國外建筑鋼結構應用情況

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1、建筑用鋼占總鋼產量的比重
    近數十年來,前蘇聯(lián)、美國、日本三個國家一直是世界上鋼產量居前三位的國家,其鋼產量輪流位居世界第一位。因此,這幾個國家的建筑鋼結構建設事業(yè)蓬勃發(fā)展。而在同一時期, 我國在這方面的發(fā)展則比較緩慢,水平也相對落后。近幾年來,隨著我國改革開放政策的實行和推進,我國的經濟建設工作取得了突飛猛進的進展。在此期間,我國的鋼產量一躍成為世界第一位。1996年,我國鋼產量首次突破億噸大關;1998年我國鋼產量已達11434萬t,而且每年增產300萬t.鋼產量的增長為發(fā)展我國建筑鋼結構建設事業(yè)創(chuàng)造了極好的時機。但目前,我國與發(fā)達國家相比在許多方面還存在著明顯的差距,因此,為了推動我國建筑鋼結構的進一步發(fā)展和應用,我們急需了解國外建筑鋼結構的應用概況。
    中國的建筑用鋼總量約占全部鋼產量的20%~25%,而工業(yè)發(fā)達的國家則占30%以上。如美國和日本,該項指標均已超過50%.在我國,鋼在建筑中主要用于建筑用鋼結構,鋼筋混凝土用鋼筋,鋼絞線,鋼絲,門窗等,而其中鋼結構用鋼只占10%左右,在我國一億噸的鋼產量中,真正用于鋼結構上的也就200~300萬噸。
    根據1998年中期美國金屬建筑行業(yè)分布的一些數據,美國金屬建筑行業(yè)的發(fā)展和市場的基本 情況是:在20世紀50、60、70、80和90年代,以百萬美元計的年銷售額/以萬噸計的年加工量分別為150/30、300/65、1200/110、1500/125和2200/190,如以50年代為例相應的增長倍數 分別達到1.2/2、2.8/3、7.10/5、7和15/6.3倍。從中可以看出,美國的建筑用金屬年銷售額增長很快,估計目前已經超過25億美元,年加工量也已經達到200萬噸以上。
    2、低層、多層建筑鋼結構和輕鋼結構
    美國金屬建筑的主要市場分布:工業(yè)(生產用廠房、倉庫及輔助設施等)、商業(yè)(商場、旅館 、展覽館、醫(yī)院、辦公大樓等)、社區(qū)(私有及公有社區(qū)活動中心及建筑如學校、體育館、圖書館 、教堂等)、綜合等方面,分別占到46%、31%、14%和9%的份額。
    在美國,低層建筑中采用鋼結構還是很普遍的。美國鋼結構學會和金屬房屋制造協(xié)會(AISC 和MBMA)聯(lián)合編制了低層建筑的設計指南。所謂低層建筑是指層高低于18m,層數不超過5層的工業(yè)廠房、倉庫、辦公室及其他的辦公和社區(qū)建筑等,其中兩層以下的非居住用樓房建筑占70%.
    輕鋼建筑在一些發(fā)達國家已被廣泛應用于工廠、倉庫、體育館、展覽館、超市等建筑。所謂輕鋼是指以彩鋼板作為屋面和墻面,以薄壁型鋼作檁條和圈梁,以焊接建筑鋼結構。
    3、高層及超高層鋼結構
    由于人類文化生活不斷提高,對高層、大跨度建筑的要求也就越來越高。而鋼結構本身具備自重輕,強度高,施工快等獨特優(yōu)點,因此對高層、大跨度,尤其是超高層、超大跨度,采用鋼結構更是非常理想。目前世界上,的結構采用的都是鋼結構,而歷屆奧運會的場館也多采用鋼結構。世界上目前已經建成的幾個純鋼結構建筑為目前世界上的超高層建筑,它們是:
    1931年建成的102層、高381m的美國紐約帝國大廈(1969年以前一直是的);
    1969年建成的110層、高417m的美國紐約世界貿易中心(南北兩座);
    1970年建成的110層、高443m的美國芝加哥西爾斯大廈;
    1996年建成的高450m的馬來西亞雙塔石油大廈(KLCC,號稱目前世界,但美國的西爾斯大廈有異議);
    我國于1997年建成的上海金茂大廈為95層,建筑高度421m,結構高度395m,也躋身于世界行列。如果上海浦東環(huán)球金融中心大廈(95層460m)建成,則堪稱世界,實為我國一大光榮。深圳賽格廣場大廈70層、高279m,為世界上的全部采用鋼管混凝土的超高層建筑,這又是我國的一大光榮。
    巨型鋼結構為高層或超高層建筑的一種嶄新體系,它是為了滿足特殊功能或綜合功能而產生的。它具有良好的建筑適應性和潛在的高效結構性能,是一種很有發(fā)展的結構。如日本千葉縣43層、高180m的NEC大樓,該建筑內部布置大開口和大空間庭院,其巨型結構是由四根巨型結構柱和四個巨型的空間桁架梁組成的巨型空間桁架體系。經分析,這種體系具有極強的抗推剛度。另一例是德國法蘭克福1997年建成的商業(yè)銀行新大樓,63層、高298.74m,也是歐洲的一棟超高層建筑。該建筑平面為邊長60m的等邊三角形,其結構體系是以三角形頂點的三個獨立框筒。