钢结构行业前景趋势大学论文.doc

内容提要我国钢结构行业的现状、钢材、政府政策、及钢结构推广应用状况，并且对未来钢结构发展的展望。钢结构产业发展潜力巨大，在未来的工程管理，策划，销售上认识和充分利用钢结构的独特性。建筑钢结构具有自重轻、建设周期短、适应性强、外形丰富、维护方便等优点，其应用范围广。现我国钢结构得到了空前的发展，高层钢结构、空间钢结构、桥梁钢结构、轻钢结构和住宅结构如雨后春笋。 应用钢结构有许多优点。我国钢网架结构和高层钢结构的施工技术已经发展到较高水平，应加速人才培养，提高钢材质量，完善品种规格，研制新型结构，发展钢构件自动化生产及与钢结构配套的各种新型板材，研制开发出设计软件，制定规范，提高我国钢结构在国外市场的竞争能力。关键词：钢结构；建筑体系；工程结构； 钢结构； 高层建筑； 现状； 目录一、 我国钢结构现状（一） 钢结构产业的弊端与成长（二） 钢结构在国外的广泛应用和国内的广阔前景 （三） 国内加速发展与调整二、 钢结构广泛投入应用（一） 高层钢结构的应用（二） 空间钢结构的应用（三） 桥梁钢结构的应用（四） 轻钢结构的应用（五） 住宅结构的应用三、 钢结构弊端的完善（一） 钢结构工程的质量预控（二） 钢结构施工工艺的完善四、钢结构未来的展望（一）我国钢结构行业发展的趋势（二）我国钢结构行业的新技术（三）钢结构行业的展望参考文献钢结构行业前景趋势摘要：钢结构产业迅速发展及其广泛应用，本人根据以往的工程实践以及三个月来对钢结构领域中的优势以及发展和制约因素汇总如下：一、 我国钢结构现状（一） 钢结构产业的弊端与成长钢结构的优越性、循环经济和可持续发展已经得到了社会认可并逐渐扩大了市场范围。但是得到国家产业政策支持和主管部门的重视远远不够，目前研究开发力量薄弱、自主创新差。标准规范完善、产品配套及商品化的市场程度不够；用户需求、质量标准差异大，对公平公正的市场竞争不利；促进钢结构发展、支持、鼓励的政策缺乏。对循环经济、低碳减排及人文环境协调与钢结构的发展研究滞后。技术方面： 1、单一结构造价稍高于钢筋混凝土结构的10%，而减少地基、沙石水泥、运输、工期的车成本没有真正纳入成本。 2、钢结构专业技术人员缺乏，尤其在中小企业更缺少。企业产品质量和管理工作不能适应市场的需要。 开发商与设计人员愿意采用方便成熟的砖混结构、钢筋混凝土结构体系。 3、对钢结构防腐，防火技术及产品了解不够，盲目强制规定增大造价，影响推广应用。 4、有关钢结构的标准、规程、规范不完善，修订编制滞后，研究开发经费严重不足，以市场化观念来编制规范标准，难免良莠不齐。5.设计理念不能适应市场需要。如目前超高层和有特殊要求的建筑大都由国外建筑师设计的方案中标，虽然他们的设计理念确有独特之处，但连接节点却过于复杂，不仅耗材，而且也为制作和安装带来了诸多难题，使工程成本过大。 6.部分地区钢结构企业盲目上马，一哄而起，造成户产能过剩，浪费大量资源。加之钢材涨价，市场无序竞争，竞相压价造成加工和安装企业亏损。 另一方面，经济政策方面： 1、多用钢，多采用钢结构是资源利用的战略国策，应鼓励和加强开发。但企业短期效益回报没有，很难得到推广应用。 2、长期计划经济观念落后，产品精细化不够，附加值低，支撑钢结构的基础远不够强大。 3、最大的市场即建筑业相对落后，房屋建筑开发利益方太多，设计、使用正在深入，但权益、责任及私有权保护不够。 4、对钢结构产业是符合节能环保和可持续发展型的行业的认识还待于提高。最近几年，日、加、英等国的政府和研究机构发表了很多文章，专门论述发展钢结构房屋的优点和措施。 5、钢结构科研开发资金不足，标准及规范修订周期太长；标准及应用规范、规程缺项、滞后；钢材标准与工程设计、施工规范规程衔接不上。 6、钢结构加工厂和施工安装企业的装备、计算机管理水平、劳动生产率还需进一步改进和提高。 7、行业协会的作用和功能远未到位。特别在规范和引导市场秩序、服务企业、开拓钢结构市场、标准规范的编制修订和专业人才的培养等方面仍有大量工作要做。但是同时我国已经具备了发展钢结构建筑的条件 ：钢结构发展的存在的主要问题有技术方面和经济政策方面。1、我国建筑业持续、稳定的发展我国经济持续快速发展，建筑业作为国民经济的支柱产业，更是发展迅速。据国家统计局统计，从2002年到2006年，我国固定资产投资从43500亿增加至109870亿，年均增长26%；同期，建筑业总产值由18527亿元增加到40975亿元，年均增长22%，建筑业增加值由7005亿元增加到11653亿元，年均增长13.6%.20042006年，建筑业增加值占GDP的比重稳定在5%7%，成为拉动国民经济快速增长的重要力量。 2、建筑钢材数量、品种、质量已基本满足钢结构行业发展的需要2005年钢材产量达到3.71亿吨，2006年钢材产量己达到4.18亿吨， 2007年粗钢产量达4.9亿吨左右，人均消费300公斤左右。马钢、莱钢生产的热轧H型钢从零开始到2006年底产量达到500多万吨。2006年彩涂板产量212万吨，实际己达500万吨。其他钢结构用的型钢、钢管、高频焊接H型钢、冷弯型钢及镀层钢板等都有明显增长。3、钢结构企业发展迅速、应用领域不断扩大 最近各地成立了一些钢结构设计研究所，专门从事钢结构的结构设计、详图设计和咨询工作。涌现出一大批优秀钢结构设计机构，设计软件和科研成果不断开发，修订了钢结构设计、施工质量验收规范、编写技术规程、设计图集等90多本，出版了大量钢结构专业教材、论文著作和应用手册。 30多家特级钢结构制造企业走在行业前头，有的年产量己超过20万吨，制造水平达到了国际先进水平。近千家中小企业发挥自己的特长，形成钢结构加工行业百舸争流的大好形势。 30多家有实力的钢结构安装企业承担了国内重点大型钢结构工程的安装。新技术、新工法、新设备层出不穷，其施工安装水平达到了国际先进水平。 钢结构配套产品齐全（包括高强螺栓、栓钉、各类焊接材料、各种连接件及保温隔热材料），加工设备制造厂发展迅速，满足了钢结构行业的需求。 4、我国钢结构总量及预测我国钢结构总量及预测具有以下特点： （1）上海、浙江、江苏地区钢结构加工量约为350万吨以上，约占全国钢结构加工量的1/3以上。 （2）2005年中治集团下属冶金建设公司钢结构加工总量达200万吨。 （3）工业建筑（厂房）钢结构用量约为230万吨，民用建筑（房屋）约为150万吨，它们之间的比例约为6：4. （4）所用钢材品种的比例：中厚板（包括特厚板）约占50以上，热轧H型钢占15左右，彩涂板（包括镀锌板）占12，管材占3.5左右，其他型钢及冷弯型钢约占19。 5、政府加强了钢结构发展的政策引导和支持 (1）编制行业规范及导则 目前，我国已基本编制修订完成建筑钢结构的钢材设计、制造、施工等有关国家行业标准、规范约90本，并编制了住宅性能评定指标体系、公共建筑节能设计标准、健康住宅建筑技术标准等标准。建设部编制2010年建设事业技术政策纲要，并于2001年底发布了钢结构住宅建筑产业化技术导则。 (2)编制十一五建筑钢结构发展目标 积极扩展建筑钢结构用钢材的品种，提高产品性能。研究和开发高性能建筑专用钢材系列产品，包括优质焊接结构钢、高强度优质厚板、优质可焊铸钢等；扩大冷弯型钢和热轧H型钢的品种和规格，包括大截面冷弯管材、大截面H型钢和轻型H型钢等；合理推广采用耐候钢、耐火钢、Z向钢和药芯焊条等。2010年，将基本实现建筑钢结构用钢国产化的目标。 大力推动建筑钢结构的发展，进一步提高应用技术水平。高层和超高层建筑优先采用合理的钢结构或钢-混凝土结构体系；大跨度建筑积极采用空间网格结构、立体桁架结构、索膜结构以及施加预应力的结构体系；低层建筑大力推广采用经济适用的轻型钢结构体系。2010年，建筑钢结构用钢量争取达到国家总产钢量的6%，同时，建筑钢结构的综合技术水平接近或达到国际先进水平，并逐步实现产业化。 6、重视和发展钢结构建筑逐渐得到了认同钢结构建筑是一种新型的节能环保的建筑体系，被誉为21世纪的绿色建筑之一，是一种节能环保型、能循环使用的建筑结构，符合发展省地节能建筑和经济持续健康发展的要求，在高层建筑、大型工厂、大跨度空间结构、交通能源工程、住宅建筑中更能发挥其自身优势。(二) 钢结构在国外的广泛应用和国内的广阔前景 钢结构在国外建筑业早已广泛应用。在发达国家，小高层、高层钢结构住宅十分普遍。采用型钢柱，H型钢钢骨砼柱，方管钢柱，圆管柱和钢管砼柱；梁一般采用H型钢，梁柱的节点连接采用高强螺栓或焊接或两者并用。楼板一般为钢承板现浇组合楼板，围护结构主要采用轻型节能标准化预制墙板。防火主要采用防火涂料或防火板包覆。目前在工业发达国家钢结构住宅较为普及。澳大利亚、日本的钢框架住宅占住宅数量的50，美国钢框架住宅约占住宅总量的20，芬兰、瑞典、丹麦以及法国均已形成了相当规模的产业化钢结构住宅体系。由于人类文化生活不断提高，对高层、大跨度建筑的要求也就越来越高。而钢结构本身具备自重轻，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，采用钢结构更是非常理想。目前世界上最高，最大的结构采用的都是钢结构，而历届奥运会的场馆也多采用钢结构。世界上目前已经建成的几个纯钢结构建筑为目前世界上最高的超高层建筑，它们是：2004年投入使用的101层、高509米的台北101大楼。1975年建成的 多伦多电视塔553.33米。1931年建成的102层、高381m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417m的美国纽约世界贸易中心（南北两座）；1970年建成的110层、高443m的美国芝加哥西尔斯大厦；1996年建成的高450m的马来西亚双塔石油大厦（KLCC，号称目前世界最高，但美国的西尔斯大厦有异议）；目前美国、日本等工业发达国家，建筑用钢占钢材消耗总量的50以上，钢结构用钢量占到钢产量的30以上，钢结构面积占到总建筑面积约40以上，最高已经达到50%。而我国目前建筑用钢量只达到2226，钢结构建筑所用的钢材还不到全国钢材总产量的2。全世界101座超高层建筑中，纯钢结构的有59座。国外60以上的高住宅采用的是钢结构。钢结构建筑最突出的优势在于节能环保，是世界建筑领域中的一匹“黑马”。而中国作为世界上建筑体量最大和钢产量最大的国家，钢结构住宅的发展却明显滞后。我国钢结构与发达国家的差距，也反映出我国钢结构体系巨大的发展空间。这对我国目前阶段性过剩的钢铁行业来说，是一个重新调整产品结构、增加产品品种、提高产品质量的绝好机会，有利于企业利润和行业水平的提高。按发达国家的最低水平推算，我国钢结构用钢量至少有3600万吨的发展空间。在“十五”期间，国家将大大发展钢结构建筑，每年建筑钢结构用钢将占全国钢材总产量的3，年均钢材消费量为35O万吨至400万吨；到2015年，将再翻一番，全国建筑钢结构用钢材占钢材总产量的6，钢材需求量达到年均600万吨至700万吨，市场前景十分广阔。未来30年内，人口的快速增长和城市化进程的加快为用住宅市场提供了广阔的发展空间。然而传统的建筑生产效率低，对环境和耕地破坏严重，给经济发展带来了极大的负担。因此在新一轮的住宅建设中，节能省地的绿色环保型钢结构住宅将面临新的发展机遇。我国于1997年建成的上海金茂大厦为95层，建筑高度421m，结构高度395m，也跻身于世界最高行列。长江精工集团建造的上海浦东环球金融中心大厦（95层460m），则堪称世界最高，实为我国一大光荣。深圳赛格广场大厦70层、高279m，为世界上最高的全部采用钢管混凝土的超高层建筑，这又是我国的一大光荣。2002年3月，一座高达18层、采用H型钢建造的钢结构住宅楼在安徽省马鞍山市动工建设。它是我国住宅产业从钢筋混凝土跨进钢结构模式的重要标志。上海同时有6幢钢结构高层住宅在建设，最终他们将建到100米、34层，这在国内还是首次。北住宅也启用了钢结构，位于朝阳区十里堡的晨光家园B区，全部采用H型钢钢梁、钢柱。2002年9月开盘的北金成公寓，填补了国内高层住宅钢结构体系建筑的空白，同时，也标志着我国住宅的开发和建设已步入了全新的住宅钢结构体系时代。最近几年，山东莱钢建设公司成为国内钢结构建筑的重要推动者。莱钢承担的上海世福汇工程、济南艾菲尔花园分别获得中国第一届和第二届建筑钢结构金奖。同时，莱钢还获得建设部认证的“房屋建筑工程施工总承包一级”资质和“轻型房屋钢结构（单层刚架、排架、多层框架、网架、网壳）专项工程设计乙级”资质两项高等级资质。标志着莱钢可以独立承担25层以上、高度100米以上、单体建筑面积3万平方米等更高建筑要求的建筑物。发展钢结构住宅是最容易实现产业化的生产方式之一，它也最符合国家保护耕地、节约能源的产业技术策。当前，我国城乡居的住房需求已从追求生存空间的数量型转向数量、质量并重时期，推进住宅产业现代化，用现代科学技术加速改造传统的住宅产业，从而提高住宅质量，是实现住宅生产方式由粗放型向集约型转变的重大举措。目前，我国钢结构住宅产业已进入一个新的发展阶段，有关规范和标准已经出台，国内钢材产量充足，有了一批钢结构住宅试点与示范的建设经验和科技成果，钢结构住宅的发展已具备了较好的物质和技术基础。当然，在钢结构住宅发展方面，还有一些技术问题有待解决。钢结构住宅的推广还需要做大量的工作，完善不同类型结构设计规范和施工技术标准，研制新型的轻质保墙体材料以及与住宅部品的配套问题，同时还要广泛宣传开发轻钢住宅的益处，让更多的开发商、设计师和用户认识了解钢结构住宅的优点。随着我国人整体生活水平的提高，对住宅质量、品质的要求也会提高，“钢结构是环保住宅，钢结构符合可持续发展概念”。 有专家预言：21世纪钢结构将占领广阔的建筑市场。(三) 国内加速发展与调整钢结构代表了世界建筑发展的潮流，大的新的高层钢结构建筑在不断涌现。国民经济的稳定发展和钢铁产业的快速发展，特别从1996年钢产量突破1亿吨以后，2007超过5亿吨，钢铁产业的发展政策有明显的转变，而钢结构的优势得到了重视和迅速发展。重大工程、标志性工程普遍使用，呈现了普及的现象。 举几个重大项目的例子，北京电视台楼高234米，光是钢结构主体部分用钢12万吨，我们造航空母舰都用不了那么多，广州新电视塔也是钢结构的高610米，将成为世界第一高塔、用钢量约5万吨。在迪拜已经盖了700多米的高楼还没有封顶，怕人家超过它，包括韩国也在盖七百米的高楼，都是钢结构建筑。现在厂房基本都是钢结构的。桥梁是钢铁发展最快的产业，修建的京沪高速铁路桥梁，还有南京大胜关长江公路铁路大桥主跨336米。我国可以说正从桥梁大国向桥梁强国迈进。然后就是飞机场，也都是钢结构建筑。北京、昆明、武汉、广州都在增建飞机场，奥运会结束之后包括上海世博会、广州亚运会、济南全运会、内蒙的民族运动会现在都建奥林匹克中心，体育馆、体育场、游泳中心，文化体育设施的建设遍地开花。这些都是钢结构的使用范围。钢结构国家投入、政府投入比较多。 同时钢结构办公写字楼、住宅也在不同程度的增加。如上海的金茂大厦，世界金融大厦等。国家对民生、民心的安居工程也比较关注，10年来从钢构协会到建设部有关的企业、科研单位共同地开展住宅的研究，特别是这次汶川地震以后，教育部、四川省提出了新建的学校、医院要求设计成最安全的建筑，现在我们到四川去看，这些学校、医院的建筑不光是最安全，应该是很豪华的一种奢侈建筑，有的是国际上设计大师来设计，主要是钢结构建筑。 钢结构抗震性能高，又没有污染，绿色、环保、可持续发展，用了100年以后拆下来还可以再用，这些得到了全世界认可。 钢结构作为装备制造及构配件出口现在日益增多。2008年统计了100多家钢结构制造企业20%都是出口，有的是国外订单，有的是我们自己成套的房屋和成套的提供构建，包括桥梁出口。 现在钢结构制造行业，很多先进技术，加工装备都配套了。所以从事钢铁加工有上万家，但是有真正的场地、固定装备的只有四五千家左右，随着资源、成本、劳动力、市场等优势的推动，钢结构制造业目前已经达到了一个空前的崭新的阶段，其整体规模、装备水平、制造能力国际领先。对钢结构企业的调查分析 我们08年5月份对钢结构企业生产经营进行了调查，共有129家提供了数据，代表了钢结构生产经营现状和钢结构行业发展趋势，虽然统计企业数量仅占全国钢结构企业3%左右，但是其产量约占全国钢结构产量一半，具有一定的行业集中度和代表性。 1、08年钢结构总产量1032万吨，企业员工总数182332人，人均完成了57吨；总产值1345.38亿元，其中实现利润83.96亿元，行业利锐率6.2%，钢结构及装备出口国外190.1万吨，占总产量的18.4% 2、钢结构产量位居全国前五名的省市是：上海2313.6万吨，浙江209.4万吨，安徽96.6万吨，山东91.1万吨，广东70万吨。说明沿海及中部城市钢结构制造业发展走在全国前列。 3、钢结构制造企业劳动生产力水平与企业管理水平，自动化、机械化加工装备条件，以及产品、构建加工复杂性、难易性和精度控制密切相关，按照协会提出的规划目标，钢结构制造企业全员劳动力年均钢结构产量为100吨，本次统计有40家企业均达到并超过该指标。 4、钢结构产品分为5类：建筑、桥梁、塔桅、非标设备及其他类。其中建筑钢结构产量573.1万吨，占总产量55%，非标设备216.3万吨，占总产量 21%，其他钢结构97.1万吨，占总产量10%，桥梁87.5万吨，占总产量9%，塔桅47.5万吨，占总产量5%，建筑钢结构包括多层、高层、公共建筑及工业厂房，目前建筑钢结构市场主要是工业厂房建筑，占51%。还有桥梁领域由于我国基础设施建设投入力度大，铁路桥、公路桥及城市交通立交桥建设增长很快，全国实际钢结构桥梁产量已经超过了100万吨。 5、协会对参与2007年度与2008年都提供数据的62家企业比较，产量递增21.5%，产值提高55.6%，利税增加43%，统计分析表明，2008 年企业尽管遭遇冰雪灾害、汶川大地震，及全球金融危机，但钢结构受到的影响不大，企业经营状况仍然稳步上升，效益较好。 6、钢结构行业具有代表性的许多龙头企业，其技术、装备、规模及创新发展均有突出成绩。其中世界名牌企业上海振华港口机械集团有限公司2008年钢结构产量达到110万吨，中央企业中国冶金科工(集团)股份有限公司所属宝冶、京唐、成工等企业钢结构产量在全国名列前茅，据不完全统计2008年该集团钢结构产量达到149万吨，还有好多企业没有统计，钢结构产量均超过20万吨。 国家以此问题做出的调整：国务院办公厅全文发布钢铁产业调整和振兴规划。针对钢铁产长期粗放发展中存在的盲目投资严重，创新能力不强，产业布局不合理，产业中度低，资源控制力弱，流通秩序混乱问题，规划提出了以控制总量、淘汰后、企业重组、技术改造、优化布局为重点，着力推动钢铁产业结构调整和优升级，切实增强企业素质和国际竞争力，加快钢铁产业实现由大到强转变的产发展指导思想。 立足于当前，规划明确提出，力争在 2010年遏制钢铁产业下滑势头，保持体稳定。到2011年，钢铁产业粗放发展方式得到明显转变，技术水平、创新能再上新台阶，综合竞争力显著提高，支柱产业地位得到巩固和加强，步入良性展的轨道。 着眼于未来，规划指出，要着力做好以下八个方面工作：（一）保持国内市稳定，改善出口环境。（二）严格控制钢铁总量，加快淘汰落后。（三）促进企重组，提高产业集中度。（四）加大技术改造力度，推动技术进步。（五）优化铁产业布局，统筹协调发展。（六）调整钢材品种结构，提高产品质量。（七）持进口铁矿石资源稳定，整顿市场秩序。（八）开发国内外两种资源，保障产业 为使行业尽快步入良性发展轨道，规划还提出了十二条具体的政策措施，包括调整部分产品的进出口税率、实施公平贸易政策、加大技术进步及技术改造 完善落后产能退出机制、完善企业重组政策、适时修订钢铁产业政策、提高建筑工程用钢标准、实现钢铁与相关产业协调发展、继续实施有保有压的政策、积极实施“走出去”战略、建立产业信息披露制度、发挥行业协商作用等。 规划既有应对金融危机冲击的短平快治标措施，又有促进产业长期、续发展的长效治本措施，可以说是行业发展“标本兼治”的良方，对引导钢业走出当前困境，推进产业结构优化和升级，保持国民经济平稳较快发展具要意义。淘汰落后产能和加快企业兼并重组成为未来三年钢铁行业的重点任务。但规划任务的进一步落实，还有赖各部门、各级政府依具体情况，辅以可操作性的实施细则配套执行。 钢结构广泛投入应用（一） 高层钢结构的应用 高层钢结构建筑是一个国家经济实力和科技水平的反映，又往往被当作一个城市的标志性建筑。从20世纪80年代至今已建成和在建高层钢结构达80多幢，总面积约600万平方米，钢材用量60多万吨。北京和上海新建和在建高层钢结构就超过10幢。如上海环球金融中心（101层、高492米、用钢量6.5万吨）、中关村金融中心（建筑面积11万平方米、高度为150米、用钢量1.5万吨）、上海金茂大厦（91层、高420.5米、用钢量1.9万吨）等。今后，全国每年将有200300万平方米高层钢结构建筑施工，用钢量约45万吨。 （二）大跨度、空间钢结构应用（包括膜结构） 近年来，以网架和网壳为代表的空间结构继续大量发展，不仅用于民用建筑，而且用于工业厂房、候机楼、体育馆、大剧院、博物馆等。如国家游泳中心工程结构是目前世界上唯一的结构形多面体空间钢架结构，特点是杆与球节点的连接为刚性连接，杆件和球节点的空间位置规律较差，杆件有20670个，球节点有10080个，每个杆件都不一样，每个节点的空间三维坐标均不同。无论在使用范围、结构型式、安装施工工法等方面均具有中国建筑结构的特色。如杭州、成都、西安、长春、上海、北京、武汉、济南、郑州等地的飞机航站楼、机库、会展中心等建筑，都采用圆钢管、矩型钢管制作为空间桁架、拱架及斜拉网架结构，其新颖和富有现代特色的风格使它们成为了所在城市的标志性建筑。 据中国钢结构协会空间结构分会统计：网架和网壳的生产近三年已趋于平稳状态，每年建造1500座，约250万平方米，用钢约7万吨；空间桁架，2001年建造20座，60万平方米；悬索结构，1991年至今建造7座，15218平方米；膜结构，2001年建造40座，11.7万平方米；悬索和膜结构目前处于发展阶段，用量还不大，专家预计每年将以20%的速度增加。 网架和网壳的设计规程正在修订，将合二为一；膜结构设计规程己经出版，而高中档膜材（如PTFE、ETFE）如今仍需进口。目前，国内已有多家膜结构工程公司，承担着众多体育场馆、机场、公园和街道景观的设计和施工。（三）桥梁钢结构的应用 交通建设在中国作为重点发展的基础设施，发展迅速。铁路和公路的发展，也促进了桥梁工程的发展。特别是近10年，钢结构桥梁由于具有许多优点被采用，突破了以往仅在大跨桥梁中采用钢结构的局面。钢桥均由中国自行设计、制作、施工。近几年竣工的大跨度钢结构桥梁主要有：上海杨浦大桥，主梁为钢与混凝土结合梁，跨度602米：长江西陵峡公路悬索桥，主梁为全焊接的钢箱型梁，跨度900米。其中还有上海的南浦大桥、徐浦大桥、福州闽江大桥等。比较有特色的是钢管混凝土桥梁，斜拉锁和悬索桥，此外很多城市立交桥和行人过街桥也都采用钢结构。 在今后几年内，大跨的钢结构桥梁不断地涌现。已经逐渐成为一种发展趋势。（四）轻钢结构的应用轻钢结构是相对于重钢结构而言的，其类型有门式刚架、拱型波纹钢屋盖结构等，用钢量（不含钢筋用量）一般为每平方米约30公斤。门式刚架房屋跨度一般不超过40米，个别达到70多米，单跨或多跨均用，单层为主，也可用于二层或三层建筑，厂房单体面积已超过10万平方米；拱型波纹钢屋盖结构跨度一般为8米，每平方米自重仅为20公斤，每年增长约100万平方米，用钢4万吨。门式刚架和拱型波纹钢屋盖都有相应的设计施工规程、专用软件和通用图集。 我国轻钢结构建筑发展较快、应用广泛，主要用于轻型工业的厂房、仓库、各类交易市场、体育场馆等建筑，全国每年新建轻钢房屋面积共800万平方米、用钢约20万吨。 （五）住宅钢结构的应用 发挥钢结构住宅的自身优势，可提高住宅的综合效益： 1.提高空间利用率：用钢结构建造的住宅重量是钢筋混凝土住宅重量的1/2左右，可满足住宅大开间的需要，使用面积也比钢筋凝土住宅提高4%左右。 2.抗震性能好：其延性优于钢筋混凝土。从国内外震后调查结果看，钢结构住宅建筑倒塌数量是最少的。 3.施工周期短，提高资金的投资效益施工现场文明：除基础施工外，构件全部由专业工厂标准化生产，施工速度快，施工周期比传统建筑缩短一半；各部件运抵现场组装，施工现场文明，现场湿作业少，噪声粉尘和建筑垃圾也少，满足环境保护要求；施工作业受天气影响较小。并且工厂制作与现场安装平行进行。可以随订货，随建造，缩短工期。4.绿色建筑，节能建筑：钢结构住宅在建造和拆除时对环境污染较少，且钢材可以回收，符合推进住宅产业化和发展节能省地型住宅的国家政策。 5.综合效益指数高：钢结构住宅体系直接造价略高于混凝土结构大约5%左右。但是经济效益、社会效益高，在房地产企业积累竞争的今天，它是房地产企业综合实力的集中表现，对于提高企业产品品牌，提高企业社会知名度有较大影响。三、钢结构弊端的完善（一）钢结构工程的质量预控一、 钢柱位移1施工准备：(1) 编制钢结构吊装施工组织。其内容包括:计算钢结构构件和连接件数量、选择吊装机械、确定流水程序、确定吊装方法、制订计划进度、确定劳动组织、规划构件堆场、确定质量标准和安全措施等。(2) 基础准备和钢构件检验。其内容包括:轴线误差测量、基础支承面的准备、支承面和支座表面标高与水平度的检验、地脚螺栓位置和伸出支承面长度的量测等。基础支承面、支座和地脚螺栓的允许偏差符合有关规定。吊装前应根据钢结构工程施工及验收规范(GB5020595)的规定,仔细检验钢构件的外形和几何尺寸,如有偏差,在吊装前应设法消除。(3) 必要时验算钢构件吊装稳定性,验算公式请查有关资料。2操作工艺：(1) 钢桩的吊装方法与装配式钢筋砼柱相似。对重型钢柱可采用双机抬吊的方法进行吊装。起吊时,双机同时将钢柱平吊起来,离地一定高度后暂停,移去运输平板车,然后双机同时打开回转刹车,由主机吊独起吊,当钢柱吊装回直后,撤走副机,由主机单独吊装,将钢桩插进锚固螺检固定。(2) 初校钢柱,待垂直偏差控制在20mm以内,使起重机脱钩。其垂直度用径纬仪检验,如有偏差,用千斤顶纠正。钢柱位置的最后校正,使其安装偏差符合有关规定。然后在柱四周用10mm厚的钢模定位,用电焊固定,钢柱复校后,再紧固锚固螺栓,并将承重块上下点焊固定,防止走动。3预控措施：(1) 预埋螺栓位置用定型卡盘卡住,然后浇筑砼。(2) 钢柱底部预留孔应放大样,确定孔位后再作预留孔。二、 底脚螺栓位移1施工准备：(1) 钢构件预检与配套。吊装单位应根据制造厂的测量报告,对钢构件进行复检和抽检。对钢构件预检的计量工具和计量标准应与制造厂一致。现场吊装应根据预检数据采取相应措施,以保证吊装顺利进行。根据安装施工流水顺序进行构件配套。(2) 钢柱基础检查。柱基的定位轴线、基准标高直接影响钢结构的安装质量。安装单位对柱基的预检重点是定位轴线间距、柱基面标高和地脚螺栓预埋位置。(3) 标高块设置及柱底灌浆。根据钢柱预检结果,在柱子基础表面浇筑标高块。待第一节钢柱吊装、校正和锚固螺栓固定后,要进行钢柱的柱底灌浆。(4) 钢构件堆放。根据安装流水顺序由中转堆场配套运入现场的钢构件,利用现场的装卸机械质量将其就位到安装机械的回车半径内。(5) 安装机械的选择。(6) 安装流水段的划分。2操作工艺：(1) 在吊装第一节钢柱时,应在预埋的地脚螺栓上加设保护套,以免钢柱就准时碰坏地脚螺栓的丝牙。(2) 根据钢柱重量和起重机起重量,可采用双机抬吊或单机吊装。(3) 钢柱就位后,先调整标高,再调整位移,最后调整垂直度。柱子要按规范规定的数值进行校正,标准柱子的垂直偏差应校正到零。为了控制安装误差,一般选择标准柱的柱基中心线为基础点,用激光经纬仪以基础点为依据对标准柱子的垂直度进行观测。标准柱一般是选择平面转角柱为标准柱。其他柱子通常以标准柱为依据用丈量法测定。(4) 钢柱轴线位移校正,以下节钢柱顶部的实际柱中心线为准,安装钢柱的底部对准下节钢柱的中心线即可。3预控措施：(1) 先浇筑砼,预留孔洞,后埋螺栓。在埋螺栓时,采用型钢两次校正办法,检查无误后浇筑预留孔洞。(2) 将每根柱的地脚螺栓用预埋钢架固定,一次浇筑砼。三、 连接板拼装不严密1施工准备：(1) 先检查建筑物各部分的位置是否正确,精度是否满足钢结构工程施工及验收规范的要求,尺寸有误差时应予调整。(2) 构件接触面必须进行处理,增加摩擦面间的摩擦。(3) 电动板手的校正。2操作工艺：(1) 安装高强度的螺栓,螺栓应自由穿入孔内,不得强行敲打,并不得气割扩孔。穿入方向宜一致并便于操作。(2) 高强度螺栓的安装应按一定顺序施拧,宜由螺栓群中央顺序向外拧紧,并应当天终拧完毕。(3) 高强度螺栓的拧紧,应分初拧和终拧。对于大型节点应分初拧、复拧和终拧。复拧扭矩应等于初拧扭矩。(4) 高强度大六角头螺栓施拧架用的扭矩扳手和检查采用的扭矩板手,在每班作业前,均应进行校正,其扭矩误差应分别为使用扭矩的5%和3%。(5) 扭剪型高强度螺栓终拧结束后,应以目测尾部梅花头拧为合格。高强度大六角头螺栓终拧结束后,宜采用0.30.5kg的小锤逐个敲检,且应进行扭矩检查,欠拧或漏拧者应及时补拧,超拧者应予更换。(6) 高强度大六角头螺栓扭矩检查应在终拧1小时后、24小时以内完成。扭矩检查时,应将螺母退回3050,再拧至原固测定扭矩,该扭矩与检查扭矩的偏差应在检查扭矩的10%以内。3预控措施：(1) 连接处钢板应平直,变形较大者应调整后使用。(2) 连接型钢或零件平面坡度大于1:20时,应放置斜垫片。（二）钢结构施工工艺的完善1、钢结构的选材 钢结构有很多优点，但其缺点是导热系数大，耐火性差。随着冶金技术的提高，耐火钢的研究成功并投入生产，为钢结构的进一步发展创造了条件。一般高层和超高层建筑当采用框一剪、框筒结构体系时的经济性统计为：钢结构造价=钢材费用(约占40)4-制作安装费用+防火涂料费用(约占30)，防火涂料所占总造价的比重较大。如果使用高强度耐火钢虽价格略有上升，但防火涂料价格有较大幅度下降，可望部分抵消由此带来的成本上升，而且可靠度及安全性有了一定的保障。 2、钢结构的施工工艺箱型柱制作工艺 钢板拼接：由于每段柱高在12米以下，为保证下料后钢板的直线度，首先将两块钢板拼接。钢板两端开坡口。划线下料：按排料图划线，划线宽度方向留余量3mm，长度方向留余量50mm。中间隔板划线不留余量。长度方向沿划线每隔5m钻8mm孔。用两台半自动切割机(或双头)沿划线中心同时切割，每隔5米100mm不切割，待冷却后再切割。组装焊接：用H型钢作临时组装平台，组装前用水准仪将平台找平并将H型垫实固定。在两腹板上划组装线，组装焊接衬板。定位焊。在衬板内侧每隔300mm焊10-20mm焊缝。将一腹板与隔板组对，定位焊。用三根同尺寸的箱体并排，并两点焊。用两边箱体作自动焊机轨道用。焊接用两台埋弧自动焊沿同一方向焊接两条焊缝。焊缝两端加100mm引弧板和熄弧焊。焊完一层后将箱体翻身，焊接另一面两条焊缝。焊接方法同上。待焊接完毕后再翻身施焊另一面两条焊缝。 焊接完毕，即将引熄弧板在离母材5ram处切断，并用砂轮机修磨平整，切不可用锤击落；并修磨后的切割面进行检查。 梁及连接板加工及组焊：下料：型钢采用型钢切割机下料，钢板采用半自动切割机下料，下料后应进行清渣修磨，编号归类放置。 钻孔：先在构件上用划针和钢尺划出孔的中心和直径，在孔的四周(90位置)打四只冲孔，钻孔后检查。 高强度螺栓摩擦面处理：喷砂处理高强度螺栓摩擦面的表面粗糙度：喷砂压力约6Kgcm，石英砂的粒度1.54ram，加工后的钢材表面呈现灰白色。 用电动砂轮机打磨钢板的表面，砂轮打磨的方向与受力方向垂直，打磨范围不应小于4倍螺栓直径，打磨时不应在钢材表面磨出明显的凹坑。 3、钢柱的制作与安装 钢柱是高层，超高层建筑决定层高和建筑总高度的主要竖向构件，在加工制造中必须满足现行规范的验收标准。 100m高的超高层钢柱一般分为812节构件，钢柱在翻样下料制作过程中应考虑焊缝的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形，所以钢柱的翻样下料长度不等于设计长度，即使只有几毫米也不能忽略不计。而且上下两节钢柱截面完全相等时也不允许互换，要求对每节钢柱应编号予以区别，正确安装就位。 钢柱标高的控制一般有二种方式： 按相对标高制作安装。钢柱的长度误差不得超过3ram，不考虑焊缝收缩变形和竖向荷载引起的压缩变形，建筑物的总高度只要达到各节柱子制作允许偏差总和及钢柱压缩变形总和就算合格，这种制作安装一般在12层以下，层高控制不十分严格的建筑物。按设计标高制作安装。一般在12层以上，精度要求较高的层高，应按土建的标高安装第一节钢柱底面标高，每节钢柱的累加尺寸总和应符合设计要求的总尺寸。每一节柱子的接头产生的收缩变形和竖向荷载作用下引起的压缩变形应加到每节钢柱加工长度中去。 无论采用何种安装方式，都应在翻样下料制作过程中充分表达出来，并应符合设计要求的总高度。 4、框架梁的制作与安装 高层、超高层框架梁一般采用H型钢，框架梁与钢柱宜采用刚性连接，钢柱为贯通型，在框架梁的上下翼缘处在钢柱内设置横向加劲肋。 框架梁应按设计编号正确就位。 为保证框架梁与钢柱连接处的节点域有较好的延性以及连接可靠性和楼层层高的精确性，在工厂制造时，在框架梁所在位置设置悬臂梁(短牛腿)，悬臂梁上下翼缘与钢柱的连接采用剖口熔透焊缝，腹板采用贴角焊缝。框架梁与钢柱的悬臂梁(短牛腿)连接，上下翼缘的连接采用衬板(兼引弧板)全熔透焊缝，腹板采用高强螺栓连接。 由于钢筋混凝土施工允许偏差远远大干钢结构的精度要求，当框架梁与钢筋混凝土剪力墙或钢筋混凝土筒壁连接时，腹板的连接板可开椭圆孔，椭圆孔的长向尺寸不得大于2d0(dO为螺栓孔径)，并应保证孔边距的要求。 框架梁的翻样下料长度同样不等干设计长度，需考虑焊接收缩变形。焊接收缩变形可用经验公式计算再按实际加工之后校核，确定其翻样下料的精确长度。