时间：2013-11-29 分类：建筑设计
摘要：钢结构工程是以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。钢结构是现代建筑工程中较普通的结构形式之一。建筑业引进大型钢结构主要具有抗震性、抗风性、耐久性和舒适性等优点，本文就大型钢结构施工存在的主要问题进行探讨，并总结了大型钢结构连接施工的常用方法，希望对后续研究有所帮助和启发。
关键词：钢结构,发展现状,施工技术
1、钢结构住宅国内外的发展状况
1.1在许多工业发达国家如美国、日本、英国、澳大利亚,钢结构建筑的发展和应用已有几十年的历史。建筑行业实习生招聘专家告诉我们，美国钢结构住宅所占建筑总面积的比例从20世纪90年代的5%已经发展到现在的25%以上,日本及澳大利亚钢结构建筑占全部建筑的50%以上。
2、钢结构住宅的优点
2.1建筑行业实习生招聘专家称，钢结构住宅是目前最具有发展潜力的环保节能型住宅,突破了中国\"秦砖汉瓦\"式的传统建造模式,替代了传统的红砖及混凝土,完全使用工业化生产的建筑材料,集众多优点于一身,是二十一世纪人类居住环境的理想建筑。
3、钢结构住宅的结构体系
3.1钢结构承重及支撑体系的组合型式有多种,应用于住宅的主要有钢框架结构体系、钢支撑框架体系、钢框架-抗剪桁架结构体系、交错桁架结构体系。建筑行业专家称，钢框架体系结构简单、受力明确、平面布置灵活、结构刚度均匀、抗震性能好,属典型的柔性结构体系,其侧向刚度差;钢支撑框架结构体系通常用槽钢或角钢在墙体平面内布置垂直支撑体系,能够有效抵抗水平荷载,提高侧向刚度,减小层间位移。钢结构住宅承重体系构件一般采用热轧或高频焊接H型钢,热轧或焊接工字钢、方钢管、圆钢管或冷弯薄壁型钢。
4、建筑业引进大型钢结构的优势
4.1钢结构在我国建筑行业中的应用已持续较长的时间，其体现出来的综合性能是极为优越的。城市现代化建设步伐加快之后，早期的小型钢结构已无法适应\"高性能、高强度、高标准\"的建筑物施工指标，对于大面积的建筑物应积极采用大型钢结构作为支护体系，以确保项目施工在安全、稳定的环境下进行。大型钢结构是中小型钢结构的改造形式，其凸显出来的优势是多个方面的，具体表现为：抗震性、抗风性、耐久性和舒适性。
4.2抗震性。我国是一个地质环境多变的国家，建筑工程在作业期间常会遇到各种自然灾害，地震则是最为严重的病害之一。勘测发现，改革开放之前建成的一批建筑物，因抗震性能薄弱而无法承受强烈的震动破坏，建筑内结构产生墙体裂缝等病害。大型钢结构推广应用后，抗震性能得到了明显的加强，逐渐取代了混凝土结构或中小型钢结构，抗震性能要强于普通结构的3倍以上。
4.3 抗风性。风力是破坏建筑物结构完整性的一大病害，强烈的风力会在短时间内损坏建筑物的主体构造，极易造成人员伤亡事故。大型钢结构具有优越的抗风性能，遇到强风袭击时可抵制风力的冲击，维护建筑物结构的牢固性。目前，对于西部多风地区的建筑施工，常采用轻型钢建立防御体系。不仅降低了建筑物的自身载重，当出现强风袭击时也能防止建筑物结构受损产生的不利影响。
4.4耐久性。根据使用性能的不同，大型钢结构可分为轻钢、重钢等两种结构，施工单位可参照业主的具体使用要求选择两种结构。以轻钢结构为例，大型轻钢多数选择冷弯薄壁钢构件体系构成，钢骨则使用抗腐蚀、抗高温、抗损坏等性能较强的材料制造。这种轻钢组合体的耐久性特点明显，既表现在对建筑物较强的支撑作用上，也体现于对延迟钢结构使用寿命上，最久可达百年以上。
4.5舒适性。物质生活水平的提高使得人们对建筑物的使用要求更高，\"舒适性\"已经成为衡量建筑施工质量的参考标准。对于住宅型建筑物，大型钢结构能为广大业主创造良好的居住环境，如：适当调节室内空气、保持屋顶正常通风、有效隔除外在噪音等。另外，轻型钢结构所用的材料也是绿色建材，施工期间产生的垃圾物或废弃物数量大大降低，对多余的钢结构材料也可回收利用。。
5、我国钢结构住宅的前景展望
5.1建筑行业实习生招聘专家称，目前,国内的建筑业生产效率较低,尚属劳动密集型产业,而钢结构住宅属于高技术高效率的产业,加快对钢结构住宅的研究,将促进建筑业向技术密集型产业转化,并将带动建材、冶金、机械尤其是钢铁企业的发展。中国钢结构协会编制的《2009-2012年钢结构行业态势运行发展趋势预测报告》指出,\"节能减排\"继续成为我国经济发展的一项重要工作,是可持续发展的一项基本国策,因而具有节能、环保、绿色优势的钢结构被市场看好。按照早先中国钢结构协会制定的《钢结构行业\"十一五\"发展规划建议书》显示,2010年钢结构产量将达到2600万吨。建筑行业实习生招聘专家告诉我们，根据目前掌握的资料计算,2010年我国钢结构行业拟达3000万-4000万吨制造能力,说明我国钢结构行业存在着较大的发展空间。
6、大型钢结构施工存在的主要问题
6.1我国建筑行业的持续发展不仅关系着社会主义现代化建设进程的加快，也影响了国民经济收入水平的变化。积极推广大型钢结构能够保证建筑工程的作业质量，让建筑物发挥最大的使用价值满足业主的需要。从实际情况来说，引进大型钢结构是未来建筑业改革的必然趋势，但落后的施工技术往往会影响到最终的竣工质量，损坏了企业在市场上的信誉形象。大型钢结构施工存在的问题集中于其复杂、多变、频发等特点。#p#分页标题#e#
6.2复杂性。大型钢结构在支撑面积方面得到了拓宽，适用于大面积建筑工程的建造，其在组合安装过程中体现出来的复杂性特点尤为显著。焊接是钢结构应用的主要工艺流程之一，因大型钢结构组合的单件数量较多，焊接操作对接缝的质量要求十分严格。施工单位在采购钢质材料阶段，缺少材料质量检测环节，对所用钢材的性能、型号没有对号入座，焊接接缝的质量不合标准规定。
6.3严重性。行业调查显示，2011年我国建筑行业的意外伤亡率比以往上升十个百分点，钢结构施工意外占据了重要部分。大型钢结构施工的严重性表现在危险性特点上，如：重型钢结构施工，其起吊重量大于25吨，每平米用钢量大于50KG/M2，钢材处理的安全问题受到了高度关注，若施工期间调控不当则会引起意外事故，给企业或个人均造成了不利的影响，且阻碍了工程作业的持续性。
6.4多变性。根据建筑材料理论研究，钢属于不稳定性的金属材料，其结构性能常处于多变性状态。大型钢结构是多个单体构件焊接而成，焊缝开裂会导致其连接性能受损，使整个钢结构失去了原有的固定作用。如：高层建筑的钢结构常会受到外界雨水、低温、潮湿等不良因素的影响，经过一段时间后会出现开裂现象，同时建筑物结构应力过于集中会破坏钢结构的牢固性及稳定性。
6.5频发性。建筑材料性能的改善意味着施工技术的提高，这对从事工程建设人员的技能要求更为严格。鉴于混凝土结构在我国推广时间之久，多数施工人员掌握的技能仅适用于混凝土结构操作，对于大型钢结构的操作技能尚未全面掌控。而缺乏专业的技术培训体系，更是增加了施工人员的作业风险。由于人为因素操作不当造成的意外事故屡见不鲜，给钢结构施工管理带来了很大的难度。
7、结语
综上所言，\"节能降耗\"是新时期建筑行业的新概念，与我国市场经济的可持续发展要求相一致。节能保温是发展绿色建筑的首要条件，而大型钢结构的使用恰好满足了这一要求。除了上述优势外，采用大型钢结构可配用相关的保温隔热材料，建筑物可起到较好的保温隔热效果，外墙保温板的应用防止墙体出现\"冷桥\"问题。相对于重型钢，轻型钢的保温性能更加优越而成为建筑施工的常用方式，施工单位应安排专业人员完善综合检测功能，保证大型钢结构质量符合要求。
本文选自国家级期刊《中国建筑金属结构》。《中国建筑金属结构》杂志全面反映我国建筑金属结构行业的发展方向、方针、政策、法规，企业的科技创新、科技进步、科技成果及其管理经验。主要报导全国建筑工程领域中广泛使用的钢、木、铝、塑门窗，建筑幕墙、钢结构、采暖散热器、门窗配套件、模板、扣件、给排水设备等以及与之相关的材料、设备、产品和新标准、新技术、新工艺、新成果。
