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国外建筑钢结构的应用

2005-07-08 00:00    【  【打印】【我要纠错】

  数十年来,前苏联、美国、日本三国钢产量一直在世界上居前三位。因此,这几个国家的建筑钢结构建设事业蓬勃发展。而在同一时期,我国在这方面的发展则比较缓慢,水平也相对落后。近几年来,我国随着改革开放政策的实行和推进,经济建设工作取得了突飞猛进的进展,钢产量一跃成为世界第一。但目前,我国与发达国家相比在许多方面还存在着明显的差距,因此,为了推动我国建筑钢结构的进一步发展和应用,我们急需了解国外建筑钢结构的应用概况。

  建筑用钢比重

  中国的建筑用钢总量约占全部钢产量的20%~25%,而工业发达的国家则占30%以上。如美国和日本,该项指标均已超过50%.在我国,钢在建筑中主要用于建筑用钢结构,钢筋混凝土用钢筋,钢绞线,钢丝,门窗等,而其中钢结构用钢只占10%左右,在我国一亿吨的钢产量中,真正用于钢结构上的也就200~300万吨。

  美国的建筑用金属年销售额增长很快,估计目前已经超过25亿美元,年加工量也已经达到200万吨以上。

  低层钢结构和轻钢结构

  美国金属建筑的主要市场分布在工业、商业、社区、综合等方面,分别占到46%、31%、14%和9%的份额。

  在美国,低层建筑中钢结构应用很普遍。美国钢结构学会和金属房屋制造协会联合编制了低层建筑的设计指南。低层建筑是指层高低于18米,层数不超过5层的工业厂房、仓库、办公室及其他的办公和社区建筑等,其中两层以下的非居住用楼房建筑占70%.

  轻钢建筑在一些发达国家已被广泛应用于工厂、仓库、体育馆、展览馆、超市等建筑。轻钢建筑是指以彩钢板作为屋面和墙面,以薄壁型钢作檩条和圈梁,以焊接“H”型截面做主梁,现场用螺栓或焊接拼接的门式刚架为主要结构的一种建筑,再配以零件、扣件、门窗等形成比较完善的建筑体系。这种体系由工厂制作,现场按要求拼装形成。具有自重轻,建设周期短,适应性强,外表美观,造价低,易维护等特点。国外轻钢结构厂商如Butler、BHP、ABC等都已经进入了中国市场。

  高层及超高层钢结构

  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,最大的结构采用的多是钢结构,而历届奥运会的场馆也多采用钢结构。

  巨型钢结构为高层或超高层建筑的一种崭新体系,它是为满足特殊功能或综合功能而产生的,具有良好的建筑适应性和潜在的高效结构性能是一种很有发展的结构。

  如日本千叶县43层、高180米的NEC大楼,内部布置大开口和大空间庭院,其巨型结构是由四根巨型结构柱和四个巨型的空间桁架梁组成的巨型空间桁架体系。经分析,这种体系具有极强的抗推刚度。香港汇丰银行也属于巨型钢结构大厦。

  大跨度钢结构

  大跨度钢结构多用于多功能体育场馆、会议展览中心、博览馆、候机厅、飞机库等。历届奥运会、博览会等体育场馆都代表了当时钢结构的最先进水平。

  最早大跨度平板网架是上世纪60年代建造的美国加里福尼亚大学体育馆(91米×122米)。较大的双层网壳是70年代美国的休斯敦宇宙穹顶(直径196米)及新奥尔良超级穹顶(直径207米)。90年代在日本名古屋兴建了当今世界上最大跨度的单层网壳,建筑直径229.6米,结构直径187.2米。世界上最大的室内体育馆是美国1996年奥运会的主体育馆亚特兰大体育馆(186米×235米)。1993年日本建成的福冈体育馆,直径222米,是当今最大的开合钢结构屋顶。

  超过300米的屋盖结构全部使用钢板和型钢组成,并不是最优方案,近年来研究较为成功的是杂交(混合)结构,即杆、索、膜混合使用。

  最为典型的例子就是千禧之年世纪之交的千年穹顶,该馆位于英国泰晤士河南岸格林尼治,是当今世界跨度最大的屋盖,穹顶酷像飞碟,直径320米。工程总面积8万平方米,总预算7.58亿英镑。

延伸阅读:国外 建筑 钢结构
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