鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程

鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程改革開放以來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國建筑鋼結(jié)構(gòu)得到迅猛發(fā)展.其生產(chǎn)的鋼材品種、規(guī)格越來越齊全，鋼材質(zhì)量有了很大的提高，鋼結(jié)構(gòu)形式越來越新穎，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工技術(shù)越來越發(fā)達。如“鳥巢”、“水立方”、CCTV新址大樓、廣州新電視塔、上海環(huán)球金融中心、杭州灣跨海大橋等具有代表性的鋼結(jié)構(gòu)建筑在世界上達到了領(lǐng)先水平，表現(xiàn)為高、大、奇、新等特點.早期鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展鋼鐵用于建筑結(jié)構(gòu)最早的應(yīng)該是鐵索橋，據(jù)歷史記載，中國最早的鐵索橋是陜西漢中攀河鐵索橋，建于公元前206年西漢時期，距今約2200年歷史。該橋經(jīng)過了多次修復(fù)，于1951年毀壞。另外，云南神州鐵索橋建于隋唐時期，于唐貞元十年（794年）戰(zhàn)亂時毀壞，距今約1200多年。英國1779年建造了一座鐵索橋，俄國1824年開始建鐵索橋，美國1851年開始建鐵索橋，比中國晚2000年左右.我國現(xiàn)存最早的橋梁有四川大渡河瀘定橋，長127米，建于1705年，屬鐵索橋，距今約304年，新中國成立后修復(fù)過一次，現(xiàn)還在使用.新中國成立前由外國人建造的鋼橋有：唐山運河鐵路橋1906年建成，英國人設(shè)計，比利時人建造，為中國第一座現(xiàn)代鐵路鋼橋；天津金湯開啟式鋼橋也建于1906年，2005年整修后重新恢復(fù)開啟功能；蘭州中山大橋，建于1907年，長233米、寬7米，連續(xù)使用至今，2007年維修后改為人行橋，距今102年。由中國人自行設(shè)計建造的鐵路鋼橋是1902?1909年詹天佑主持建造的京張鐵路橋，121座，累計長1951米，最大跨度33.5米，距今有100年；1937年由茅以升主持建造了杭州錢塘江公鐵兩用大橋。新中國成立后，黨和國家非常重視鋼鐵生產(chǎn)和建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展，具有代表性的工程有：1957年建成我國第一座跨長江公鐵兩用武漢長江大橋，長1670米，可謂“一橋飛架南北，天塹變通途”，圓了幾代人的夢想.1968年建成南京長江大橋，長4589米，這是蘇聯(lián)專家撤走并中斷了鋼鐵供應(yīng)和成套技術(shù)后，中國人自己鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程建造的一座為國增光的鋼結(jié)構(gòu)橋梁，它開創(chuàng)了我國自力更生建設(shè)大型橋梁的新紀(jì)元。1968年建成首都體育館，屋蓋為平板鋼網(wǎng)架，長112。9米，寬99米；1975年建成上海體育館，屋面為圓形鋼網(wǎng)架，跨度110米，采用8個獨腳拔桿整體抬吊、高空水平移位安裝；1975年建成兵馬俑1號坑鋼結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)形式為三鉸拱,跨度72米。從此我國大跨度建筑鋼結(jié)構(gòu)拉開了序幕，建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工技術(shù)得到了發(fā)展，尤其是南京長江大橋和上海體育館鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)架，依靠自己力量順利建成，得到外國有關(guān)專家一致好評。改革開放以來，我國新型鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍逐步擴大，在新技術(shù)應(yīng)用方面得到了迅猛發(fā)展，有影響的如北京工人體育館、廣州電視塔、北京氣象桅桿、廣州珠江大橋、十一屆亞運會體育館、游泳館、體育場罩棚等鋼結(jié)構(gòu)工程，在建筑造型和結(jié)構(gòu)形式上有了新的突破.從此，拉開了我國建筑鋼結(jié)構(gòu)邁向世界領(lǐng)先水平的序幕。1990年北京建成京廣中心大廈，高209米，這是我國第一座超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑；1993年建成上海楊浦斜拉索大橋，主跨度602米；1996年建成的深圳地王大廈高383。95米；1997年建成上海8萬人體育場，鋼結(jié)構(gòu)罩棚最大懸挑73.5米。這幾個具有代表性的工程是我國建筑鋼結(jié)構(gòu)在跨度和高度上的一次大的飛躍。尤其是“鳥巢”、“水立方”、CCTV新址、廣州新電視塔、杭州灣跨海大橋等在世界上具有影響的工程為我國建筑行業(yè)創(chuàng)造了輝煌。世界鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀建筑鋼結(jié)構(gòu)近年來在高度、跨度、長度、造型等方面發(fā)展很快。衡量建筑鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)水平，主要看跨度和高度。多年來，高層建筑、廣播電視塔、體育場館屋蓋造型在世界各大城市不斷地攀比競爭，在人類建筑史上創(chuàng)造了一個又一個奇跡.鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程電視塔一到2009年，世界最高電視塔是美國1963年建成的北達科他KVLY電視塔，高628.8米,屬柔性纜索全鋼結(jié)構(gòu)（波蘭曾建成高645米同類型電視塔，1991年在替換纜索時倒塌）；廣州電視塔高610米;其次是加拿大多倫多電視塔553米，俄羅斯奧斯坦電視塔540米，上海“東方明珠”電視塔高468米.美國在建的芝加哥螺旋塔，高度610米.超高層建筑——早期高度300米以上的高層建筑為美國紐約克萊斯勒大樓，高318。8米，1930年建成；紐約帝國大廈高381米,1931年建成；美國世貿(mào)大廈“姐妹塔”高417米，1969年建成；芝加哥韋萊集團大廈高442米，1974年建成;我國1996年建成深圳地王大廈高383.95米;上海金茂大廈高403米，1997年建成；上海環(huán)球金融中心高492米，2007年建成；臺北101大廈高508米，2006年建成；阿拉伯聯(lián)合酋長國“哈里發(fā)塔”高達828米，2010年1月1日建成，成為世界最高的摩天大樓.美國邁阿密計劃修建975米高摩大樓，在不遠(yuǎn)的將來，世界摩天大樓有望突破1000米。最大的跨海大橋一-美國1969年建成龐恰特雷恩湖跨海大橋，長38400米，可謂世界海上第一橋；中國杭州灣跨海大橋長36000米，由杭州慈溪至平湖，2008年5月通車；中國東海大橋長32500米，由上海浦東至小洋山島深水港，2005年通車。大跨度斜拉索橋一-中國蘇通大橋，跨度1088米,2008年建成；香港昂船洲大橋，跨度1018米，1999年建成；日本多多羅大橋,跨度890米，1999年建成；法國諾曼底大橋，跨度856米，1995年建成；上海閔浦大橋，跨度708米，2009年建成。大跨度懸索橋——日本明石海峽懸索橋,跨度1991米，1998年建成；中國西堠門懸索橋，跨度1650米，2009年建成；中國楊潤懸索橋，跨度1490米，2005建鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程成；中國江陰懸索橋,跨度1385米，1999年建成；香港青馬懸索橋，跨度1377米，1997年建成.大跨度鋼結(jié)構(gòu)拱橋——上海盧浦大橋跨度750米，2003年通車;重慶朝天門拱橋跨度552米。大跨度房屋建筑一-美國1979年建成底特律體育館，屋蓋為網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，跨度266米,成為世界最大跨度鋼結(jié)構(gòu)建筑；1996年建成亞特蘭大體育館，屋蓋為索、桿、膜張拉結(jié)構(gòu)，跨度235米；日本20世紀(jì)90年代建成的名古屋穹頂，屋蓋為網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)，跨度229.6米；英國2000年建成外形似飛碟狀的展覽館（千年穹頂），屬斜拉索鋼結(jié)構(gòu)，跨度320米。北京國家體育場“鳥巢”，平面為橢圓形343米X292米，屬新型大跨度?！傍B巢”通過奧運會向世人展示了它的風(fēng)采，在世界建筑史上留下了耀眼的印記。它用最小、最簡易的原始鳥窩來表現(xiàn)最大、最復(fù)雜的現(xiàn)代化建筑，可謂一大奇跡。它不同于現(xiàn)代大跨度常用的網(wǎng)架、網(wǎng)殼、拱架等結(jié)構(gòu)形式，也未采用斜拉、預(yù)應(yīng)力等提高跨度的有關(guān)措施，自身支撐，跨進了世界大跨度建筑首列。它與體育場罩棚比較，結(jié)構(gòu)最大懸挑長度79米，尚屬少有。大懸挑鋼結(jié)構(gòu)一-十一屆亞運會前，北京工人體育場改建了一個鋼罩棚，懸挑長18米；接著1991年建成北京豐臺體育場罩棚，最大懸挑長度25米;上海1997年建成的八萬人體育場罩棚，最大懸挑長度達73.5米，達到了世界領(lǐng)先水平。無論是懸挑長度、懸挑高度，還是懸挑重量，北京CCTV新址主樓無疑為世界第一。它是一個不對稱懸挑大樓，樓高234米，兩座塔樓傾斜6°，頂層偏離底層24米，并在163~234米高度處懸挑14層，懸挑重量1.5萬余噸，懸挑長度達75米?？紤]塔樓傾斜24米,結(jié)構(gòu)最大懸挑跨度為99米。單從建筑力學(xué)和技術(shù)難度看，CCTV新址主樓在世界上獨一無二。特種鋼結(jié)構(gòu)一-我國西安的法門寺合十舍利塔工程，結(jié)構(gòu)形式為鋼骨結(jié)構(gòu)，造型結(jié)合佛教文化，選型雙手合十狀，立面呈多次折線，屬標(biāo)志性特種造型結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展歷程其高148米，總用鋼量約1。48萬噸，施工難度大。法門寺舍利塔造型比較復(fù)雜，結(jié)構(gòu)形式為鋼骨結(jié)構(gòu)，平面展示為雙對稱結(jié)構(gòu)，體系高度方向平面變化大。其轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)折節(jié)點以及開口數(shù)量多，層間尺寸大，外形三次折線往復(fù)變化，鋼骨柱長度變化頻繁。此外該工程采用懸挑形式施工，使施工難度加大。該工程為筒體鋼骨混凝土結(jié)構(gòu)，上部屬多向懸挑，施工過程鋼結(jié)構(gòu)變形大，安裝過程必須采取一系列技術(shù)措施，質(zhì)量要求高。該工程焊縫等級為一級，檢驗等級為B級，評定等級為I級。低溫焊接，要達到這一標(biāo)準(zhǔn)，必須采取一系列有效的技術(shù)措施方能滿足.結(jié)構(gòu)安裝難度大。塔樓高127米,54~74米向外傾斜54°，74?104米向內(nèi)傾斜54°，懸臂部分外伸22.5米，由于周圍土建施工，常規(guī)外支撐安裝方法無法實現(xiàn)，給施工帶來很大的技術(shù)難題.施工單位克服以上重重困難，打破常規(guī)，采用一系列科學(xué)先進的施工技術(shù)，用8個月時間按期完成了1.48萬噸鋼結(jié)構(gòu)安裝任務(wù)，在國內(nèi)特種結(jié)構(gòu)施工領(lǐng)域又創(chuàng)造了一個奇跡。中國鋼結(jié)構(gòu)之輝煌建筑鋼結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新是無休止的，它激發(fā)和推動人類在建筑史上不斷創(chuàng)造奇跡，是人類挑戰(zhàn)大自然的本能，是人類社會進步、科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。“鳥巢”以跨度最大、結(jié)構(gòu)奇特震撼人心.它與“水立方"對應(yīng)，勾畫出一幅最完美、最和諧的北京奧體藍圖。它代表了中國建筑業(yè)先進技術(shù)直向世界。“CCTV新址”無疑是世界懸挑最大的高層建筑，也是設(shè)計和施工難度最大的工程?！胺ㄩT寺舍利塔"是代表佛學(xué)理念的新型特種結(jié)構(gòu)，是現(xiàn)代建筑和佛教文化相結(jié)合的藝術(shù)品。“中國蘇通大橋”以跨度1088米，成為世界跨度最大的斜拉索橋梁?！吧虾１R浦大橋”以跨度750米，成為世界跨度最大的鋼結(jié)構(gòu)拱橋?！爸袊鬈╅T大橋”以跨度1650米，成為國內(nèi)第一、世界第二的懸索橋梁.