使得钢结构建筑的工程适应性提高, 在建筑跨度和承载方面可以更好地适应工程要求;良好的塑性和韧性则使结构能通过自身的变形更好的适应冲击荷载, 避免了结构在动荷载条件下的失稳现象。
2) 施工工期和施工质量方面。
传统钢筋混凝土建筑由于受施工工艺和施工材料的限制, 施工工期较长, 施工工序步骤繁杂, 现场作业的施工精度不高。而钢结构建筑的主要承重构件能实现批量化生产, 且工序的连贯程度较高, 从工厂到工地工人们要做的只是按施工图进行拼装和锚固, 大大简化了施工工序, 提高施工速度的同时也保证了工程质量。施工工期的缩短减少了作业人员的工资支出和银行贷款时间, 也为建筑物尽快投入使用收回建造成本创造了有利条件。
3) 后期改造方面。
传统钢筋混凝土结构由于结构形式笨重, 后期拆迁重建困难较大, 而且经常产生大量的建筑垃圾, 回收难度大, 综合利用率较低。但钢材属于绿色材料, 可以达到100%的回收率, 当既有的钢结构建筑不符合社会经济发展要求时, 整个结构可以在短时间内拆迁和搬移, 并且大部分结构构件可以重复利用, 节约了后期造价成本的同时对周围环境也不会产生较大的影响。
3 我国钢结构建筑的发展状况及对策分析
3.1 我国钢结构建筑的发展状况
我国首次把熟铁应用于工程建筑中最早可以追溯到公元60年的两汉时期, 最著名的就是大渡河泸定桥, 充分显示出了我国古代高超的金属结构技术。近代以来, 由于清政府盲目自大、闭关锁国切断了和外界的交流导致钢产量持续下跌, 钢材在建筑业的应用发展缓慢。新中国成立之初, 千疮百孔、百废待兴, 受制于我国当时一穷二白的发展现状, 钢结构建筑在挫折中缓慢前行。20世纪70年代末期, 我国大力推行改革开放政策, 我国的一些沿海地区率先从国外引进了轻钢技术, 一大批钢结构厂房和多栋高层钢结构建筑的建成迎来了我国钢结构发展的第一次高潮。此后, 钢结构建筑在我国快速发展, 在过去的30年里取得了令人欣喜的成绩:
1) 高层和超高层钢结构建筑发展方面。
改革开放初期, 由于我国高层钢结构设计和施工技术发展不健全, 建筑模式基本上都是国外设计和施工承建, 比较著名的如上海金茂大厦、深圳地王大厦等。20世纪末期, 随着我国技术规范的完善和经验的积累, 我国逐渐开始探索自主设计和施工的新模式, 1998年大连远洋大厦的竣工标志着我国高层钢结构建筑迈向国产化进程。
2) 轻钢结构建筑发展方面。
20世纪90年代以来大批国外公司涌入中国市场, 轻钢结构以其施工方便、综合造价低等诸多优点在国内迅猛发展, 国家也在全国很多地区建立了轻钢结构住宅试点工程, 目前我国建设部已将轻钢结构住宅列为重点推广项目, 全国每年约有300万m2轻钢建筑竣工[4], 其中比较有代表性的如黑龙江省2002年竣工的号称钢铁巨人的龙塔就采用了这种轻钢结构。
3) 空间钢结构建筑发展方面。
由于空间钢结构建筑具有独特的现代建筑美感, 在国内大型体育馆、展览中心应用广泛, 如国家大剧院、国家体育馆鸟巢等, 其中国家体育馆鸟巢在2014年入选“中国当代十大建筑”, 它在建造过程中采用大量焊接箱形构件, 构件尺寸巨大而且内部存在大量空间扭曲构件, 建造难度前所未有, 充分体现了我国空间钢结构建筑的建造水平。
4) 桥梁钢结构建筑方面。
虽然我国钢桥工作起步较晚, 但经过几十年的发展和积累钢结构桥梁技术已日趋成熟, 在很多领域处于世界领先地位。2003年竣工的上海卢浦大桥, 全桥主跨达550 m, 是世界上首座采用箱形拱结构的特大型拱桥;2008年1月份, 重庆朝天门大桥主拱成功合龙, 跨度超越卢浦大桥2 m, 再一次刷新了大跨度桥梁的世界纪录, 而且值得一提的是, 在汶川地震发生后经过有关单位的检测大桥完好无损, 并未受到大地震的影响。
3.2 对我国钢结构发展的建议
目前我国钢结构用钢的比例不到6%, 在关键的住宅和桥梁结构中, 钢结构建筑所占比例更是不到1%, 远不及发达国家20%~30%之间的发展水平。为了促进我国钢结构建筑的发展, 现将有关建议列举如下:
1) 制定有利于钢结构产业的发展政策, 在政策和经济上给予支持。
目前, 钢结构施工资质的企业约有3 000家, 而且企业规模普遍偏小, 行业竞争十分激烈。这种竞争不仅局限于钢结构企业之间的业务争斗, 更重要的是还要抵抗本就实力强大的传统钢筋混凝土结构行业。而且由于传统观念的影响, 人们对钢结构还处于认知阶段, 对钢结构的特性还存在着种种担忧, 大大阻挠了钢结构的发展。所以国家要想推进钢结构建筑发展改变我国传统建造行业格局就必须进行宏观调控, 促进钢结构产业发展壮大。
2) 促进钢结构企业与高中专院校之间的交流, 大力培养相关专业技术人才。
国内钢结构的快速发展对钢结构专业人才的专业素养有了更高要求, 相关企业应加强与高中专院校的合作, 培养大量钢结构设计、施工专业人才, 走产学研合作道路, 形成钢结构理论、技术研发和成果转化的良性循环道路。
3) 加强对钢铁行业的管理, 提高国产钢材的竞争力。
最近几年, 我国钢铁行业产能过剩, 钢铁企业规模参差不齐, 产品中粗钢所占的比重过高, 一些高质量的钢材又不能实现国产。所以, 相关部门必须强化市场监管体系, 对于规模小、耗能高、污染大的企业予以整治和关停, 培育产业集群, 支持龙头企业做大做强。
4) 重视研究钢结构建筑本身的局限性, 力争有所突破。
近年来钢结构建筑方兴未艾, 但不可否定的是钢材本身也存在属性上的不足。一方面, 钢在冶炼和浇筑的过程中存在冶炼缺陷, 如化学成分在钢材内部分布不均匀而产生的偏析现象往往会造成磷、硫等有害元素富集在钢材某一区域, 严重影响了钢材的工程特性。另一方面, 钢材对不利环境的抵抗能力较差, 如果后期防护不到位就极易被腐蚀, 且往往后期的防护费用会大大增加钢结构建筑的总造价;同时钢材虽然有一定的耐热能力, 但对火灾产生的高温抵抗性能较差, 如911事件中纽约世贸大楼的倒塌。
4 结语
钢结构建筑经济耐久、施工快速、自重较轻、坚固耐用且回收利用率高, 具备传统钢筋混凝土建筑无法比拟的工程和经济优势, 发展钢结构建筑符合我国建筑产业化的目标, 符合国家的经济政策趋向, 更加体现了可持续发展的目标。随着我国对经济发展过程中产业结构的调整和相关技术应用方面日趋成熟, 钢结构建筑正在迎来发展的春天。可以推测, 21世纪钢结构发展不可限量, 终有一天钢结构建筑将替代传统钢筋混凝土结构成为建筑首选的结构类型。
参考文献
[1]贾艳敏, 高力.结构设计原理[M].北京:人民交通出版社, 2004.
[2]白尚平.国内外绿色建材发展综述[J].科技情报开发与经济, 2007 (35) :156-158.
[3]马健.浅析钢结构建筑在我国的发展前景及关键问题[J].工程经济, 2015 (1) :60-64.
[4]雷宏刚.21世纪建筑钢结构的应用及展望[J].山西建筑, 2002, 28 (2) :4-6.
论述现代建筑结构检测技术的发展 篇11
【关键词】建筑结构；砌体结构；钢结构；混凝土结构
1 砌体结构检测技术
砌体结构由来已早，因此砌体结构检测技术是世界上发展较早的结构检测技术。对于砌体结构的检测，主要是对强度的测定，有直接法和间接法两种。所谓直接法，是指直接测试砌体的抗压强度及抗剪强度；而间接法是指先测定砂浆的强度，再推出砌体强度的方法。由于间接法是经过推算而得来的，难免会造成测试的误差，不能综合反映工程的材料质量和施工质量，造成了在使用上的局限性，但是相对于直接测试砌体的强度，这种方法较为简便，对砌体工程损伤较小或者无损伤。实际工程检测时，对检测方法的选用应综合考虑结构情况，选用直接或间接或两者综合。
1.1 砌体结构检测技术的主要内容及特点
早在94年的《砌体结构力学性能现场检测技术规范》中提出的检测砌体强度的五种方法：推剪法、单剪法、轴压法、扁千斤顶法和拔出法。检测砂浆强度的五种检测方法分别为回弹法、电荷法、筒压法、射钉法和剪切法。随着科技的进步，又产生了超声回弹[3]综合法，贯入法等新方法。
1.2 砌体结构检测技术实施现状分析
我国在砌筑结构的检验与测试的发展方面，一直走的是“借鉴—独创”之路。从50年代的直接取件测量，60年代第一代砌体砂浆强度回弹仪和砌体砂浆强度测定仪的研制开发，均显示了我国在砌体力学性能检测技术方面的量的飞跃和质的突破。70年代末，主要是将测定砌筑砂浆强度作为砌筑结构抗震鉴定和加固当地评定指标。后期，湖南大学在砌体强度检测方面引入扁顶法，开始了扁顶法在我国的应用旅程；随后，西安建筑科技大学在结合我国现有建筑的特点和扁顶法自身的特点，对扁顶法进行中国式改造，将施力扁顶改为自平衡式原位小型压力机，扩展了扁顶法的测试范围和测量精度，为其广泛应用于建筑结构检测奠定了基础。
2 钢结构检测技术
钢结构以其自重轻、施工快，可利用空间大，平面布置灵活，抗震性好，强度高，综合经济效益好，能够节能环保等优点，迅速被建筑行业中建筑设计师及施工单位认可，开始广泛的运用于当今社会的各行各业。这些建筑物的高标准和高要求，就意味着在一定程度上对钢结构建筑物的检测提出了更高的标准和要求。然而在一些重点工程中钢结构的安全质量事故为我们敲响了警钟，钢结构的安全性受到了工业界的普遍关注，钢结构的检测技术是保证钢结构工程安全的主要手段。钢结构的检测主要有模拟实验、破坏性实验和无损检测三种方法。模拟实验能够对钢结构整体性做出评估，但其成本高，周期长；破坏性实验能够对被抽检样品做出精确判断，但是不能对工件整体进行检验；无损检测能够对原材料和工件进行完全的检测，工艺简单，成本低廉，近年来受到了钢结构工业的青睐。
2.1 钢结构无损检测技术的主要内容及特点
无损检测技术是建立在众多学科之上的一门新兴的综合技术。无损检测技术以不损伤被检对象的结构完整性和使用性能为前提，应用物理原理和化学现象，借助先进的设备器材，对各种原材料，零部件和结构件进行有效的检验和测试，借以评价它们的完整性、连续性、致密性、安全性、可靠性及某些物理性能。钢结构无损检测技术主要有磁粉检测技术、射线检测技术、超声波检测技术、渗透检测技术、涡流检测技术等。
2.2 钢结构检测技术实施现状分析
目前我国无损检测在建筑业上的应用，除非是特别重要的构件，一般不用射线探伤。一般来说，厚度8mm以上的板材，和曲率半径不大的管材的对接焊缝多采用超声波探伤。8mm以下的板材和曲率半径较大的管材的对接焊缝多采用磁粉探伤和渗透探伤。角焊缝大都采用磁粉探伤和渗透探伤。对于厚度在4mm-8mm范围内的钢板对接焊缝，使用磁粉探伤和渗透探伤都只能探到表面和近表面的缺陷。只能单面探伤的焊缝内部缺陷很难检测。普通超声仪探头能探测到的最小厚度为8mm，因此对于这一厚度范围的钢板或管材，检测焊缝内部缺陷必须结合工程实际情况研制专门的超声仪探头，才能进行探伤检测。
总体来说，目前我国的钢结构检测技术多是借鉴其他行业的技术和经验，在建筑结构的检测中忽略了外在因素的影响，导致了建筑行业中某些事故的发生，给建筑钢结构检测技术的检测敲响了警钟，实施精細化、全方位的钢结构检测就成为日后钢结构建筑检测的重点和发展方向。
3 混凝土结构检测技术
混凝土结构是我国建筑工程用的最多的机构形式，50多年来，我国的结构检测从无到有、从单项到全面、从局部构件到整体结构的发展过程。特别是最近10年，结构的检测技术得到快速的发展，各种新的检测仪器和新的材料都得到了很好的应用。
3.1 混凝土结构检测技术的主要内容及特点
目前针对混凝土结构检测的主要内容有强度检测、钢筋配置情况检测、混凝土耐久性检测和钢筋锈蚀情况检测。主要特点是否和工程实际，都是对工程强度，寿命上进行把关。
3.2 混凝土检测技术实施现状分析
混凝土结在十九世纪初期开始得到应用，它与石、砖、木 、钢结构相比是相当年青的，但是在这短短的100多年中，作为一种土木工程材料，在土木工程各个领域取得了飞速的发展和广泛的应用。到 1910年，德国混凝土委员会，奥地利混凝土委员会，美国混凝土学会，英国混凝土学会等相继建立，从而促进了混凝土理论和应用的明显进步。到1920年就已先后建造了许多混凝土建筑物、桥梁和液体容器，开始进入了直线形和圆形预应力钢筋混凝土结构的新时代。
从计算理论上看，最初混凝土结构的内力计算和截面承载力设计都是按照弹性方法进行的，到了二十世纪三十年代，截面设计方法由弹性计算法改进为按破损阶段计算法。二十世纪五十年代，随着对钢筋混凝土的进一步研究和生产经验的积累，以及将数理统计方法用于结构设计中，于是出现了极限状态设计法。
参考文献
[1] 史寿国.既有结构的砌体强度无损检测技术.黑龙江科技信息，2009，25：301.
[2] 中国工程建设标准化协会.钻芯法检测混凝土强度技术规程.中国建筑工业出版社，2004.6.
钢结构建筑发展前景 篇12
一、钢结构建筑的发展
我国钢结构真正意义上的发展始于上世纪80年代。到90年代, 由于钢材产量多年蝉联世界第一位, 使得钢结构建筑迎来了空前繁荣发展。由于我国钢结构技术的发展滞后于发达国家, 一些大型的公共建筑都是在外国公司的指导和参与下完成的, 一直到1998年大连远洋大厦的建成, 我国的钢结构建筑发展才变成完全国产化。进入21世纪, 钢结构建筑技术日益成熟以及建筑数量不断增多, 钢结构建筑进入快速发展时期。
二、钢结构的特点
1. 钢结构的优点。
钢结构是由钢材经过加工制造成各种形状而形成的。和其他的建筑材料相比, 钢结构具有如下优点:
(1) 质量轻、强度高。钢材的密度虽然比其他建筑材料大, 但由于其强度相比混凝土较高, 钢材的强度与密度的比要比混凝土大许多。以同样跨度承受同样荷载的情况下, 钢筋混凝土屋架的质量是钢屋架的3~4倍还要多。混凝土的抗拉强度远远低于抗压强度, 而钢材的抗拉强度和抗压强度相差无几。这也使得钢结构在大跨度和承受较大荷载的建筑中得以发展。
(2) 塑性、韧性好。钢结构的塑性好, 在承受较大荷载的情况下, 会发生塑性破坏, 能够察觉到一定的变形, 而不是发生突然断裂。韧性好, 能较好地适应动荷载。钢结构具有良好的吸能能力和延性, 具有良好的抗震性能。
(3) 材质均匀、制造简单, 施工方便。钢材的材质均匀, 受力性能优越, 结构的实际受力情况与力学计算比较吻合。钢结构材质均匀, 加工方便, 部件都是采用机械化生产, 精度也较高。对于一些小型的组合构件, 可以先组装, 再吊装, 极大地缩短工期, 避免了高空作业的危险。
(4) 绿色环保。混凝土会毁坏耕地, 且一旦损坏便不可二次利用。钢结构多采用普通螺栓和高强度螺栓连接, 有时也采用焊接, 拆装方便。对于临时性的建筑或是需要拆装的建筑, 可以把钢结构部件拆卸下来, 再次使用。
2. 钢结构的缺点。
(1) 钢材的耐腐蚀性差, 维护费用高。钢材的耐腐蚀性差, 必须对其进行防护。对于经常接触腐蚀性物质和暴露在大气中的钢结构, 因其本身结构受到腐蚀, 而造成承载能力下降, 进而结构破坏。钢筋混凝土结构一经建成维护费用很低, 而钢结构的维护费用就很高。
(2) 钢材耐热不耐火。钢材在经受100摄氏度的热辐射时, 强度没什么变化, 且具有一定的耐热性能。在200℃以内, 钢材性能没有很大变化;在430℃~540℃之间强度急剧下降;600℃时强度很低不能承担荷载。而在发生大火的情况下, 温度高达几百摄氏度甚至上千摄氏度, 这已大大超过了钢材的温度限制, 在发生火灾时, 就会造成钢结构破坏而使整体结构坍塌。
三、钢结构建筑存在的问题及预防措施
1. 钢结构耐腐蚀性过差且易锈。
钢结构除了在高温高湿环境下会腐蚀和生锈外, 在常温条件下也会腐蚀和生锈。前一种情况都是发生在工业建筑中, 后一种情况则发生在所有钢结构中。在高温高湿条件下, 高湿的水蒸汽中夹杂着很多腐蚀性颗粒, 钢结构与腐蚀性颗粒长期接触就会发生化学反应, 直接腐蚀钢结构。在常温条件下, 由于日晒雨淋干湿交替, 钢结构表面的涂层也会不同程度老化、脱落, 使得空气中的氧气和水接触到钢结构构件, 加之钢结构中由于制作工艺不成熟而存在一些夹渣, 就会在其上发生电化学反应。经过腐蚀和生锈的钢结构构件会遭到不同程度的破坏, 在承受荷载的过程中, 会发生应力集中, 造成结构的更大破坏。
钢结构的防腐措施很多, 大致可以分为两种:一是在钢结构构件表面镀一层金属进行保护, 另一个是在钢结构构件表面涂一层非金属进行保护。前一种方法是在构件表面镀上一层更易发生反应的金属膜, 在发生腐蚀时先腐蚀外侧金属, 之后才能腐蚀构件, 从而减少和杜绝钢结构的腐蚀。目前比较成熟的方法有两种:热浸镀锌和热喷铝锌复合涂层。这两种方法都能够长期有效地对构件进行保护。后一种方法是在构件表面涂装油漆, 这种方法价格低廉, 施工方便, 且美观大方, 适合一些小型和短期防腐的建筑, 在施工中应用广泛。
2. 钢结构耐热不耐火。
钢结构可以承受一定程度的辐射热, 但是不能够长时间承受火。在没有任何防火措施的情况下, 钢结构只能承受大约15 min的火作用, 在250摄氏度附近会发生蓝脆现象, 大约260℃~320色℃时有徐变现象, 弹性模量在500摄氏度后就开始急剧下降, 到600摄氏度时弹性模量约为室温弹性模量的40%。根据钢材在150摄氏度范围内材料的特性变化不大的规定, 设计时, 以150摄氏度为宜, 超过这一温度就要设置隔热保护层。
钢结构的抗火研究一直是钢结构领域的热门话题, 研究一直未停止。目前的防火方法大致分为两种:一是截留法, 就是通过某些手法来提高钢结构的耐火极限或是降低起火温度, 如喷涂法、淋水法、屏蔽法等。喷涂法是在钢结构构件表面喷涂防火涂料, 来提高防火能力;淋水法是在钢构件上安装喷水装置, 在着火的时候, 随即喷水在构件表面形成水保护层, 以降低温度和阻止火接触构件, 达到保护作用;屏蔽法是把钢构件埋入混凝土中, 避免与火接触, 进而保护构件。二是导热法, 也就是把传到钢构件上的热能消耗掉或是传导到别的吸热装置上, 避免构件的温度达到耐火极限, 从而使钢结构免遭破坏。
2001年“9·11”事件造成大约3000人死亡和大量的财产损失, 这也是因火灾造成的重大伤亡, 因此钢结构建筑的防火设计必须做到最优, 要严格按防火要求实施, 在火灾发生时就能够减少生命财产损失。
四、结语