摘要：轻型钢结构不仅屋面荷载较轻，杆件截面较薄较小，而且钢结构还具有材质均匀、应力计算准确可靠、工业化程度高、加工制造简单、运输安装方便等特点，随着我国的现代轻钢结构建筑应用范围越来越广泛，但是依然存在着不少技术问题，我国的轻钢结构技术水平与世界先进水平还有很大的差距，各种不同钢结构体系的技术参差不齐，本文针对建筑钢结构的发展与应用进行简要的分析。
关键词：钢结构；发展；应用
钢结构体系，其具有施工周期比较短、强度高、质量轻、钢材塑性、韧性较好以及抗震性能强等优点，钢结构这一新兴结构体系的出现和大发展无疑对房屋建筑带来了深刻的影响，并逐渐成为与混凝土结构并驱的一大结构体系。
1 国内外钢结构发展应用现状
钢结构作为多种结构形式，从1889午至今这一个多世纪的时间里，在世界各国的工业建设中得到广泛应用钢结构的结构形式日趋广泛，其设计理论及制造工艺亦日趋完善。钢结构以其高强度、良好的变形性能、制造加工于一体。工业化、施工周期短等优点而广泛用于大跨、重载及高层、高耸结构中。轻钢结构是只承受相对较轻的外载，构件截而相对较小，结构自重相对较轻的钢结构，是钢结构的一个重要分支。其特点是外载重，结构自重轻。我们国家钢产量已经连续2年超过亿吨，居世界领先地位，形成了供大于求的局面，这为钢结构的发展奠定了物质基础。国家为了适应经济建设的发展需要，对钢结构应用的政策也由原来的限制采用改为鼓励使用，这就为钢结构的应用创造了良好的政策氛围。
2 现代钢结构概述
钢筋结构中主要构件的钢板的厚度小等于10mm米的钢板成为轻钢结构。与重钢结构结构相比，轻钢结构比重钢结构更具有生命力，轻钢结构的使用范围涉及到工农业、商业和服务性的建筑当中，同时还可用于旧房、危房的改造、加固等，故此备受业主的欢迎。现代轻型钢结构采用先进的设计理念，运用高强度的钢筋材质和新型的结构体系，从而优化了轻钢结构承重的构件面积，减轻了结构用钢的重量；采用标准化和工厂化对现代轻钢结构进行制造，同时利用小型机器进行吊装，不但减轻了劳动的强度、加快了施工的速度，也减轻了综合施工的费用和成本
2.1 高层钢结构
自重轻，截面小，可降低基础造价，室内有效面积大，与玻璃幕墙结合，建成现代感很强的建筑外形。施工速度快、工业化程度高，可降低人工费用，增加建筑的投资回报率抗震性能较好，利于向高层、超高层发展。绿色环保、可持续发展。民用高层钢结构的应用起步较晚，我国最早的高层钢结构建筑为上海国际饭店，，由原来的框架支撑体系、巨型框架支撑体系到正被越来越多用于超高层的钢结构混凝土核心筒、外框钢骨混凝土及钢柱体系
2.2 轻钢结构
轻型钢结构近几年在我国发展很快，主要用于轻型的工业厂房。各种仓库、市场、体育场馆、展览厅及各类活动房屋、加层建筑等。轻钢结构一般由彩色钢板制成墙面和屋面，由5mm以上钢板焊接或H型钢作为承重结构，多采用门式钢架结构并用圆钢制成柔性支撑和高强螺栓连接。骨架用钢量一般在30kg／m2左右，施工速度快圆管、方矩管轻型结构型圆管、方矩管轻型构成的结构的网架网壳、衍架结构等，主要用于房尾的屋盖系统圆管可采用冷轧的热轧钢管、方矩管可选用冷弯型钢厂轧制的规格产品，也可用两个冷弯卷边槽钢焊接组成。管结构是近20午来发展较快的种结构形式.其原因，是冷弯薄壁型钢结构应用越来越广，其中，状构件在抗压、抗扭和防锈等方面都比开口截而优越.其中方骨截而比圆管截而力学性能更优。这种结构工业化、商品化程度高，施工快，综合效益高，市场需求量很大，已引起结构设计人员重视，这种结构被广泛应用于仓库、办公室、工业厂房及体育设施。
2.3 大跨钢结构
空间结构从功能上讲是指能够形成较大的连续空间的结构体系，主要包括网架、网壳、索-膜结构以及组合、杂交结构。随着现代新结构概念与新材料的更新，空间结构有网架、网壳到正在发展完善中的索膜、索张拉、预应力结构体系等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆其中网架与网壳结构占有较大的比例，而新近兴起的索-膜、索张拉等结构外观轻巧、美观，施工快捷，便于工业化生产，成为空间结构新的热点。
3 钢结构之于建筑
3.1 促进了空间结构的发展
可以说没有钢结构体系就没有大跨度空间结构的出现，混凝土自重大，受拉性差，既使采用预应力，其跨度仍受到限制。而钢结构组成的空间网架、刚壳以及索膜结丰勾在大跨无柱的房层建筑中给设计师提供优良的性能。
3.2 丰富建材
在近些年来，钢结构设计以其自身不可替代的优点，而被工程界广泛用于建设之中，成为桥梁建筑中的佼佼者。钢结构所用钢的种类有很多，例如，低合金高强度钢、碳素钢以及低合金超高强度钢，根据钢材外形的不同，还可以将其分为H型钢、工字钢、角钢、槽钢以及钢板等等。
3.3 提升高层建筑性能
钢结构设计由于自身强度较高，并且和混凝土结构进行比较，其截面的面积比较小，因此有效的扩大了建筑实际的使用面积。钢结构和混凝土结构的建筑物进行比较，其高层的钢结构所有的主体截面，比高层的混凝土结构的主体截面要少一半，由于钢结构自身路所有的重量较轻，大约是混凝土结构的二分之一，其结构自身的重量较小。因此，可以有效减少对于地震作用的响应，并且也可以减小结构设计的内力。
3.4 缩减建筑成本
钢结构在目前总体上费用比混凝土和其它结构高，但在高层建筑或轻型厂房等方面却显示出其优越性。比如高层建筑中，构配件截面积小，可有效增加使用面积，同时结构楼层厚度小．可增加有效高度或层数，在一些轻型厂房或仓库中，轻型钢结构由于施工方便和快速，其经济性能甚至远远高于混凝土结构。
4 建筑钢结构发展问题
4.1 认识不足
人们现在对钢结构的认识还不够彻底，还存在一种认识：就是钢结构造价高，施工要求精度高，技术上难以达到等问题。这种认识限制了人们在项目决策阶段采用钢结构，这是推广钢结构一个最大的阻力。
4.2 材料性能一般
由于钢材耐火性、耐腐蚀性差等缺点，限制了钢结构的使用。开发耐火钢和耐侯钢可能是一个有效的方法。现有的型钢的品种和规格都满足不了钢结构发展的需要，开发新品种的型钢和增加型钢的规格也是钢结构发展所要解决的一个重要的问题。
4.3 设计不足
钢网架、轻钢结构的设计程序已经比较成熟了，但高层钢结构的设计程序还有待于进一步研究，在高层钢结构的设计程序中静力弹塑性分析还很少采用；弹塑性动力时程分析仍是难点。钢结构住宅的通用设计程序也有待于开发。发挥高等学校、科研院所和设计单位各自的优势联合攻关，可能是开发设计程序的有效捷径。
5 建筑钢结构发展有效措施
5.1 制定各种政策措施，加强宣传和试点，推进钢结构的发展。
我国的建筑技术政策(1996～2010年)中对钢结构的推广进行了指导，在具体的推进过程中，还需要政府在相关的科研经费、规范标准制定、税收减免、政策保证等方面进行支持。同时要加强宣传和试点，改变人们的传统意识，充分认识钢结构的优点，让社会逐渐接受钢结构，社会的需求才是技术进步根本动力。
5.2 完善设计方法
目前，国内的钢结构设计软件主要有中国建筑科学研究院开发的PKPM钢结构系列软件、同济大学开发的3D3S空间结构分析设计软件、西安建筑科技大学钢结构研究所开发的LGFD轻型门式刚架设计软件等。这些软件同国外同类软件相比尚有一定的差距，有待进一步完善。科研和设计部门围绕钢结构的使用，应努力开发出适合钢结构的设计软件，构配件体系，以及抗震、防火和保温技术，以实现技术可行、经济合理的目标，奠定钢结构应用的基础。而施工企业应研究各种现代施工方法，促进施工生产的工业化，进而形成整个建筑物建设过程中的产业化。
结束语：
综上所述，我们有理由相信，在国家政策的正确引导下，随着人们认识的提高和设计、施工水平的提高，钢结构必将成为一个非常兴旺产业，随着轻型钢结构的大量应用于生产和生活，钢结构本身的优点更需要在结构设计中充分利用，同时钢结构的缺点也需要设计方面采取有效的措施进行避免。
参考文献：
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[2] 钟善桐.以创新精神发展组合结构进入新世纪［J］.哈尔滨建筑大学学报.（增刊）
[3] 詹瑜.钢结构住宅发展现状及效益分析[D].华南理工大学,2012.
论文作者:苗帅
论文发表刊物:《防护工程》2017年第34期
论文发表时间:2018/4/3
标签：钢结构论文; 结构论文; 建筑论文; 空间结构论文; 高层论文; 型钢论文; 轻钢论文; 《防护工程》2017年第34期论文;