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摘 要：建筑行业已经成为目前我国迅速发展的行业之一，随着人们生活水平不断提高，对于建筑的要求也在不断增加，建筑物越来越高就是其中要求的一种具体体现。贵州省也随着时代发展的潮流修建了许多高层建筑，笔者通过总结贵州当地应用情况，结合国内外相关先进经验，对钢结构在应用上的优劣点进行阐述与对比，详细论述钢结构在我国高层建筑中应用的优点。
关键词：高层建筑；钢结构；高层钢结构；钢结构应用
随着我国经济飞速发展，在上世纪80年代中期的时候，北京、上海等地就已经完成了40余座高层建筑。笔者通过总结自身工作经验，结合国内、国外相关工作经验以及先进施工手段，对高层建筑钢结构的实用性进行详细论证。
1 我国高层建筑钢结构存在的问题
1.1 原料刚才供应
当前情况下，我国生产H型钢材的厂家比较少，并且生产规格不齐全，只能满足小范围、小批供应。虽然上海宝钢目前已经可以生产适合高层建筑钢结构使用的柱子以及竖方向支撑时使用的大于40mm的刚材，但是负荷Z方向断面收缩率规定厚钢板仍然需要提高。否则，想要让钢材满足建筑设计的需求，就需要从国外进口钢材，从而导致施工成本增高，并且长途运输过程中会发生种种意外情况，延迟工期。
1.2 钢结构耐火性差
目前我国生产的钢材，在早期火灾的时候，构件温度会急速上升，并且钢材屈服强度以及弹性模量将会因为温度的上升而迅速下降。当火场温度达到350℃的时候，强度会下降30%，当火场温度到达500℃的时候，强度会下降50%。当温度达到600℃的时候，结构会完全丧失在承载方面的能力，结构体急剧变形，最终导致结构倒塌。
1.3 结构设计不合理
钢结构自身虽然具有一定延伸性，但是由于地震的随机性以及实际工作中结构复杂性，所以结构时刻会遭受到破坏。在地震的时候，部分钢结构的连接点会开裂，情况严重时，甚至会导致桩子脆性断裂，所以当结构设计不合理时，钢结构同样面临破坏风险。
2 钢结构优点与缺点
2.1 钢材质地均匀
钢材自身的材料性能与力学计算方面的假定比较符合，并且钢材内部组织接近各项同性，钢材质地自身波动范围比较小，属于理想弹性材料，并且在固定的受力幅度内，属于完全弹性的，并且实际受力状态与工程力学的计算结果相符。
2.2 钢材塑性、韧性好
钢结构在普通条件下，不会发生因为超载的原因造成断裂的现象，刚才自身可以将峰值应力重新分配，并且可以让应力变化幅度逐渐趋于平缓。因为钢材自身具有良好的塑性以及韧性，所以对于载荷适应能力比较强，在地震的作用下，通过结构自身弹性形变以及塑性形变，可以在很高程度上吸收地震带来的能量，从而达到提升钢结构抗震性的目的。从历年来的地震灾害调查表中我们可以发现，全钢结构在地震中受到的损害与其他结构相比，明显减少。
2.3 高强度低重量
钢结构自身强度比较高，并且与混凝土结构比较起来，钢结构的截面面积比较小，从而有效增加了建筑的实际使用面积。钢结构与建造相比较的混凝土建筑物相比，高层钢结构主体截面的面积要比高层混凝土结构截面少一半。钢结构自身重量比较轻，为混凝土结构的1/2-3/5之间，结构自身的重量比较小，从而减少地震作用的响应，并且也可以减小结构设计的内力。并且钢结构自身重量比较低，可以减少工程造价，钢结构这一优势在贵州省的优势格外明显。
2.4 制造周期较短、施工速度快
大部分钢结构的零件均在工厂进行生产，之后送往施工现场进行焊接或者组装，并且可以实现全天候作业。因为钢结构自身韧性比较强，所以在承担结构自身荷载力以及施工荷载力方面，不需要进行支模以拆模工作，所以降低了工程成本，而且大幅度加快了施工速度。经笔者多年工作经验总结，钢结构的施工速度比混凝土结构施工速度快1.5倍。
2.5 外形美观，可塑性比较强
钢结构与其他结构所比较，钢结构的建筑可以超越结构自身的束缚，创造出多彩多样的空间以及形象，并且可以产生轻盈通透的效果。斜线、曲线等线条作为修饰钢结构的一种常用的造型手段，经实践表明，在钢结构中十分适合。
2.6 符合我国可持续发展政策
钢结构产业属于一种绿色环保的建筑行业产业，其自身对于资源、能源的利用比较合理。钢结构对于环境的破坏比较小，可以很好的解决当前施工需求以及可持续发展的一项实用手段。钢材属于一种可以再循环的材料，施工过程中剩下的边角料均可以通过回收进行再次利用。钢结构与混凝土结构之间，在有害气体排放量上，钢结构排放的气体仅为混凝土结构的65%。并且钢结构施工中，使用砂土、水泥等散料的情况比较少，从根本上解决了施工现场尘土飞扬、废弃物堆积如山的情况。
钢材结构以其优越的自身优势以及显著的经济优势，被我国许多地区应用到实际生产生活中，并且取得了相当不错的经济、环保方面的效益。
3 高层建筑钢结构体系
3.1 框架-支撑结构
這种体系属于目前我国建筑钢结构中最为常见的一种体系，其特点是框架与支撑协同工作，提供较大的抗侧刚度，承担相应的水平力，形成二道防线结构体系。在结构设计时，可以根据建筑物自身实际特点，综合刚度、形式等特性，选择合适的支撑形式，支撑方式包括中心支撑、偏心支撑、嵌入式的墙板以及跨层支撑等方面。主体结构抗侧力构件，通常是根据结构特点或是设计单位自身习惯来决定的。
3.2 简体结构
简体结构属于受力性能比较好的一种结构，内外筒都可以提供较大的抗弯刚度，也可以起到二道防线的效果。通常情况下，外框筒承受30～40%的水平力。
3.3 巨型框架
巨型框架在高层建筑钢结构中属于新兴起的一种。其中外露巨型框架的支撑体系，因为丰富了建筑立面，进而成为目前我国建筑业中比较时髦的一种处理方法。巨型框架虽好，但是想要彻底发挥其作用，还需要进行进一步的研究。 3.4 钢框架-钢筋混凝土核心筒的混合结构
钢框架-钢筋混凝土核心筒的混合结构在我国应用十分广泛，该结构从自身重量、施工速度、工程造价等方面，完全优于钢筋混凝土结构，所以被业主广泛接受。
4 结束语
我国在钢材方面，起步要比其余国家晚上许多。自从上世纪80年代之后，我国钢材产业有了日新月异的变化，在产量上发生了巨大的突破。但是钢材产量虽然提升迅速，但是我国却没有相对应的工程消化这部分生产力，所以国家在2000年的时候，对钢材进行了产量控制。这种限制政策的颁布明显制约了我国钢材产业的发展，也削弱了我国钢材产业的国际总体竞争力。从发达国家的发展过程中来看，钢材属于建筑业发展过程中的一种刚性需求，是必须要对其进行深度发展的一种建筑材料。另外，钢材本身具有许多优点，所以在之后的几年中，逐渐受到国家的重视。与此同时，钢材自身的特性也完全符合我国可持续发展的要求，钢材自身就是一种可持续发展的建筑类的环保型材料。
从上述论点中可以得出结论，日后我国钢结构在高层建筑中的应用必然会越来越普遍，并且使用水平会越来越高。笔者通过分析我国高层建筑钢结构的应用，对钢结构自身的利与弊进行了详细论述，希望可以为我国钢材的发展贡献出自己的一份绵薄之力。
参考文献
[1]徐伟良，龙莉萍.高层钢结构建筑和新型轻钢结构建筑在我国的发展[J].重庆建筑大学学报，2013（12）：52～57.
[2]张洁.钢结构在我国高层建筑中应用现状的评述（上）[J].四川建筑科学研究，2011，（2）.
[3]董石麟，鄧华.预应力网架结构的简捷计算法及施工张拉全过程分析[J].建筑结构学报，2013，22（2）：18～22.
[4]张其林，罗晓群，高振锋，李子旭.钢结构施工过程的数值跟踪和图形模拟[J].同济大学学报，2012，32（10）：1295～1299.
[5]ChoiCK， Chung HK， Lee D G， Wilson E L. Simplifiedbuilding analysis withsequential dead loads-CFM[J].Journal of Structural Engineering， ASCE，2012，118（4）：944～954.
[6]彭明祥，刘军进，王翠坤，等.CCTV主楼施工过程结构关键点位的变形监测技术[J].建筑科学，2009，25（11）：91～94.
[7]张玉玲，锷志斌，王丽.P1家体育场大跨度钢结构温度监测系统研究及其在卸载吋的应用[J].施工技术，2012，23（109）：51～54.
[8]Gruttman F， Saner R；Wagner W. A geometrical nonlinear eccentric 3D-beam elementwith arbitrarycross-sections[J].Computermethods in applied mechanicsandengineering，1998，160（2）：383～400.
作者简介：任廷坚（1966-），男，贵州人，本科，高级工程师，主要从事建筑结构设计方面的工作。
关键词：高层建筑；钢结构；高层钢结构；钢结构应用
随着我国经济飞速发展，在上世纪80年代中期的时候，北京、上海等地就已经完成了40余座高层建筑。笔者通过总结自身工作经验，结合国内、国外相关工作经验以及先进施工手段，对高层建筑钢结构的实用性进行详细论证。
1 我国高层建筑钢结构存在的问题
1.1 原料刚才供应
当前情况下，我国生产H型钢材的厂家比较少，并且生产规格不齐全，只能满足小范围、小批供应。虽然上海宝钢目前已经可以生产适合高层建筑钢结构使用的柱子以及竖方向支撑时使用的大于40mm的刚材，但是负荷Z方向断面收缩率规定厚钢板仍然需要提高。否则，想要让钢材满足建筑设计的需求，就需要从国外进口钢材，从而导致施工成本增高，并且长途运输过程中会发生种种意外情况，延迟工期。
1.2 钢结构耐火性差
目前我国生产的钢材，在早期火灾的时候，构件温度会急速上升，并且钢材屈服强度以及弹性模量将会因为温度的上升而迅速下降。当火场温度达到350℃的时候，强度会下降30%，当火场温度到达500℃的时候，强度会下降50%。当温度达到600℃的时候，结构会完全丧失在承载方面的能力，结构体急剧变形，最终导致结构倒塌。
1.3 结构设计不合理
钢结构自身虽然具有一定延伸性，但是由于地震的随机性以及实际工作中结构复杂性，所以结构时刻会遭受到破坏。在地震的时候，部分钢结构的连接点会开裂，情况严重时，甚至会导致桩子脆性断裂，所以当结构设计不合理时，钢结构同样面临破坏风险。
2 钢结构优点与缺点
2.1 钢材质地均匀
钢材自身的材料性能与力学计算方面的假定比较符合，并且钢材内部组织接近各项同性，钢材质地自身波动范围比较小，属于理想弹性材料，并且在固定的受力幅度内，属于完全弹性的，并且实际受力状态与工程力学的计算结果相符。
2.2 钢材塑性、韧性好
钢结构在普通条件下，不会发生因为超载的原因造成断裂的现象，刚才自身可以将峰值应力重新分配，并且可以让应力变化幅度逐渐趋于平缓。因为钢材自身具有良好的塑性以及韧性，所以对于载荷适应能力比较强，在地震的作用下，通过结构自身弹性形变以及塑性形变，可以在很高程度上吸收地震带来的能量，从而达到提升钢结构抗震性的目的。从历年来的地震灾害调查表中我们可以发现，全钢结构在地震中受到的损害与其他结构相比，明显减少。
2.3 高强度低重量
钢结构自身强度比较高，并且与混凝土结构比较起来，钢结构的截面面积比较小，从而有效增加了建筑的实际使用面积。钢结构与建造相比较的混凝土建筑物相比，高层钢结构主体截面的面积要比高层混凝土结构截面少一半。钢结构自身重量比较轻，为混凝土结构的1/2-3/5之间，结构自身的重量比较小，从而减少地震作用的响应，并且也可以减小结构设计的内力。并且钢结构自身重量比较低，可以减少工程造价，钢结构这一优势在贵州省的优势格外明显。
2.4 制造周期较短、施工速度快
大部分钢结构的零件均在工厂进行生产，之后送往施工现场进行焊接或者组装，并且可以实现全天候作业。因为钢结构自身韧性比较强，所以在承担结构自身荷载力以及施工荷载力方面，不需要进行支模以拆模工作，所以降低了工程成本，而且大幅度加快了施工速度。经笔者多年工作经验总结，钢结构的施工速度比混凝土结构施工速度快1.5倍。
2.5 外形美观，可塑性比较强
钢结构与其他结构所比较，钢结构的建筑可以超越结构自身的束缚，创造出多彩多样的空间以及形象，并且可以产生轻盈通透的效果。斜线、曲线等线条作为修饰钢结构的一种常用的造型手段，经实践表明，在钢结构中十分适合。
2.6 符合我国可持续发展政策
钢结构产业属于一种绿色环保的建筑行业产业，其自身对于资源、能源的利用比较合理。钢结构对于环境的破坏比较小，可以很好的解决当前施工需求以及可持续发展的一项实用手段。钢材属于一种可以再循环的材料，施工过程中剩下的边角料均可以通过回收进行再次利用。钢结构与混凝土结构之间，在有害气体排放量上，钢结构排放的气体仅为混凝土结构的65%。并且钢结构施工中，使用砂土、水泥等散料的情况比较少，从根本上解决了施工现场尘土飞扬、废弃物堆积如山的情况。
钢材结构以其优越的自身优势以及显著的经济优势，被我国许多地区应用到实际生产生活中，并且取得了相当不错的经济、环保方面的效益。
3 高层建筑钢结构体系
3.1 框架-支撑结构
這种体系属于目前我国建筑钢结构中最为常见的一种体系，其特点是框架与支撑协同工作，提供较大的抗侧刚度，承担相应的水平力，形成二道防线结构体系。在结构设计时，可以根据建筑物自身实际特点，综合刚度、形式等特性，选择合适的支撑形式，支撑方式包括中心支撑、偏心支撑、嵌入式的墙板以及跨层支撑等方面。主体结构抗侧力构件，通常是根据结构特点或是设计单位自身习惯来决定的。
3.2 简体结构
简体结构属于受力性能比较好的一种结构，内外筒都可以提供较大的抗弯刚度，也可以起到二道防线的效果。通常情况下，外框筒承受30～40%的水平力。
3.3 巨型框架
巨型框架在高层建筑钢结构中属于新兴起的一种。其中外露巨型框架的支撑体系，因为丰富了建筑立面，进而成为目前我国建筑业中比较时髦的一种处理方法。巨型框架虽好，但是想要彻底发挥其作用，还需要进行进一步的研究。 3.4 钢框架-钢筋混凝土核心筒的混合结构
钢框架-钢筋混凝土核心筒的混合结构在我国应用十分广泛，该结构从自身重量、施工速度、工程造价等方面，完全优于钢筋混凝土结构，所以被业主广泛接受。
4 结束语
我国在钢材方面，起步要比其余国家晚上许多。自从上世纪80年代之后，我国钢材产业有了日新月异的变化，在产量上发生了巨大的突破。但是钢材产量虽然提升迅速，但是我国却没有相对应的工程消化这部分生产力，所以国家在2000年的时候，对钢材进行了产量控制。这种限制政策的颁布明显制约了我国钢材产业的发展，也削弱了我国钢材产业的国际总体竞争力。从发达国家的发展过程中来看，钢材属于建筑业发展过程中的一种刚性需求，是必须要对其进行深度发展的一种建筑材料。另外，钢材本身具有许多优点，所以在之后的几年中，逐渐受到国家的重视。与此同时，钢材自身的特性也完全符合我国可持续发展的要求，钢材自身就是一种可持续发展的建筑类的环保型材料。
从上述论点中可以得出结论，日后我国钢结构在高层建筑中的应用必然会越来越普遍，并且使用水平会越来越高。笔者通过分析我国高层建筑钢结构的应用，对钢结构自身的利与弊进行了详细论述，希望可以为我国钢材的发展贡献出自己的一份绵薄之力。
参考文献
[1]徐伟良，龙莉萍.高层钢结构建筑和新型轻钢结构建筑在我国的发展[J].重庆建筑大学学报，2013（12）：52～57.
[2]张洁.钢结构在我国高层建筑中应用现状的评述（上）[J].四川建筑科学研究，2011，（2）.
[3]董石麟，鄧华.预应力网架结构的简捷计算法及施工张拉全过程分析[J].建筑结构学报，2013，22（2）：18～22.
[4]张其林，罗晓群，高振锋，李子旭.钢结构施工过程的数值跟踪和图形模拟[J].同济大学学报，2012，32（10）：1295～1299.
[5]ChoiCK， Chung HK， Lee D G， Wilson E L. Simplifiedbuilding analysis withsequential dead loads-CFM[J].Journal of Structural Engineering， ASCE，2012，118（4）：944～954.
[6]彭明祥，刘军进，王翠坤，等.CCTV主楼施工过程结构关键点位的变形监测技术[J].建筑科学，2009，25（11）：91～94.
[7]张玉玲，锷志斌，王丽.P1家体育场大跨度钢结构温度监测系统研究及其在卸载吋的应用[J].施工技术，2012，23（109）：51～54.
[8]Gruttman F， Saner R；Wagner W. A geometrical nonlinear eccentric 3D-beam elementwith arbitrarycross-sections[J].Computermethods in applied mechanicsandengineering，1998，160（2）：383～400.
作者简介：任廷坚（1966-），男，贵州人，本科，高级工程师，主要从事建筑结构设计方面的工作。