在绿色建筑形势下浅析钢结构的发展

摘 要：在科技迅速发展的现代城市中，为最大限度地节约资源，保护环境和减少污染，为人们提供健康、高效的使用空间，绿色建筑已成为建筑业发展的主流。钢结构是绿色建筑的重要代表。钢结构建筑不仅考虑工程的承载能力，而且还考虑生态的承载能力。它不仅能满足建筑功能的各种需求，还能有效地处理好建筑节能、节地、节水、节材和保护环境之间的辩证关系，是城镇化建设对自然环境影响小的一种结构，已成为城市发展中不可或缺的绿色建筑。

关键词：钢结构； 绿色建筑

中图分类号：TU2023 文献标识码：A 文章编号：1006-3315（2015）05-180-001

目前，我国各地已建许多钢结构的标志性建筑，如世界第三高度421米的上海金茂大厦，高度279米的深圳赛格大厦，跨度1490米的润扬长江大桥，345米高的跨长江输电铁塔，以及鸟巢国家体育中心，首钢钢结构厂房建筑等等许多彩钢结构体系的重要工程，标志着建筑钢结构正向高层重型和空间大跨度钢结构发展，钢结构作为现代的绿色建筑，有利于保护环境、节约能源，它顺应时代的发展和市场的需要，已成为中国建筑的主流。

一、钢结构发展的必然性

钢结构住宅或者工厂比传统建筑能更好地满足建筑上大开间灵活分隔的要求、节能效果好，墙体采用轻型节能标准化的C型钢、方钢、夹芯板，保温性能好，抗震度好。钢结构的延性好、塑性变形能力强，大大提高了住宅的安全可靠性。建筑总重轻，钢结构住宅体系自重轻，可以大大减少基础造价。施工速度快，工期比传统住宅体系至少缩短三分之一，环保效果好。钢结构住宅施工时大大减少了砂、石、灰的用量，所用的材料主要是绿色，100%回收或降解的材料，在建筑物拆除时，大部分材料可以再用或降解，不会造成垃圾，符合国家绿色环保、节能减排的政策。它灵活、大开间设计，户内空间可多方案分割，可满足用户的不同需求，符合住宅产业化和可持续发展的要求。钢结构适宜工厂大批量生产，工业化程度高。随着社会分工的不断细化，钢结构设计及应用必将走向专业化发展道路。

二、钢结构的优势

1.钢结构在经济效益和社会效益上的优势

（1）基础造价省。当遇到地基承载力较低，由于自重轻，则可能对地基不用处理或适当处理就能够满足建筑对地基的承载力要求，从而节约地基处理费用和基础造价的费用。

（2）施工工期短、占用场地小。由于钢结构主体构件工厂化生产，再运抵现场完成组装，对现场施工作业面非常狭小的场地，具有非常明显的优势，大大减少了现场加工所需要的作业面。基础施工、楼板施工与钢构件加工可以采用平行作业的方式交叉或同时进行，缩短施工工期，与传统砼结构相比，能缩短约1/4～1/3的工期。

（3）投资风险小。由于施工工期短，从而缩短资金的周转期，降低开发商的总体成本，能够规避或减小由于市场突变带来的不可预测的风险。

（4）提高使用率。由于钢结构柱断面尺寸小，与砼柱相比，截面约小50%以上，而且开间尺寸灵活，这将增加6%～8%的有效使用面积，还可实现内部空间自由划分。

（5）有利于设计施工队伍素质的提高。由于采用了新工艺、新技术，就要求设计人员、技术管理人员和建筑工人具有相当的技术素质，促进相关人员的素质提高。

2.钢结构在保护生态环境方面的优势

（1）现场污染减少。由于干法施工作业，施工周期短，钢结构还减少了很多现场搅拌和现场浇注的工序，也不用大量的模板，提高了文明施工程度。

（2）绿色环保。由于自重减轻，基础施工取土量少，对土地这一宝贵资源破坏小。在建筑使用寿命到期后，钢结构建筑物拆卸后产生的建筑垃圾仅为钢筋混凝土结构的1/4，废钢可回炉重新再生，做到资源循环再利用。

（3）节能。采用新型墙体材料的钢结构可提高节能效率50%。目前，我国建筑钢材数量、品种和质量基本能满足钢结构建筑的需要。

3.钢结构在结构性能上的优势

（1）抗震性能优。钢结构柔韧性、强抗震性能好，可以通过一定的允许变形，吸收、消耗掉大量的地震力，从而减小地震力对建筑物的破坏。日本和我国台湾等地区多次大地震证明，在地震中钢结构建筑在保证人们生命安全上有不可替代的优势。

（2）结构自重轻。与传统的混凝土结构相比，由于其构件截面小，与同等框架的用钢量相当，省去了框架梁柱的砼重量。钢结构是钢筋砼重量的1/2～1/3，大大减轻基础的荷载，减少砼用量。

（3）施工精度高。大量的标准化钢构件采用机械化作业，均在工厂完成，所以构件的施工精度与现场浇注的砼结构相比，精度高、质量好。

（4）有利于建筑造型创造新意。钢结构的特性有条件使建筑变得轻盈通透，可以实现大跨度空间造型和局部较复杂的造型创意。

三、钢结构发展存在的问题

钢结构建筑正成为绿色建筑的发展方向之一，但也存在一定问题：1）设计理念不能适应市场需要；2）部分地区钢结构企业盲目上马，导致产能过剩并浪费了大量资源；3）市场运行不规范，投标企业竞相压价，加上钢材涨价，造成加工和安装企业亏损；4）钢结构加工厂和施工安装企业装备、计算机管理、劳动生产率还需进一步提高；5）钢结构专业技术人员技术工人缺乏，尤其在中小企业更短缺，企业技术质量和管理工作都不适应生产的需要。特别在规范和引导市场秩序、服务于企业、开拓钢结构市场等方面，还有大量工作要做等。

随着钢结构建筑的发展，钢结构建筑技术必将不断成熟，适合钢结构住宅的新材料也将不断涌现。同时，钢结构行业建筑规范、建筑的标准也将随之逐渐完善。相信不久的将来，钢结构必然会给建筑行业带来一次深层次的革命，钢结构的应用前景广阔！

参考文献：

[1]李华东.高技术生态建筑[M]天津：天津大学出版社，2002

[2]李国强.我国高层建筑钢结构发展的主要问题—建筑结构学报[M]北京，1998