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【摘 要】随着科技的发展，新型材料的运用越来越广泛，而钢材是其中普遍采用的一种。以钢结构为主体的建筑已经成为现代空间结构发展的主流，钢结构建筑与钢筋混凝土、砌体、木结构建筑相比有着一定的共性和个性。近年来，钢结构更加广泛应用于公共建筑中，钢结构施工速度快，施工污染小，重量轻，这些优势让它成为未来的发展趋势。
【关键词】钢结构；钢结构建筑；优越性
1、钢结构建筑的分类
（一） 高层重型钢结构
高层钢结构建筑是一个国家经济实力和科技水平的反映，又往往被当作一个城市的标志性建筑。从20世纪80年代至今我国已建成多幢高层钢结构建筑。上海环球金融中心（101层、高492米、用钢量6.5万吨），是中国大陆最高的建筑。
（二） 大跨度、空间钢结构（包括膜结构）
近年来，以网架和网壳为代表的空间结构继续大量发展，不仅用于民用建筑，而且用于工业厂房、候机厅、体育馆、大剧院、博物馆等。无论在使用范围、结构形式、安装施工工法等方面均具有中国建筑结构的特色。如杭州、成都、西安、长春、北京、上海、武汉、济南、郑州等地的飞机航站楼、机库、会展中心等建筑，都采用圆钢管、矩型钢管制作为空间桁架、拱架及斜拉网架结构，其新颖和富有现代特色的风格使它们成为了所在城市的标志性建筑。
（三） 轻钢结构
轻钢结构是相对于重钢结构而言的，其类型有门式钢架、拱型波纹钢屋盖结构等，用钢量（不含钢筋用量）一般为每平方米约30公斤。门式钢架房屋跨度一般不超过40米，个别达到70多米，单跨或多跨均用。单层为主，也可用于二层或者三层建筑。门式钢架和拱型波纹钢屋架都有相应的设计施工规程、专用软件和通用图集。
（四） 钢-混凝土组合结构
钢-混凝土组合结构是充分发挥刚辞和混凝土两种材料各自优点的合理组合，不但具有优良的静、动力工作性能，而且能大量节约钢材、降低工程造价和加快施工进度，同时，对环境污染也较小，符合我国建筑结构发展的方向。深圳赛格广场大厦，高291.6米，属世界最高的钢-混凝土组合结构。
2、钢结构设计中应注意的问题
2.1、钢结构的腐蚀及防腐
造成钢结构腐蚀的原因很多。首先是環境因素，钢结构长期暴露在相对湿度比较大的环境中，就会产生腐蚀现象，而且环境中的酸、盐等化学物质也会使钢结构的腐蚀加速；其次是由于设计的不合理，例如：钢架和墙体之间应该保留足够的空间，便于维护；还有施工时控制不良，主要是由于涂料质量控制及施工过程涂膜厚度的检查不严格造成腐蚀问题出现。钢结构的腐蚀生锈降低钢结构的强度和承载能力，减少钢结构的使用寿命，一旦由于腐蚀造成钢结构变形、断裂、垮塌就会造成难以挽回的损失，并且钢结构腐蚀影响建筑物的美观。因此，当务之急是做好防腐工作。选择防腐涂料要考虑涂料的防腐年限、保光保色性、是否便于维修等。防腐蚀年限小于5年为短期防腐蚀、5年至15年为中等防腐蚀、大于15年为长效防腐蚀。室外钢结构宜采用环氧富锌底漆两度、环氧云铁中间漆两度、聚氨酯面漆两度，总漆膜厚度不小于150μm的长效防腐涂料。室内钢结构宜采用铁红醇酸底漆一度、云铁醇酸防锈漆一度、醇酸面漆两度，总漆膜厚度160μm。
2.2、钢结构稳定问题的分析方法
钢结构的稳定分析，已经由线性理论发展到非线性理论。早期的线性理论分析不能很好的反映材料的特性、缺陷，所得到的临界荷载也大大高于试验荷载。随着非线性理论的发展，目前非线性理论在钢结构稳定分析中得到了广泛的应用。它可以同时考虑材料非线性以及结构变形的影响，还可以计入结构的初始缺陷的影响，让失稳的临界荷载接近于试验结果。尽管如此，钢结构稳定分析也仍然存在一些问题，比如，对于网壳结构，现在一般应用梁—柱单元作为主要计算工具，但梁—柱单元是否能比较确切的反映结构的受力特点，还难有定论。此外，钢结构的结构形式多样化，常常会出现一些新型结构，对这些新型结构的研究也还要不断完善。
3、钢结构的建筑的优势
（一）钢结构建筑工程优点
钢结构的容重虽然较大，但与其他建筑材料相比，它的强度却高得多，因而当承受的荷载和条件相同时，钢结构要比其他类型结构轻。
a、大跨度、大开间，有利于功能、空间的灵活布置
钢结构住宅采用框架体系，改变了传统砖混和混凝土结构住宅以墙体承重的结构形式，空间通透，可以根据设计和使用要求灵活分隔空间，实现居住空间在空间和时间上的可变性，符合可持续发展的要求。
b、钢结构体系具有良好的抗震性能
钢结构有较好的延性，当结构在动力冲击荷载作用下破坏时吸收较多的能量，可降低脆性破坏的危险程度，因此其抗震性能好，尤其在高烈度震区，使用钢结构就更为有利，钢筋混凝土结构延性的保证在于结构的应力不太高，而钢结构的延性在于使部分构件进入塑性阶段。从而增加了建筑的抗震性。
c、运输、安装工程量减少，提高施工效率
采用钢结构可为施工提供较大的空间和较宽敞的施工作业面。钢结构工程的柱子一般取3-4层（12m左右）为一个施工段，在现场一次吊装。而且柱子的吊装、钢框架的安装、钢筋混凝土心筒的浇筑、组合楼盖的施工等，可以实行立体交叉作业。有时在上部安装柱、框架梁的同时，下部可以进行内部装饰、装修工程。因此，在保证技术、供应、管理等方面的条件下，可以提前投入使用。
D、自重轻，降低基础造价
钢材的抗拉、抗压、抗剪强度相对来说较高，钢结构构件结构断面小、自重轻。一般情况下，高层钢筋混凝土建筑物的自重在1.5-2.0吨/平方米左右，高层建筑钢结构自重大都在1吨/平方米以下，甚有的办公楼只有0.5-0.6吨/平方米。
（二）钢结构建筑的商业优势 a、钢结构建筑对国民经济的促进作用
作为当今建筑体系主要的建筑形式，钢结构建筑首先为我国过剩的钢材找到了消化渠道，带动钢铁工业的良性发展。中国的建筑用钢总量约占全部钢产量的20%-25%，而工业发达的国家则占30%以上。如美国和日本，该项指标均已超过50%。这样发展钢结构建筑势必将大力推动我国的钢铁工业。
b、钢结构建筑对住宅商品市场的促进作用
随着人民生活水平的改善，审美层次的提高，作为商品投放市场的住宅也应有更加丰富的品种。钢结构住宅以其通透流畅的空间形式，轻盈灵巧的外观造型赢得居民的青睐，符合全面建设小康住宅"一、二十年不落后，三、四十年可改造"的要求。
（三）钢结构建筑的环保优势
众所周知长期作为主要建筑材料的粘土砖生产对我国耕地造成极大的危害，导致水土流失，生态破坏，国家已在各大中城市开始全面禁用粘土实心砖。水泥制品的开采和烧制也对环境造成很大污染，同时会形成难于降解的固体垃圾。钢结构中的钢材具有可再生性，可以重复使用，遗留的废料垃圾少，其生产和使用中对自然环境的破坏小。钢结构的废弃料可以回炉炼钢，再生利用，既解决建筑垃圾污染问题，同时节约了资源。另外，钢结构建筑的大部分构件在工厂中加工完成，施工现场主要工作是组合安装，以干作业为主，减少了粉尘、污水、噪声对环境的污染。同时住宅钢结构体系可以带动其他"节能环保"型建筑材料的推广应用 由于其连接的灵活性，各种"节能环保"型的围护材料都可以采用。
4、钢结构工程发展前景
当前，我国建筑业发展的总目标是：提高建筑业的整体素质、生产工业与技术装备水平，达到在国际建筑市场中具有较强的竞争能力，并充分发挥建筑业在带动国民经济增长和结构调整中的先导产业作用，使建筑业成为名副其实的国民经济支柱产业。建筑业要带动相关产业发展，加快发展钢结构工程是一个很重要的方面。
当然也存在一些制约我国钢结构产业发展的不利因素。调查也发现，目前我国钢构开发力量薄弱，自主创新能力差，制约了我国钢结构发展。表现在：单一结构造价稍高于钢筋混凝土结构的10%；钢结构人才少，开发商与设计人员愿意采用方便成熟的砖混结构、钢筋混凝土结构体系；对钢结构防腐、防火技术及产品了解不够，盲目强制规定增加造价，影响推广应用；有关钢结构的标准、规程、规范不完善，修订编制滞后，研究开发经费严重不足。以市场化观念来编制规范标准，难免良莠不齐。
同时，多用钢，多采用钢结构是资源利用的战略国策，应鼓励和加强开发。但企业短期效益回报慢，很难得到推广应用；长期计划经济观念落后，产品精细化不够，附加值低，支撑钢结构的基础远不够强大；最大的市场即建筑业相对落后，房屋建筑开发利益方太多，全寿命周期的设计、使用正在深入，但权益、责任及私有权保护不够。尽管钢结构产业在我国有了可喜的进步，但是发展力度远远不够。 所以，推广应用住宅钢结构应提到重要位置。
结语
21世纪钢结构建筑必将得到更大程度的发展，钢结构建筑的技术和艺术水平也会不断的提高，钢结构的体系也会应用到更广阔的领域中，它的优势会不断的体现出来，钢结构住宅体系具有比其它结构体系无可比拟的优势，增加建筑的有效使用面积，缩短施工周期，而且由其自身特点所形成的灵活的室内空间布局，更能满足现代各种生活的需要，所有这些都使得钢结构住宅体系必将成为21世纪中国最流行的绿色环保型居住建筑体系。
参考文献：
[1] 王小娜. 浅谈钢结构建筑的特点及设计[J]. 中国科技财富. 2011（03）
[2] 肖晖. 谈谈建筑的钢结构设计[J]. 中国新技术新产品. 2010（02）
[3] 薛文忠. 淺谈现代钢结构建筑[J]. 山西科技. 2010（03）
[4] 高继忠. 钢结构建筑构造特征探析[J]. 安徽建筑. 2009（05）
【关键词】钢结构；钢结构建筑；优越性
1、钢结构建筑的分类
（一） 高层重型钢结构
高层钢结构建筑是一个国家经济实力和科技水平的反映，又往往被当作一个城市的标志性建筑。从20世纪80年代至今我国已建成多幢高层钢结构建筑。上海环球金融中心（101层、高492米、用钢量6.5万吨），是中国大陆最高的建筑。
（二） 大跨度、空间钢结构（包括膜结构）
近年来，以网架和网壳为代表的空间结构继续大量发展，不仅用于民用建筑，而且用于工业厂房、候机厅、体育馆、大剧院、博物馆等。无论在使用范围、结构形式、安装施工工法等方面均具有中国建筑结构的特色。如杭州、成都、西安、长春、北京、上海、武汉、济南、郑州等地的飞机航站楼、机库、会展中心等建筑，都采用圆钢管、矩型钢管制作为空间桁架、拱架及斜拉网架结构，其新颖和富有现代特色的风格使它们成为了所在城市的标志性建筑。
（三） 轻钢结构
轻钢结构是相对于重钢结构而言的，其类型有门式钢架、拱型波纹钢屋盖结构等，用钢量（不含钢筋用量）一般为每平方米约30公斤。门式钢架房屋跨度一般不超过40米，个别达到70多米，单跨或多跨均用。单层为主，也可用于二层或者三层建筑。门式钢架和拱型波纹钢屋架都有相应的设计施工规程、专用软件和通用图集。
（四） 钢-混凝土组合结构
钢-混凝土组合结构是充分发挥刚辞和混凝土两种材料各自优点的合理组合，不但具有优良的静、动力工作性能，而且能大量节约钢材、降低工程造价和加快施工进度，同时，对环境污染也较小，符合我国建筑结构发展的方向。深圳赛格广场大厦，高291.6米，属世界最高的钢-混凝土组合结构。
2、钢结构设计中应注意的问题
2.1、钢结构的腐蚀及防腐
造成钢结构腐蚀的原因很多。首先是環境因素，钢结构长期暴露在相对湿度比较大的环境中，就会产生腐蚀现象，而且环境中的酸、盐等化学物质也会使钢结构的腐蚀加速；其次是由于设计的不合理，例如：钢架和墙体之间应该保留足够的空间，便于维护；还有施工时控制不良，主要是由于涂料质量控制及施工过程涂膜厚度的检查不严格造成腐蚀问题出现。钢结构的腐蚀生锈降低钢结构的强度和承载能力，减少钢结构的使用寿命，一旦由于腐蚀造成钢结构变形、断裂、垮塌就会造成难以挽回的损失，并且钢结构腐蚀影响建筑物的美观。因此，当务之急是做好防腐工作。选择防腐涂料要考虑涂料的防腐年限、保光保色性、是否便于维修等。防腐蚀年限小于5年为短期防腐蚀、5年至15年为中等防腐蚀、大于15年为长效防腐蚀。室外钢结构宜采用环氧富锌底漆两度、环氧云铁中间漆两度、聚氨酯面漆两度，总漆膜厚度不小于150μm的长效防腐涂料。室内钢结构宜采用铁红醇酸底漆一度、云铁醇酸防锈漆一度、醇酸面漆两度，总漆膜厚度160μm。
2.2、钢结构稳定问题的分析方法
钢结构的稳定分析，已经由线性理论发展到非线性理论。早期的线性理论分析不能很好的反映材料的特性、缺陷，所得到的临界荷载也大大高于试验荷载。随着非线性理论的发展，目前非线性理论在钢结构稳定分析中得到了广泛的应用。它可以同时考虑材料非线性以及结构变形的影响，还可以计入结构的初始缺陷的影响，让失稳的临界荷载接近于试验结果。尽管如此，钢结构稳定分析也仍然存在一些问题，比如，对于网壳结构，现在一般应用梁—柱单元作为主要计算工具，但梁—柱单元是否能比较确切的反映结构的受力特点，还难有定论。此外，钢结构的结构形式多样化，常常会出现一些新型结构，对这些新型结构的研究也还要不断完善。
3、钢结构的建筑的优势
（一）钢结构建筑工程优点
钢结构的容重虽然较大，但与其他建筑材料相比，它的强度却高得多，因而当承受的荷载和条件相同时，钢结构要比其他类型结构轻。
a、大跨度、大开间，有利于功能、空间的灵活布置
钢结构住宅采用框架体系，改变了传统砖混和混凝土结构住宅以墙体承重的结构形式，空间通透，可以根据设计和使用要求灵活分隔空间，实现居住空间在空间和时间上的可变性，符合可持续发展的要求。
b、钢结构体系具有良好的抗震性能
钢结构有较好的延性，当结构在动力冲击荷载作用下破坏时吸收较多的能量，可降低脆性破坏的危险程度，因此其抗震性能好，尤其在高烈度震区，使用钢结构就更为有利，钢筋混凝土结构延性的保证在于结构的应力不太高，而钢结构的延性在于使部分构件进入塑性阶段。从而增加了建筑的抗震性。
c、运输、安装工程量减少，提高施工效率
采用钢结构可为施工提供较大的空间和较宽敞的施工作业面。钢结构工程的柱子一般取3-4层（12m左右）为一个施工段，在现场一次吊装。而且柱子的吊装、钢框架的安装、钢筋混凝土心筒的浇筑、组合楼盖的施工等，可以实行立体交叉作业。有时在上部安装柱、框架梁的同时，下部可以进行内部装饰、装修工程。因此，在保证技术、供应、管理等方面的条件下，可以提前投入使用。
D、自重轻，降低基础造价
钢材的抗拉、抗压、抗剪强度相对来说较高，钢结构构件结构断面小、自重轻。一般情况下，高层钢筋混凝土建筑物的自重在1.5-2.0吨/平方米左右，高层建筑钢结构自重大都在1吨/平方米以下，甚有的办公楼只有0.5-0.6吨/平方米。
（二）钢结构建筑的商业优势 a、钢结构建筑对国民经济的促进作用
作为当今建筑体系主要的建筑形式，钢结构建筑首先为我国过剩的钢材找到了消化渠道，带动钢铁工业的良性发展。中国的建筑用钢总量约占全部钢产量的20%-25%，而工业发达的国家则占30%以上。如美国和日本，该项指标均已超过50%。这样发展钢结构建筑势必将大力推动我国的钢铁工业。
b、钢结构建筑对住宅商品市场的促进作用
随着人民生活水平的改善，审美层次的提高，作为商品投放市场的住宅也应有更加丰富的品种。钢结构住宅以其通透流畅的空间形式，轻盈灵巧的外观造型赢得居民的青睐，符合全面建设小康住宅"一、二十年不落后，三、四十年可改造"的要求。
（三）钢结构建筑的环保优势
众所周知长期作为主要建筑材料的粘土砖生产对我国耕地造成极大的危害，导致水土流失，生态破坏，国家已在各大中城市开始全面禁用粘土实心砖。水泥制品的开采和烧制也对环境造成很大污染，同时会形成难于降解的固体垃圾。钢结构中的钢材具有可再生性，可以重复使用，遗留的废料垃圾少，其生产和使用中对自然环境的破坏小。钢结构的废弃料可以回炉炼钢，再生利用，既解决建筑垃圾污染问题，同时节约了资源。另外，钢结构建筑的大部分构件在工厂中加工完成，施工现场主要工作是组合安装，以干作业为主，减少了粉尘、污水、噪声对环境的污染。同时住宅钢结构体系可以带动其他"节能环保"型建筑材料的推广应用 由于其连接的灵活性，各种"节能环保"型的围护材料都可以采用。
4、钢结构工程发展前景
当前，我国建筑业发展的总目标是：提高建筑业的整体素质、生产工业与技术装备水平，达到在国际建筑市场中具有较强的竞争能力，并充分发挥建筑业在带动国民经济增长和结构调整中的先导产业作用，使建筑业成为名副其实的国民经济支柱产业。建筑业要带动相关产业发展，加快发展钢结构工程是一个很重要的方面。
当然也存在一些制约我国钢结构产业发展的不利因素。调查也发现，目前我国钢构开发力量薄弱，自主创新能力差，制约了我国钢结构发展。表现在：单一结构造价稍高于钢筋混凝土结构的10%；钢结构人才少，开发商与设计人员愿意采用方便成熟的砖混结构、钢筋混凝土结构体系；对钢结构防腐、防火技术及产品了解不够，盲目强制规定增加造价，影响推广应用；有关钢结构的标准、规程、规范不完善，修订编制滞后，研究开发经费严重不足。以市场化观念来编制规范标准，难免良莠不齐。
同时，多用钢，多采用钢结构是资源利用的战略国策，应鼓励和加强开发。但企业短期效益回报慢，很难得到推广应用；长期计划经济观念落后，产品精细化不够，附加值低，支撑钢结构的基础远不够强大；最大的市场即建筑业相对落后，房屋建筑开发利益方太多，全寿命周期的设计、使用正在深入，但权益、责任及私有权保护不够。尽管钢结构产业在我国有了可喜的进步，但是发展力度远远不够。 所以，推广应用住宅钢结构应提到重要位置。
结语
21世纪钢结构建筑必将得到更大程度的发展，钢结构建筑的技术和艺术水平也会不断的提高，钢结构的体系也会应用到更广阔的领域中，它的优势会不断的体现出来，钢结构住宅体系具有比其它结构体系无可比拟的优势，增加建筑的有效使用面积，缩短施工周期，而且由其自身特点所形成的灵活的室内空间布局，更能满足现代各种生活的需要，所有这些都使得钢结构住宅体系必将成为21世纪中国最流行的绿色环保型居住建筑体系。
参考文献：
[1] 王小娜. 浅谈钢结构建筑的特点及设计[J]. 中国科技财富. 2011（03）
[2] 肖晖. 谈谈建筑的钢结构设计[J]. 中国新技术新产品. 2010（02）
[3] 薛文忠. 淺谈现代钢结构建筑[J]. 山西科技. 2010（03）
[4] 高继忠. 钢结构建筑构造特征探析[J]. 安徽建筑. 2009（05）