摘要：从钢材的力学性能和工艺性能分析钢材的适用性和可持续性，并通过钢材的产量以及用量说明钢材已广泛使用；钢材和钢结构是互补品，因而钢结构额定发展已成必然趋势。通过介绍目前最为常用的轻钢结构的特点以及存在问题，归结出未来钢结构的发展前景。
关键词：钢材 性能 轻型钢结构 可持续发展
0 引言
现代轻钢房屋建筑体系诞生于20世纪初，由于结构自重轻、抗震、保温隔热性能好，干作业施工，节水效果显著，以及工期短、成本低等一系列优点，已变得越来越普及。随着工业化住宅时代的到来，住宅数量及其品质日益提高,势必要求降低土地、能源等自然资源的耗费,提高建筑材料的再生利用，因此发展节能与绿色的轻钢结构住宅潜力很大。
1 钢材的性质
钢材的主要性能包括力学性能和工艺性能。其中力学性能是钢材最重要的 使用性能，包括强度、弹性、塑性和耐疲劳性等。工艺性能表示钢材在各种加工过程中的行为，包括冷弯性能和可焊性等。
1.1 力学性能
力学性能又称机械性能，是钢材最重要的使用性能。在建筑结构中，对承受静荷载作用的钢材，要求具有一定的力学强度，并要求所产生的变形不致影响到结构的正常工作和安全使用。对承受动荷载作用的钢材，还要求具有较高的韧性而不致发生断裂。
钢材塑性大，不仅便于进行各种加工不仅便于进行各种加工，而且能保证钢材在建筑上的安全使用上的安全使用。钢材在塑性破坏前，有很明显的变形和较长的变形持续时间，便于人们发现和补救[1]。
钢材的硬度是指钢材抵抗硬物压入表面的能力，即表示钢材表面局部体积内抵抗变形的能力。它是衡量钢材软硬程度的一个指标。硬度值与钢材的力学性能之间有着一定的相关性[2]。
1.2 工艺性能
良好的工艺性能，可以保证钢材顺利通过各种加工，面使钢材制品的质量不受影响。冷弯、冷拉、冷拔及焊接性能均是建筑钢材的重要工艺性能。冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。通过冷弯试验更有助于暴露钢材的某些内在缺陷。冷弯试验对焊接质量也是一种严格的检验，能揭示焊件在受弯表面存在未熔合、微裂纹及夹杂物等缺陷。钢材的可焊性是指钢材是否适应通常的焊接方法与工艺的性能。可焊性好的钢材指用于一般焊接方法和工艺施焊，焊口处不易形成裂纹、气孔、夹渣等缺陷。
2 国内外钢结构的发展概况
2.1 国内钢结构的发展
钢结构是环抱住宅符合可持续发展概念，21世纪钢结构将占领广阔的建筑市场。随着我国改革开放的逐渐深入和经济的持续发展，钢结构的应用也处在一个有利的发展环境中[3]。
钢结构的行业政策演变：
1987年，“限制使用”（国家计委《在建筑结构设计中合理使用钢材的若干规定》）；1996年，“合理使用”（建设部《1996-2010年建筑技术政策》）；2012年，我国对钢结构的发展政策中表明：“50年代是限制使用，60年代是节约使用，70年代是允许使用，80年代是推广使用，90年代是普遍使用，21世纪是广泛使用，那么2012年又怎么使用。”建设部住宅发展司多次召开有关会议就是大力推广小高层的住宅设计，这是降低能耗，防止污染，缩短建设周期的有效结构。
从以上对我国对钢结构的行业政策中可以看出，钢结构必将占领今后的建筑市场。另外，国内钢结构设计的规范也在随着钢结构的发展而不断更新，各种新的设计理念、分析方法和构造处理也在逐渐形成[4]。
2.2 国外钢结构的发展
欧洲在二战后对住房的需求量特别大，为解决房荒问题，英国和欧洲其他国家采用了工业化的装配方式建设大量住宅，并逐渐形成一批完整的、标准化的、系列化的建筑体系，这些特定的社会背景为钢结构住宅建筑的发展奠定了基础，这也是欧洲钢结构发展，特别是是住宅建筑领先一步的社会原因。从外国钢结构的发展可以看出，钢结构的发展是与国家的工业化程度相互促进的，钢结构在工业化的基础上发展，最后又促进工业化程度进一步提升[5]。
3 轻型钢结构
轻型钢结构是对居住环境影响最小的结构体系之一，轻型钢体系用于住宅在西方已被广泛采用，在欧美、日本等发达资本主义国家已成主流，具有“绿色建筑”之称。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.1 轻型钢结构的特点
1、重量轻，强度高，用钢结构建造的建筑重量是钢筋混凝土建筑的二分之一左右。
2、钢结构建筑安全性好，钢结构有良好的延性。
3、钢结构建筑工业化生产程度高，钢结构建筑的构件能在工厂制作，工厂制作质量可靠，尺寸精度高，安装方便，易与相关部分配合，又适应大批量生产，工业化程度高，符合产业化要求。
4、以钢作为建筑结构的主体的可回收的材料，摆脱了长期以来建筑技术水平底下。
5、缩短施工工期。一般钢结构建筑2-3天就可以建造一层。以传统的建筑相比。至少可以缩短三分之一的工期，在现代土本工程中。钢结构技术含量最高。它代表着建筑的发展方向。
3.2 轻型钢结构存在的问题和解决办法
轻型钢结构体系作为一种可持续发展的新型建筑体系，已倍受建筑界的关注。但要在短期内在应用上形成大的突破尚有一定的难度。发展轻型钢结构体系主要有以下4个方面的问题，有待于进一步地研究。
1、钢结构的防火性能和耐腐蚀性能较钢筋混凝土差。钢材的腐蚀主要是锈蚀，从化学角度上讲属于化学原电池锈蚀，合金化是最有效地防腐方法，但成本较高。钢结构防腐的常用方法：1、改变金属结构的组织，在钢材冶炼过程中增加铜、铬和镍等合金元素，以提高钢材的抗锈能力；2、在钢材表面用金属镀层保护，如电镀或热浸镀锌等方法；3、在钢材表面涂非金属保护层，即用涂料将钢材表面保护起来使之不受大气中有害介质的侵蚀[8]。
2、加强轻型钢结构体系的理论研究，健全钢结构相关规范，为工程设计提供一套简便、可靠的设计方法。由于我国钢结构建筑起步较晚，钢结构的设计力量及施工技术缺乏，专业设计以及施工方法和规范的发展及管理滞后于轻型钢结构实际发展。且轻型钢结构在民用住宅建筑方面尚未发展起来。
3、轻型钢结构的围护材料常采用各种夹心板或轻质砌块等，但每一材料都存在不同的缺点。因此研究开发一种兼有轻质、高强、防水、保温、隔热性能良好且符合可持续发展战略的新型板材尤为重要。
4、解决钢材的市场需求问题。我国虽已是世界上钢产量最大的国家。但人均用钢量远远不及日本和美国。钢材市场价格居高不下，使钢结构的成本过高，有碍钢结构的推广和发展。且国内特种钢、优质钢年产量较低，目前仍需进口。应把引进成品钢与使用国产钢相结合的方法实现钢材构件生产加工的国产化。
4 结论
总之，钢结构住宅具有钢结构带来的一系列特征，如强度高、自重轻、抗震性能好、施工速度快、外型美观、生态环保、可回收、易于产业化。 因此又能很好满足住宅建筑要求和指标，是可持续发展建筑，是真正意义上建筑生态体系。当前和今后无论是政策还是技术，无论是市场需要还是物质基础都是发展钢结构住宅的良好时期。
参考文献
(1)刘海军.谈建筑钢材的性能[J].民营科技，2012，第二期：269.
(2)梁远森 徐建设 王步 李峰.钢结构塑性设计与钢材的应变硬化性能[J].工业建筑，2003，第33卷第一期：60-62.
(3)Bo ZHANG ,Hong-bo CHEN.Research of Sustainable Development of China's Iron and Steel Industry CDM[A].School of Management, Beijing Union University, Beijing 100101, China Research Center of Urban Development and Environment, Chinese Academy of Social Sciences, Beijing .1841-1845.
(4)沈祖炎.中国《钢结构设计规范》的发展历程[A].同济大学土木工程防灾国家重点实验室.建筑结构学报.第31卷第6期:1-6.
(5) [16627482]Xu,yongchun; Tang,Zhongping; Comparative study on the design schemes of residential steel structure[J]. Innovation in Civil Engineering, Architecture and Sustainable Infrastructure, 2012, 238:581-584.
(6) Jankowski,Robert. Shaking table experimental study on diagnosis of damage and its evaluation in steel structure[J]. Key Engineering Materials, 2010, 417-418:157-160.
(7)陆赐麟.再谈精心设计——促使钢结构行业健康发展的关键[J].工业建筑，2011，第41卷第10期：134-135.
(8)李国强.钢结构抗火设计方法的发展[A]. 同济大学土木工程系.钢结构.2010:105-115.
论文作者:王伟,来佳琪,陈友
论文发表刊物:《基层建设》2018年第6期
论文发表时间:2018/5/25
标签：钢结构论文; 钢材论文; 建筑论文; 性能论文; 住宅论文; 方法论文; 体系论文; 《基层建设》2018年第6期论文;