供應湯陰雙層網(wǎng)架房銷售批發(fā)

⒋省。單純從目前材料的價格上看，鋼結構比混凝土結構的造價要高，但鋼結構比混凝土結構建設的速度要快50%左右，這會節(jié)省很多時間成本;鋼結構比混凝土結構的房屋整體重量要輕50%以上，基礎處理、運輸量的成本都會下降。建造房屋是一個系統(tǒng)工程，包括設計、制造、運輸、安裝、維修和管理等諸多環(huán)節(jié)，因此，從整體上看，鋼結構更“省”。

鋼材具有可回收再利用的特點，相對于目前普遍使用的其他建筑材料，其最有利于節(jié)能、節(jié)材、節(jié)水和節(jié)地。

不能否認鋼結構也存在例如耐火性能及耐腐蝕性能較差的問題，但通過進行結構抗火設計、采用正確的防火措施和防腐處理完夠達到使用要求。并且，隨著新型耐火鋼和耐候鋼的使用，這些缺點正逐步得到弱化。另外，鋼結構低溫脆斷的問題，通過正確的設計也可以防患于未然。

我國建筑行業(yè)近年來一直是能源、材料、水和其他資源的使用“大戶”，發(fā)展推廣應用鋼結構完全符合國家著力提倡的建立節(jié)約型社會的倡議，符合當前國家對建筑業(yè)提出的可持續(xù)化發(fā)展的要求。

二、輕、快、好、省的實例

隨著科學技術的飛速發(fā)展，以及人們對物質和文化生活要求的不斷提高，對各類建筑提出了更新、更高的要求。建筑鋼結構由于鋼材的優(yōu)異性能，制作安裝的高度工業(yè)化以及結構體形的新穎和靈巧，已越來越廣泛地得到應用。

⒈高層鋼結構。城市人口集中，用地緊張以及商業(yè)競爭的激烈化,促使了現(xiàn)代多、高層建筑的出現(xiàn)與發(fā)展。隨著建筑高度的增加，在風荷載和地震作用下，結構的抗側力問題逐漸成為關鍵因素。為了提高結構抗側力剛度，高層結構的體系在不斷創(chuàng)新和發(fā)展的過程中形成了一種新的高層鋼結構體系，并在以后的高層鋼結構中得到廣泛應用。

例如，1885年建成的上幢現(xiàn)代鋼結構高層建筑——10層高的家庭保險大樓(HomeInsuranceBuilding)，采用框架結構體系。這種結構體系一直被采用到1931年建成了 381米的美國紐約帝國大廈(Em鄄pireStateBuilding)。1968年，100層高的約翰·漢考克中心(JohnHancockCenter)的建成使結構上形成了一個新概念——對角支撐桁架型錐形筒體結構體系，結構抗側能力顯著提高。

美國紐約貿易中心、香港中國銀行大樓、上海環(huán)球金融中心等陸續(xù)出現(xiàn)的創(chuàng)新高層結構體系無論在建筑、技術、材料、設備和施工等方面都體現(xiàn)了鋼結構輕、快、好、省的特點，反映了當時最的水平。諸多事實證明，高層鋼結構隨著其結構抗側力體系的發(fā)展，結構用鋼指標也在降低。因此，用鋼指標也應成為衡量一種結構體系和一個結構工程優(yōu)劣的重要指標。

⒉大跨度鋼結構。在大跨度鋼結構的發(fā)展中，采用了大量新材料、新工藝、新技術，結構體系的不斷創(chuàng)新已成為結構行業(yè)近50年來最活躍的研究領域。就目前來說，有以剛性桿件組成的網(wǎng)架、網(wǎng)殼等剛性結構體系;有以索膜等柔性材料為特征的懸索結構、薄膜結構、張拉集成體系等柔性結構體系;還有雜交結構體系，以及可展開結構和可折疊結構等。

1975年建成的上海體育館，采用網(wǎng)架結構，它的平面為直徑110米的圓形，用鋼指標僅49公斤/平方米，這是我國早期網(wǎng)架結構的杰出代表。上海體育館的建成，使具有整體工作性能好、抗震性能好、用鋼指標省、施工技術成熟方便等優(yōu)勢的結構體系在我國得到了迅猛發(fā)展，應用范圍普及到體育建筑、公共建筑、工業(yè)廠房以及飛機維修庫等，使我國網(wǎng)架結構的覆蓋面積達到*，在設計、制作和安裝技術等方面處于*行列。1996年亞特蘭大奧運會主場館——佐治亞索穹頂，其平面為240米×192米的橢圓形，而用鋼指標還不到30公斤/平方米，因為其采用了結構效率極高的索穹頂結構體系，該體系突出的優(yōu)勢就是隨著跨度的增加結構用鋼指標的增加并不明顯。 1997年建成的日本名古屋體育館采用網(wǎng)殼結構，是當前上跨度的單層網(wǎng)殼結構，其結構施工時采用了整體提升的方法將重1.3萬噸的屋蓋提升到位，僅30個月的時間便施工完畢。開啟結構具有回歸自然和多功能綜合利用的特點，能節(jié)約能源、降低整個建筑的造價，產(chǎn)生了非常好的社會經(jīng)濟效益。2006年建成的跨度達254米的南通體育會展中心主體育館，其固定屋蓋和開啟屋蓋均為網(wǎng)殼結構，它是上將機電液壓技術、移動臺車多點支撐用于巨型開合結構的工程。

大跨度鋼結構在整體上出現(xiàn)從較重向輕型體系發(fā)展，從剛性體系向柔性體系發(fā)展，并出現(xiàn)由單一的結構形式發(fā)展到各種結構形式的合理組合。這種組合旨在集中兩種或幾種結構的優(yōu)點，充分發(fā)揮材料強度，使結構受力更加明確合理，體系更加經(jīng)濟有效。

⒊輕型鋼結構。始于20世紀初的輕型鋼結構體系，在第二次大戰(zhàn)期間得到了快速發(fā)展，主要用于對可拆卸性和施工速度要求很高的戰(zhàn)地機庫、軍營等。20世紀40年代出現(xiàn)了門式剛架結構，20世紀60 年始大量應用由彩色壓型板及冷彎薄壁型鋼檁條組成的輕質圍護體系。目前，輕型鋼結構已成為發(fā)達國家的主要建筑結構形式，英國新建的非居住類房屋建筑中，90%的單層和60%的多層建筑都采用了輕型鋼結構，美國在輕鋼結構體系的分析、設計、制作上也實現(xiàn)了高度的標準化及工廠化。我國自20世紀80年代的寶山鋼鐵公司一期工程開始應用輕型鋼結構，該工程采用熱軋H型鋼作為主承重骨架，并采用彩色壓型鋼板作為圍護結構，建設的過程顯現(xiàn)了這種體系輕型、快速和的特點，給我國建筑業(yè)帶來了革新。目前國內常用的輕鋼結構承重體系包括：焊接門式剛架結構體系、冷彎薄壁型鋼結構體系、多層房屋鋼結構體系、金屬拱型波紋屋蓋體系等。其中輕型門式剛架結構由于結構構件和圍護結構的高度系列化和定型化、結構設計合理、用鋼量省、制作工業(yè)化、安裝實現(xiàn)全部機械連接、施工迅速而周期短以及經(jīng)濟效益高等特點，自20世紀90年代以來在我國得到了迅速的發(fā)展，應用于單層輕型廠房、倉庫、大型商場、體育館和展覽廳等。

⒋發(fā)展歷程總結。從上述鋼結構的發(fā)展歷程我們可以總結出這樣的規(guī)律：那些新穎、輕巧、受力明確又便于施工且經(jīng)濟效益高、節(jié)省自然資源的鋼結構，也就是能夠凸顯“輕、快、好、省”特點的鋼結構一經(jīng)建成，便具有極大的性和推廣性，形成了鋼結構發(fā)展史上每一個階段的里程碑。它們既有革新意義，同時還具有普遍的適用性，因此能夠不斷擴大鋼結構的應用范圍，并推動鋼結構不斷向前發(fā)展。

三、目前我國鋼結構的發(fā)展現(xiàn)狀

改革開放以來，我國的經(jīng)濟建設取得了突飛猛進的發(fā)展，建筑鋼結構行業(yè)也有了的發(fā)展，應用領域有了較大的擴展。盡管我國建筑鋼結構有了飛躍式的發(fā)展，但無論從鋼結構的用鋼量、應用范圍和結構體系等方面看還都存在著一些問題。

⒈鋼結構的應用有待拓寬。鋼鐵協(xié)會的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，1996年，我國粗鋼材產(chǎn)量為10124萬噸，躍居*;2005年達到35579萬噸;2006年達到42266萬噸;2007年達到 48924萬噸，2008年達到50031萬噸，2009年達到56784萬噸。我國鋼產(chǎn)量的逐年增加，并且連續(xù)14年位居*，已成為的產(chǎn)鋼大國。有資料顯示，1997年～2007年，中國粗鋼產(chǎn)量增長了3.49倍，平均年增長速度達到了16.2%。這一速度是德國的20倍，日本的11.6倍、韓國的8.5倍、俄羅斯的4倍、意大利的2.2倍，是發(fā)達國家(日本、美國、德國和意大利)平均年增長速度的7倍;是平均年增長速度的3倍。這表明我國鋼鐵工業(yè)的發(fā)展速度已遠遠快于其他主要鋼鐵生產(chǎn)國和地區(qū)。但是，我國鋼結構的應用卻遠遠落后于發(fā)達國家。

①鋼結構用鋼量占鋼材產(chǎn)量比例應不斷提高。鋼結構(包括工業(yè)與民用建筑、鐵路與公路橋梁、水電與火電建設、城市建設等)用鋼量占鋼材產(chǎn)量的比例2002年為4.3%，2004年為4.8%，2005 年為4.26%，2006年為4.12%，2007年為4.28%，預計2010年為5.5%。這其中建筑鋼結構用鋼量占鋼材總產(chǎn)量的比例更少。國家“十五”計劃提出我國每年建筑鋼結構用鋼材應占總鋼材產(chǎn)量的3%，2015年建筑鋼結構的發(fā)展目標是爭取每年建筑鋼結構用鋼占總鋼材產(chǎn)量的6%。而發(fā)達國家目前這一比例早已達到10%以上，美國、日本等國家更是達到30%左右。從這些數(shù)據(jù)可以看出，我國建筑鋼結構用鋼量嚴重偏低，與鋼產(chǎn)量的快速增長形成了巨大的反差，這也是造成我國鋼材總體供大于求的一個主要原因。但同時也說明，中國鋼結構發(fā)展具有極大的空間和潛力。

②高性能鋼材的研究應認真加強。我國目前鋼材的質量和規(guī)格基本能滿足建筑結構的要求，隨著建筑鋼結構的快速發(fā)展，建筑鋼結構對鋼材的性能提出了更高的要求。如高層鋼結構今后將大量需要高強度、高韌性、低屈強比、抗層狀撕裂能力、高焊接性、耐火性等高性能鋼材。對于冷彎鋼材，需開發(fā)Q345以上的高強冷彎鋼以及厚度在6毫米~25毫米的厚壁冷彎型鋼。鋼材質量和規(guī)格的提高，高性能鋼材的生產(chǎn)，必將有利于降低鋼結構的成本，擴大其應用范圍。從總體上講，我們應該將追求鋼鐵產(chǎn)品的數(shù)量轉變?yōu)樘岣咪摬漠a(chǎn)品的質量、優(yōu)化產(chǎn)品的結構，創(chuàng)新鋼材的品種，以適應建筑鋼結構用鋼的需求，同時也促使鋼鐵產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

③鋼結構的應用范圍亟需擴大。我國房屋建筑中，混凝土結構占到90%以上，鋼結構還不到5%，而日本等地震高發(fā)國家或地區(qū)的建筑中鋼結構已占38%，木結構占35%，混凝土結構只占20%左右。我國建筑鋼結構還僅集中使用于高層、超高層建筑、大空間公共建筑與工業(yè)建筑中，普通辦公樓，學校、建筑等多高層建筑應用鋼結構的少;低層、多層及高層住宅中鋼結構應用的少。我國每年竣工6億平方米的城鎮(zhèn)住宅建設，卻只有5%采用鋼結構。即使是在2008年汶川震后災區(qū)的重建工作中，新建的住宅中仍然以磚混、鋼筋混凝土結構居多，而抗震性能優(yōu)異的鋼結構住宅依然很少。而日本在20世紀90年代末，在預制裝配住宅中鋼結構比例就已達到71%。

⒉網(wǎng)架和門式剛架結構在我國發(fā)展的經(jīng)驗值得推廣。在大跨度建筑中，以網(wǎng)架和網(wǎng)殼結構為代表的網(wǎng)格結構50多年來成為我國發(fā)展最快、應用最廣的結構，無論在使用范圍、結構型式、安裝施工等方面均具有中國建筑結構的特色。中國鋼結構協(xié)會空間結構分會對網(wǎng)架和網(wǎng)殼結構的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示：2005年~2008年，每年建造1500座，約250萬平方米，生產(chǎn)已趨于平穩(wěn)狀態(tài)。

門式剛架輕型鋼結構體系自20世紀80年代在我國采用以來得到迅速發(fā)展，每年建造約800萬平方米，在單層輕型工業(yè)廠房和倉庫建筑中幾乎都采用這種結構體系。網(wǎng)架和門式剛架結構體系之所以能夠得到迅猛發(fā)展和推廣，主要是充分體現(xiàn)了鋼結構輕、快、好、省的特點;都采用了輕屋面，結構構件都經(jīng)過千方百計的優(yōu)化，使結構的自重減到極輕，體現(xiàn)了鋼結構“輕” 的特點。網(wǎng)架和門式剛架都是體系化結構，具有高度的工廠化、標準化和模數(shù)化，現(xiàn)場施工幾乎不用焊接，因此施工速度極快，也體現(xiàn)了鋼結構“快”的特點。有設計規(guī)范和商用軟件，能夠保證設計質量，高度工廠化生產(chǎn)，構件形式標準化，可以在自動生產(chǎn)線上加工，能夠保證制作質量，體現(xiàn)了鋼結構質量“好”的特點。結構用鋼指標優(yōu)異，以門式剛架鋼結構為例，用鋼指標可降低到10千克/平方米~30千克/平方米。結構體系化以后，可以形成批量生產(chǎn)，產(chǎn)生規(guī)模效應，明顯降低生產(chǎn)成本，門式剛架鋼結構的造價可降低到400元/平方米~600元/平方米，因此體現(xiàn)了鋼結構“省”的特點。

在目前巨大的住宅市場中，鋼結構為什么沒有得到推廣應用?這中間有很多問題需要研究和解決。從技術層面上來講，可以借鑒網(wǎng)架結構和門式剛架結構在短期內迅速發(fā)展成為建筑業(yè)中新興專門行業(yè)的經(jīng)驗，也就是一定要走體系化的道路。要開發(fā)成套的鋼結構住宅產(chǎn)品，使鋼結構住宅的建造實現(xiàn)標準化、模數(shù)化;還要開發(fā)新型的圍護材料，使這些圍護材料既適用于鋼結構，又符合我國居住者的使用習慣，而且還具有良好的保溫隔熱、隔聲、防潮、防滲性能，從而提高建筑的使用舒適度。

⒊與輕、快、好、省理念背道而馳的現(xiàn)狀令人擔憂。近20年來，隨著我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，大型公共建筑的建設也得到了的發(fā)展，涌現(xiàn)出了像金茂大廈、上海大劇院等一批既體現(xiàn)了中國民族特色和時代氣息，又將結構設計和施工技術展現(xiàn)的*性鋼結構建筑，但也涌現(xiàn)出了與國際上倡導的可持續(xù)發(fā)展理念背道而馳、與國家基本建設原則背道而馳、與鋼結構“輕、快、好、省”理念背道而馳的工程，其中包括國家大劇院、鳥巢，水立方和CCTV主樓為代表的一些工程。

2007年建成的國家大劇院，為了追求建筑效果，竟在歌劇院、音樂廳和戲劇場三幢獨立的建筑上采用了一個沒有任何使用功能的橢圓形半球殼體覆蓋，用鋼指標達263千克/平方米，建成后的運營費和維護費極其驚人，僅每月電費就很高，造成能源的過度消耗和投資的巨大浪費，完全不符合鋼結構“好、省”的特點。

2008年建成的鳥巢，為了實現(xiàn)雜亂無規(guī)律的外表圖像，忽略了結構受力的合理性，采用交叉平面的桁架結構體系，致使交匯于菱形內柱腹桿的數(shù)量多達13根，被迫采用非常復雜的空間扭曲構件，受力的部位不得不采用昂貴的Q460、厚度達110毫米的厚鋼板，整個工程的設計、制作和安裝的復雜性。盡管鳥巢幾經(jīng)“”，但結構的不合理仍然導致了驚世駭俗的用鋼指標，高達712千克/平方米，并使結構自重占到總荷載的70%以上。這種為了建筑視覺效果完全違背鋼結構“輕、快、好、省”特點的做法不足取。

2008年建成的水立方，采用了一種十分怪異、莫明其妙的網(wǎng)架構件布置，使2萬根構件、1萬個節(jié)點各不相同，施工圖紙達3萬多張，繪制耗時1年，大大增加了制作難度和制作費用，這種毫無益處、徒增施工難度、延長施工期限的做法，完全違背了鋼結構“快、好”的特點。

2009年建成的CCTV主樓，建筑方案為高空大懸挑75米的傾覆性不平衡體型，結構設計則要扶其不倒，用鋼指標仍高達296千克/平方米。該設計所追求的整體前傾且在高空懸臂外伸75米的奇特建筑造型已無法得到抗震合理的結構體系，這給主樓的抗震設計留下無法彌補的隱患。這種完全違背工程結構技術合理性，完全違背了鋼結構“輕、快、好、省”特點的做法令人無法容忍。

這些工程造型各異，強調建筑造型和視覺效果，忽視結構體系的合理性和經(jīng)濟性，忽視環(huán)境與生態(tài)，忽視社會責任，使鋼結構完全失去“輕、快、好、省”的本來面目，導致需要加倍地投入人力、物力和財力去保證建筑的抗震、抗風、防火和防意外與撞擊等結構安全問題。這四大建筑無視鋼結構特點的設計思想，這種只求視覺沖擊力、無視成本和代價的潮流正在各地興起，資源和技術為形式服務之風正在形成，這種現(xiàn)象值得關注。

四、鋼結構如何做到輕、快、好、省

上述“挑戰(zhàn)力”建筑的建成，表明我國的設計人員、施工人員包括科研人員用智慧和心血解決了諸多“人為制造的技術難題”，創(chuàng)造了很多“代價高昂的*”，但結構復雜，施工難度大，用鋼量大并不意味著技術的進步。對比前述鋼結構發(fā)展歷程中那些建筑藝術與結構技術高度融合的鋼結構建筑，可以看出真正的技術進步是實現(xiàn)鋼結構輕、快、好、省的特點，能夠經(jīng)得起自然災害和歷史的考驗。

⒈設計方案的。國家大劇院、鳥巢、水立方、CCTV主樓這些與鋼結構“輕、快、好、省”特點完全相違背的奇特建筑，其結構受力復雜之程度，施工困難之程度，資源消耗之程度，建設費用高昂之程度，達到令人稱奇的地步。這些現(xiàn)狀與我國當前的國情是否相符?與國家建立的“適用、安全、經(jīng)濟、美觀”的建筑方針是否相符?它們的建成使人們對其方案的中標過程產(chǎn)生質疑，方案中標的評價標準是什么?目前，我國的重大工程幾乎都采用國外建筑師設計的奇特方案，方案中標與否完全決取于評審人對建筑造型的審美，根本不考慮建筑功能、結構、施工、造價、環(huán)境、節(jié)能等更多重要因素，這種方案中標評選機制的缺陷，導致當前我國產(chǎn)生了一大批上都罕見的“浪費建筑”。毋庸置疑，要建設“輕、快、好、省”的鋼結構，必須要完善目前的方案評選機制，才能杜絕“浪費建筑”的產(chǎn)生。方案的評審，應該由有實際工程經(jīng)驗的建筑、結構、施工、造價、能耗等主要專業(yè)領域里的組成，分專業(yè)進行評價，最后綜合這些指標選取方案，而不能簡單地以建筑造型取勝。如果在某一專業(yè)方面嚴重不合理，應該“一票否決”。中標的方案還應接受社會的監(jiān)督，增加透明度。

⒉設計理念的更新。①化。改革開放前，受鋼產(chǎn)量的限制，在節(jié)約用鋼基本國策的指導下，建筑鋼結構僅在重型工業(yè)廠房、大跨度公共建筑以及塔桅結構中采用。改革開放后，隨著鋼產(chǎn)量的大幅度增加，國家鼓勵合理用鋼、積極用鋼，由于諸多方面的原因，鋼結構仍然集中在高層、大跨度公共建筑和工業(yè)建筑上，民用建筑應用得很少，由此造成一些設計人員認為鋼結構是工程造價高、設計和施工復雜的建筑結構體系，除重要的大型工程外，普通建筑很少采用。由于一些設計人員對鋼結構的認識不，對鋼結構的耐火、防腐、剛性水平等方面存在疑慮，設計時首先不會想到采用鋼結構，導致理念與實踐形成了差異。在此，我希望有關設計人員通過了解各種鋼結構體系的發(fā)展，及其“輕、快、好、省”的本質特點，積極轉變設計理念，在方案設計時優(yōu)先考慮采用鋼結構。

②一體化。目前，我國設計界通常的方法是確立建筑方案后，再去考慮結構、施工和造價等問題，甚至把鋼結構作為其實現(xiàn)“新、奇、特”建筑造型的技術手段，而不是發(fā)揮鋼結構本身優(yōu)異的性能。鋼結構建筑有其自身的特點，結構體系、構件和節(jié)點在很大程度上制約并決定著建筑的造型和空間，而結構體系和施工技術是否合理又關系著建造成本、維護成本和拆除成本等建筑物全壽命的成本問題。因此，鋼結構建筑的建筑造型與結構設計應該從整體出發(fā)，實現(xiàn)一體化設計。

建筑造型富有很強的力學原理，一些造型本身就決定著抗風性能和抗震性能的優(yōu)劣。國內外歷次大地震均證明，特別不規(guī)則的建筑在地震時受到破壞的程度最嚴重。因此，在初步設計階段就應該通過科學、理性的一體化設計將那些“先天不足”的建筑造型剔除，避免后期被動地在結構上“創(chuàng)新”，下功夫來彌補這些“先天不足”，從而造成資金和資源的巨大浪費。一體化的設計需要建筑師、結構工程師和其他相關學科的技術人員全力合作，實現(xiàn)建筑藝術與結構技術的結合。

③優(yōu)化。目前，國內設計院的建筑師和結構師對鋼筋混凝土結構的設計較為熟悉，相對來說，對鋼結構設計并不很熟悉，特別是在鋼結構體系的選擇、節(jié)點構造處理和構件優(yōu)化問題上。結構體系選擇的優(yōu)劣是影響結構性能和結構造價的關鍵。鋼結構的節(jié)點在整個結構中的作用非常重要，節(jié)點的用鋼量也在結構用鋼量中占很大比例。節(jié)點構造處理得好，會改善結構性能，也能降低結構造價。對于構件優(yōu)化這個問題，設計院幾乎都不承擔這個工作，設計師也不考慮這個問題，應當采用激勵的機制發(fā)揮設計師的能動性來改變這一現(xiàn)狀。

⒊技術人才的培養(yǎng)。建筑鋼結構的應用范圍和數(shù)量將很大程度上取決于結構設計人員在結構設計方案階段的決策，以及他們對業(yè)主的建議的信服度。目前，我國鋼結構專業(yè)技術人員比較缺乏，這已經(jīng)成為影響整個建筑鋼結構行業(yè)發(fā)展的主要因素。從這個角度講，加快對設計人員的培養(yǎng)、系統(tǒng)地提高設計人員在建筑鋼結構領域的知識及設計水平至關重要。

①提高社會責任感。古人云：天下興亡，匹夫有責。在資源問題日益突出的時代，我們可以講“資源有無，匹夫有責”。國家提倡“低碳經(jīng)濟、節(jié)能減排和可持續(xù)發(fā)展”的理念，使人們已經(jīng)開始重視建筑物運營過程的節(jié)能問題，但在建筑節(jié)能的另一個重要方面——建造過程中的節(jié)能還沒有引起足夠的重視，這方面的浪費極其嚴重。這種浪費有可能從根源上就埋下禍根，也就是設計本身不合理帶來的后果。目前，技術的發(fā)展幾乎可以解決一切工程難題，即使再不符合力學原理的建筑也都能制造出來，但是，這是以付出巨大的資源和能源為代價換來的。對于結構師來講，其責任并不是僅僅幫助建筑師去實現(xiàn)建筑造型，應該主動創(chuàng)新、應用新材料、優(yōu)化和創(chuàng)新結構、最小限度地使用材料和能源，使結構的受力達到。

②深化鋼結構設計知識。鋼結構設計與傳統(tǒng)的混凝土結構設計相比，無論是建筑方面還是結構方面都有著很大的不同。一般建筑鋼結構的構件截面由寬厚比較大的板件構成，截面也相對較小，甚至是本身沒有彎曲剛度的索、膜構件，這使設計中出現(xiàn)了較明顯的非線性問題、穩(wěn)定問題，甚至是一般結構設計中不會存在、理論上也十分困難的“逆問題”，如柔性結構普遍存在的找形問題。建筑鋼結構相對較輕較柔，地震及風載下結構整體變形或振動的控制問題將更為突出。這些問題的解決需要設計人員具備扎實的鋼結構知識及力學理論基礎，而從總體情況看，設計人員的這些知識還相當薄弱。

現(xiàn)代鋼結構從傳統(tǒng)的重鋼廠房到輕鋼、薄鋼廠房;從多層的框架到各種高層、超高層建筑鋼結構體系;從傳統(tǒng)的網(wǎng)架、網(wǎng)殼等剛性大跨空間結構體系到各式各樣的可跨越更大跨度的現(xiàn)代半剛性、柔性或雜交空間結構體系等。不同結構體系可能帶來不同、甚至全新的設計概念、理論知識及設計方法等，加上新材料、新工藝、新技術的不斷出現(xiàn)，設計人員很難實現(xiàn)與知識的同步更新，這都要求設計人員加強再教育、再學習。

⒋設計、制作、施工技術的完善。

①鋼結構設計理論的深入與完善。任何一個行業(yè)的市場發(fā)展必將與本行業(yè)的科技進步、技術儲備的程度有著密切的關系。鋼結構行業(yè)的科研人員經(jīng)過50多年的不斷努力，在高層和超高層鋼結構、剛性和柔性大跨度鋼結構、輕型鋼結構、重型工業(yè)廠房鋼結構、桅桿鋼結構、鋼板鋼結構等結構體系的基本理論和分析設計方法等方面取得了突出的成就。但是，依然有許多問題需要解決并完善。例如，現(xiàn)有的抗震設計方法對鋼結構很不利，未能充分發(fā)揮鋼結構延性好的特點。如果按照規(guī)范，鋼結構的抗震作用要大于混凝土結構，通常用鋼量會增加10%~20%。事實是，如果考慮到鋼結構的延性后，不應該出現(xiàn)這種情況。在抗震設計時，高層和超高層建筑往往是位移控制的，如何合理確定位移限值也是降低用鋼量和造價的重要方面。這些都是現(xiàn)有鋼結構抗震設計方法中亟待解決的問題。此外，我們還應積極探索、研究更加的構件、節(jié)點和結構體系，這都需要對采用新材料的構件提出合理的設計方法、研究新結構體系的有效分析方法，更新結構抗震、抗風、抗火等防災設計的理念和方法。

②各種標準規(guī)范的更新與完善。我國現(xiàn)有的規(guī)范體系基本涵蓋了建筑鋼結構的基本結構用鋼及基本應用領域，隨著新材料、新技術、新結構體系、新應用領域的不斷出現(xiàn)，對現(xiàn)有建筑鋼結構設計規(guī)范的更新、補充、完善，對新型結構體系在新的應用領域的建筑鋼結構設計規(guī)范的編制工作顯得尤為重要。例如，在使用新材料方面。近年來，一些工程都采用國產(chǎn)的 Q345GJZ厚鋼板，其突出的優(yōu)點是可比普通Q345鋼板提高設計強度18%，可降低相關用鋼量及造價10%以上。但是，現(xiàn)有的鋼結構設計規(guī)范一直未對上述鋼材新標準的變化作出修改，導致設計規(guī)范與鋼材新產(chǎn)品標準之間的矛盾日益突出。國際上的設計規(guī)范通常是3年~5年修訂一次，而我國往往是5年~10年才修訂。由于我國的設計規(guī)范強制條文多、靈活度小、修訂不及時等原因，難免會在設計規(guī)范中出現(xiàn)內容不、意思表達不明確、規(guī)定不合理的情況，給設計人員的使用造成極大不便。

筆者認為，及時修訂設計規(guī)范對提高我國的設計規(guī)范水平至關重要。

③配套設計軟件的編制與完善。隨著鋼結構行業(yè)的快速發(fā)展，許多鋼結構設計軟件陸續(xù)問世，滿足了我國普通鋼結構、多高層鋼結構、輕鋼結構、空間結構的設計需要。但是，很多鋼結構設計軟件在技術上與國外有很大的差距。例如，美國在輕型鋼結構上的設計軟件可在短時間內完成設計、繪圖、工程量統(tǒng)計及工程報價，但我國的輕型鋼結構設計軟件遠不及美國的水平。例如，國外已經(jīng)開始采用基于建筑信息模型(BuildingInformationModeling)的設計軟件(簡稱BIM)，其集成了建筑工程項目各種相關信息的數(shù)字化描述，能夠應用于設計、建造、管理的全過程，為建筑、結構、設備等各個專業(yè)的設計師實現(xiàn)了三維協(xié)同工作平臺，實現(xiàn)了同步和的工作模式?；贐IM的技術革新，不僅改變了傳統(tǒng)的設計方法，而且對鋼結構加工制作、現(xiàn)場施工和質量控制技術也有了新的提升。目前，國內開發(fā)的設計軟件一般是一體化CAD協(xié)同設計平臺，主要是二維，還無法同時完成主結構、次結構、附件配置、材料統(tǒng)計等設計與構造的工作。由此可見，我國建筑鋼結構行業(yè)在開發(fā)自主軟件方面的水平還需要進一步提高。

④鋼結構制作、施工工業(yè)化的深化與完善。隨著鋼結構應用市場的擴大，國內的鋼結構加工企業(yè)從幾十家很快發(fā)展到上千家。就目前來說，大型鋼結構企業(yè)的生產(chǎn)線的主體設備是從國外引進的，在裝備水平、生產(chǎn)技術、經(jīng)營管理能力方面已接近國際水平，能夠承擔工程的鋼結構制造。而中、小型鋼結構加工企業(yè)總體上裝備較落后、技術水平還比較低，容易形成行業(yè)內的惡性競爭。從總體上看，我國鋼結構的產(chǎn)業(yè)集中度還較低、加工企業(yè)分布面廣、加工能力和構件質量參差不齊，尚未形成大型企業(yè)集團，加快相關企業(yè)的工業(yè)化進程時不我待。

筆者認為，要提高工業(yè)化水平，最關鍵的是要提高設備、儀器等裝備的現(xiàn)代化程度，以現(xiàn)代化的裝備實現(xiàn)集約化生產(chǎn)。隨著工業(yè)化的發(fā)展，還應該形成設計、制作、施工一體化和合作鏈條，以大企業(yè)為主、中小企業(yè)為輔的產(chǎn)業(yè)鏈，推動鋼結構產(chǎn)業(yè)發(fā)展到一個新的水平。

⒌建設環(huán)境的改善。目前，我國是上每年新建建筑量的國家，年新建面積達20億平方米，建設規(guī)模和速度。但是，其中許多建筑是政績工程和開發(fā)商商業(yè)利益的產(chǎn)物。市場的競爭迫使建筑師和結構師疲于趕工期，使一些科研人員忙于工程咨詢?？蒲腥藛T為了更快、更多地完成任務，在建筑形式上盲目模仿，結構體系上慣于使用熟悉的結構體系，這樣就不可避免地出現(xiàn)“復制”建筑和“放大比例”的建筑，導致全國各地的建筑大同小異，幾乎沒有地方特色，從而出現(xiàn)中國的設計師在重大工程項目上競爭能力弱的局面。沒有相對寬松的環(huán)境、沒有思考的時間如何創(chuàng)新?如何使鋼結構做得更輕、更快、更好、更省?

筆者認為，與其倉促上馬，重復建造“高投資、高能耗、低效益”的建筑，不如放慢一些工程建設的步伐，這樣，既可以節(jié)省國家資源、減緩對生態(tài)和環(huán)境的壓力，又可以將節(jié)余資金的一部分用來緩解中國建設行業(yè)人員的生存狀況，給他們留出些思考的空間，以便他們專心致志地關鍵技術、提升我國的自主創(chuàng)新能力，這樣，既有利于加強并完善建筑產(chǎn)業(yè)鏈的各項工作，又利于實現(xiàn)本土設計師自主設計、建造有中國特色建筑的水平。

五、結束語

本文通過對鋼結構行業(yè)發(fā)展的總結，揭示了鋼結構“輕、快、好、省”的本質特點。針對目前我國建筑鋼結構行業(yè)在發(fā)展過程中凸顯的問題，進行了比較和分析，希望讀者能夠加以思考和辨別，對鋼結構有正確和理性的認識，還鋼結構“輕、快、好、省”的本來面目，擴大鋼結構的應用范圍，促進鋼結構產(chǎn)業(yè)的健康持續(xù)發(fā)展。(完)作者為中國工程院院士、同濟大學