鋼結(jié)構(gòu)200年發(fā)展歷程

1、鋼結(jié)構(gòu) 200 年發(fā)展歷程從鐵被人們發(fā)現(xiàn)開(kāi)始 , 鐵就與建筑有著緊密的關(guān)系 ,在人類建筑史上鐵發(fā)揮著 重要的作用。但是 ,大規(guī)模的運(yùn)用鋼鐵作為建筑材料還是從近 200 年開(kāi)始的。我國(guó)古代有許多運(yùn)用鐵構(gòu)件建造的建筑 , 如公元 694年在洛陽(yáng)建成的“天樞” 和公元 1061 年在湖北荊州玉泉寺建成的 13層鐵塔等。歐美等國(guó)在 1840 年之前多 采用鑄鐵建造拱橋。在 1840年后,隨著鉚釘連接和鍛鐵技術(shù)的發(fā)展 , 鑄鐵結(jié)構(gòu)逐漸 被鍛鐵結(jié)構(gòu)取代 ,1846 年到 1850 年英國(guó)人在威爾士修建的布里塔尼亞橋就是這方面的代表。該橋共有 4跨, 每跨均為箱型梁式結(jié)構(gòu) ,由鍛鐵型板和角鐵經(jīng)鉚釘連接而成。

2、 直到 1870年成功軋制出工字鋼后 , 形成了工業(yè)化大批量生產(chǎn)鋼材的能力 , 強(qiáng)度高韌性好的鋼材才逐漸在建筑領(lǐng)域代替鍛鐵材料。 20 世 紀(jì)初焊接技術(shù)和高強(qiáng)度螺栓的接連出現(xiàn) , 極大的促進(jìn)了鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展, 除了歐洲和北美外 , 鋼結(jié)構(gòu)在前蘇聯(lián)和日本也獲得了廣泛應(yīng)用 ,逐漸成 為全世界所接受的重要的結(jié)構(gòu)體系。在新中國(guó)成立后 ,隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展 , 鋼結(jié)構(gòu)曾起過(guò)重要作用 , 但由于鋼產(chǎn)量的制 約, 一定程度上影響了我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展。自 1978年改革開(kāi)放后 , 隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展 , 我國(guó)的鋼產(chǎn)量也快速增加。隨著鋼材供 不應(yīng)求的局面得到改變 , 我國(guó)的鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)政策也從“限制使用”到積極推廣應(yīng)用。

3、自 1988 年發(fā)布的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范并不斷改進(jìn)后 , 鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)的帶領(lǐng)快速發(fā)展。與其他材料相比 ,鋼結(jié)構(gòu)性能出眾 ,特點(diǎn)明顯。如 :1. 強(qiáng)度高,重量輕。鋼材與磚石、混凝土相比 ,雖然密度較大 ,但強(qiáng)度更高 ,承 受相同的荷載時(shí) ,鋼結(jié)構(gòu)比其他結(jié)構(gòu)更輕。以同樣的跨度承受同樣的荷載 , 鋼屋架的 質(zhì)量最多不過(guò)鋼筋混凝土的 1/41/3, 冷彎薄壁型鋼屋架甚至接近 1/10.2. 材質(zhì)均勻且塑性韌性好 , 和力學(xué)計(jì)算的假定比較符合。鋼材屬單一材料 , 生 產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量控制嚴(yán)格 ,因此組織構(gòu)造比較均勻 ,彈性模量高 ,正常使用時(shí)具有良好的 延性, 可簡(jiǎn)化為理想彈塑性體 ,符合一般工程力學(xué)中的假設(shè) ,

4、 計(jì)算結(jié)果也比較可靠。3. 具有良好的加工和焊接性能。便于在金屬結(jié)構(gòu)廠大規(guī)模生產(chǎn)精度較高的構(gòu) 件, 然后運(yùn)至工地進(jìn)行拼接和組裝。4. 鋼材耐熱但不耐火。鋼材長(zhǎng)期經(jīng)受 100輻射熱時(shí) , 強(qiáng)度沒(méi)有多大變化。但溫度達(dá) 150以上時(shí) , 就必須用隔熱層加以保護(hù)。5. 鋼材耐腐蝕性差。鋼材耐腐蝕性能比較差 ,必須對(duì)結(jié)構(gòu)注意防護(hù)。尤其是暴 露在大氣中的結(jié)構(gòu)如橋梁 , 更應(yīng)特別注意。6. 密封性好 , 可重復(fù)使用等。隨著經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的不斷發(fā)展 , 鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)用范圍也在不斷的擴(kuò)大。從技術(shù)角度 看, 鋼結(jié)構(gòu)的合理應(yīng)用范圍包括以下幾個(gè)方面 :1. 大跨度結(jié)構(gòu)。如我國(guó)銜接鎮(zhèn)江揚(yáng)州兩地的潤(rùn)揚(yáng)大橋 , 它由懸索橋和斜拉

5、橋結(jié) 合而成,跨江長(zhǎng)度 7.3 公里,總長(zhǎng) 35.66 公里。刷新了中國(guó)橋梁史上八項(xiàng)記錄 ,其中懸索橋主跨達(dá)到 1490米,位居中國(guó)第一 ,世界第 三。2. 工業(yè)廠房。如建造港珠澳大橋時(shí)生產(chǎn)沉管隧道的廠房 ,面積超過(guò) 70000平方 米,但運(yùn)用大量鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件后 ,建造這樣的廠房只需要不到 100 天。3. 多層及高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)。如東方明珠電視塔高度達(dá) 468m,上海環(huán)球金 融中心高度為 492m,這兩者都運(yùn)用了大量的鋼結(jié)構(gòu)。4. 輕鋼結(jié)構(gòu)。對(duì)使用荷載輕跨度小的建筑物 ,輕型門式鋼架因其輕便和安裝迅 速,近 20年來(lái)如雨后春筍大量出現(xiàn)。5. 可拆卸結(jié)構(gòu)、容器、鋼和混凝土組合結(jié)構(gòu)等。從美國(guó)、日本、歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家與地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)看 , 建筑業(yè)終將是鋼材應(yīng)用的主 要市場(chǎng)。可以預(yù)計(jì) ,隨著我國(guó)整體技術(shù)水平的提高 , 鋼結(jié)構(gòu)在建筑中的應(yīng)用將會(huì)越來(lái) 越普遍。為保