钢结构调查报告模板
钢结构调查报告【1】
钢结构调查报告
摘要: 由钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢以及钢索为主材建造的工程结构，如房屋、桥梁等，称为钢结构。由于钢结构自身具有强度高、自重轻、抗震性能好等优点被广泛的应用于高层建筑、体育场馆、机场航站楼、钢制活动房等各类建筑中。作为一个相对新型的行业，本文主要对合肥市钢结构的发展和运用情况进行系统的调查研究，目前，合肥工业建筑、公共建筑、抗灾援建以及市政建设项目已广泛使用钢结构，但与先进地区相比较，钢结构在合肥市城市规划运用中仍存在阻力，钢材涨价，市场无序竞争，极大地阻碍了钢结构在合肥的发展与运用。
关键词：钢结构;合肥;发展;应用.
一.钢结构特点
1 塑性韧性好，且材质均匀。
与砖石和混凝土相比，钢材属单一材料，由于生产过程质量控制严格，因此组织构造比较均匀，且接近各向同性，钢材的弹性模量很高，在正常使用情况下具有良好的延性，可简化为理想弹塑性体，最符合一般工程力学的基本假定，计算结果比较可靠。由于重量轻和韧性好，钢结构的抗震性能也好于其他结构。
2 钢结构制作简便、施工速度快、周期短。
钢结构构件，可以实行工厂化生产，现场安装。由于现场作业量小，对周围环境污染少，同时，施工机械化程度高，加快了施工速度。根据统计，同样面积建筑物，钢结构比砼结构工期，可缩短三分之一，而且可节省支模材料。
3 良好的加工性能和焊接性能。
钢材具有良好的冷热加工性能和焊接性能，便于在专业化的金属结构厂大批量生产出精度较高的构件，然后运至现场，进行工地拼接和吊装，既可保证质量，又可缩短施工周期。
4 钢结构材料自重轻、抗震性能好。
相同建筑面积的建筑楼层，钢结构自重轻，根据比较，六层轻钢结构住宅的重量，仅相当于四层砖混结构住宅的重量。由于钢材属于金属晶体具有各向同性的性质，有很高的抗拉、抗压和抗剪强度，更重要的是钢材具有良好的延性。在地震的作用下，钢结构因其延性，不仅能减弱地震反应，而且属于较理想的弹塑性结构，且有抵抗强烈地震的变形能力。 5 密封性好。
采用焊接连接的钢板结构，具有较好的水密性和气密性，可用来制作压力容器、管道，甚至载人太空结构。
6 耐腐蚀性差。
钢材耐锈蚀的性能较差，因此必须对钢结构采取防护措施，使它的维护费用较砖石和钢筋混凝土结构为高。不过在没有侵蚀性介质的一般厂房中，钢构件经过彻底除锈并涂上合格的油漆后，锈蚀问题并不严重。对处于湿度大，有侵蚀性介质环境中的结构，可采用耐候钢
或不锈钢提高其抗锈蚀性能。
7钢材耐热但不耐火。
钢材长期经受100℃辐射热时，性能变化不大，具有一定的耐热性能。但当温度超过200℃时，会出现兰脆现象，当温度达600℃时，钢材进入热塑性状态，将丧失承载能力。因此在有防火要求的建筑中采用钢结构时，必须采用耐火材料加以保护。
2.钢结构的发展
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，到2010年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。
高层建筑钢结构近年来雨后春笋般的拔地而起，发展很迅速。大跨度空间钢结构最先让人们了解的是网架工程，其发展的速度较快，计算也比较成熟，国内有许多专用网架计算和绘图程序，是其迅速发展的重要原因。网壳在我国已在应用，已建成的网壳工程以球面和柱面较多，还有双曲抛物面、双曲扁壳等形式。它比网架又有许多优点，特别是在超大跨度时。悬索及斜拉结构、膜和索膜结构在国内应用也较多，主要用于体育馆、车站等大空间公共建筑中。其他大跨度空间钢结构还包括立体桁架、预应力拱结构、弓式结构、悬吊结构、网格结构、索杆杂交结构、索穹顶结构等在全国各地均有实例。
轻钢结构是近十年来发展最快的领域，在美国采用轻型钢结构占非住宅建筑投资的50%以上。这种结构工业化、商品化程度高，施工快，综合效益高，市场需求量很大，已引起结构设计人员认识。轻钢住宅的研究开发已在各地试点，是轻钢发展的一个重要方向，目前已经有多种的低层、多层和高层的设计方案和实例。因其可做到大跨度、大空间，分隔使用灵活，而且施工速度快、抗震有利的特点，必将对我国传统的住宅结构模式产生较大冲击。
随着社会分工的不断细化，钢结构设计也必将走向专业化发展的道路。专业钢结构设计也可弥补由于不熟悉钢结构形式而无法优化结构设计方案的问题。我们相信，只要加强领导，合理规划，积极组织，政府、行业、企业共同努力，产、学、研紧密结合协作，钢结构产业更加兴旺发展的新局面就在眼前。
3.钢结构在合肥市的应用
由于国情，我国目前建筑用钢量只达到22%，钢结构建筑占整个建筑的1%不到，而世界各国建筑业都是钢材的主要用户之一，以工业发达国家为例，其中美国、日本等发达国家，钢结构建筑占整个建筑的50%。随着我国经济的发展，钢结构建筑的发展非常迅速;合肥市紧跟中国时代发展需求，渐渐将钢结构应用于住宅楼、写字楼等;就近几年来看，钢结构在合肥的发展还是相当不错的：合肥三大国家级开发区内新招商引资的项目上应用最广，据市工商联发布合肥市钢结构产业调查报告，合肥市钢结构企业已超过50家，年产值已达百
亿，但92%的企业还停留在经营轻型钢结构的初级阶段，资质水平还普遍较低，发展仍需添薪。
3.1合肥市钢结构应用主要有下列几个形式：
(1)工业厂房
吊车起重量较大或者其工作较繁重的车间的主要承重骨架多采用钢结构，结沟形式多为由钢屋架和阶形柱组成的门市钢架或排架，也有采用网架做屋盖的结构形式，随着压型钢板等轻型屋面材料的采用，轻钢结构工业厂房得到了迅速发展。其结构形式主要为实腹式变截面门式钢架。如：合肥彩虹公司屋架、合肥第二发电厂等
(2)可拆卸的结构
钢结构不仅质量轻，还可以用螺栓或其他便于拆装的手段来连接，因此非常适用于需要搬迁的结构。合肥市绝大多数工程活动房便是钢结构的。
(3)受动力荷载影响的结构
由于钢材具有良好的韧性，设有较大锻锤或产生动力作用的其他设备的厂房，即使屋架跨度不大，也往往由钢制成。对于抗震能力要求高的结构，采用钢结构也是比较适宜的。如合肥奥林匹克中心的大悬臂钢网架，合肥火车站站台楼的钢架雨棚，都具有较高的抗风、抗震能力。
(4)容器和其他结构
冶金、是由、化工企业中大量采用钢板做成的容器结构，包括油罐、高炉、热风炉等此外，经常使用的还有管道支架、锅炉支架等其他钢构筑物，海上采油平台也大都采用钢结构。
(5)组合结构
钢构件和板件受压时必须满足稳定性要求，往往不能充分发挥它的强度高的作用，而混凝土则最适宜于受压不适于受拉，将钢材和混凝土并用，使两种材料都发挥它的长处，是一种和合理的结构。主要构件形式有钢与混凝土组合梁和钢管混凝土柱。如合肥要素大市场、合肥市证大楼等
3.2 合肥钢结构建筑应用举例
(1)合肥滨湖国际会展中心
合肥滨湖国际会展中心位于滨湖新区庐州大道与锦绣大道交口西南角，占地58.62公顷，总建筑面积约33.28万平方米，建设包括展览中心、会议中心和配套酒店，其中展览部分建筑面积约23.08万平方米，投资估算15亿元，是我省规模最大、配套最齐全的会展项目。建成后， 合肥滨湖国际会展中心将成为国内展览面积最大及配套设施最齐全的会展中心之一，可满足国内外各种类型展览需求;会展中心的6座展厅共有300根“肋骨”，有1根72米长、40吨重的横梁，总用钢量达2万吨。
(2)合肥新桥国际机场
合肥新桥国际机场是国内4E级枢纽干线机场，位于安徽省合肥市肥西县高刘镇，距合肥市中心31.8公里。机场总共分三期建设。一期工程航站楼面积为10.85万平方米，跑道长3400米，设计年旅客吞吐量为1100万人次。合肥新桥机场航站楼钢结构跨度大且复杂，而且部分梁为桁架梁且截面为倒三角形截面。航站楼横向长约804m，最大宽度约161m，建筑最大高度约30m，结构分为5区段，以3区段中轴线向两边呈对称布置，从3区向两侧的1、5区结构由最大标高为30m 过渡到17m。通过屋面结构连成整体。航站楼屋面完全采用钢结构形式，弧形梁全部采用钢架梁。
合肥新桥国际机场图
(3)合肥大剧院
合肥大剧院位于合肥
市政务文化新区科技绿轴
西侧，西至怀宁路，北临
东流路，南接天鹅湖，建
筑面积60000平方米，主
要由歌剧厅、音乐厅、多
功能厅等部分组成。它的
建设具有极高的技术含
量，该建筑钢架外围的中
间隔层就多达11层，其中
屋盖采用加厚岩棉金属体
系，以起到良好的保温隔热隔音效果。“大剧院”内部方正，外部则采用了不少弧形结构，
加上建成后流线型的顶棚，就像一片“波浪”，和天鹅湖畔的地理环境非常协调。可见，在最近的十几年里，合肥钢结构的发展是相当迅速的。
4.合肥钢结构应用发展趋势
4.1 发展问题
合肥近几年钢结构虽然得到了很好的发展，前景也十分的优越，但不排除合肥钢结构任然存在着一些问题尤为突出：
(1)钢结构企业资质水平较低，无法参与国家大型工程建设，钢结构制作小企业多, 多数无资质, 技术水平和管理水平差距。
(2)钢结构工程项目管理不规范，存在着大量的个人挂靠现象。
(3)本地钢结构工程招标壁垒重重，不利于本地钢结构企业竞标。
(4)钢结构工程项目采用最低价中标法，已为行业发展埋下隐患。
(5)钢结构企业盲目上马，一哄而起，造成产能过剩，浪费大量资源。
4.2 发展趋势
(1)加大对本地钢构企业的政策扶持力度，帮助提升资质水平。
借鉴浙江钢构行业的发展经验，本地建筑管理部门的政策支持对钢构企业的发展至关重要，特别是要重点引导、扶持企业做好资质升级、增项工作，帮助企业引进技术人才、整合工程业绩。
(2)推广应用住宅钢结构应提到重要位置
建筑钢结构虽然发展很快，但在住宅领域还是空白。全国每年要建数千万平方米的住宅建筑，但采用钢结构的几乎没有。当然这和我国传统思想、观念以及对钢结构的认识偏差有关。可喜的是，天津市政府已率先垂范，决定于今年启动轻型钢结构建筑，将建设10万m2的轻钢住宅，其示范效应将不可低估，希望各地有关职能部门及广大设计人员应有超前意识，作出响应，对轻钢住宅建筑的发展作出应有贡献。
(3)积极提高各钢结构制造、施工企业、设计院所等技术人员的业务水平
我国在较长的一段时间内，由于钢结构使用很少，各设计院所、建筑企业大多从事单一的混凝土结构工程的设计和施工。目前应大力加强和提高各级技术人员的钢结构业务水平。应充分发挥各高等院校、学术团体等举办钢结构技术讲座、规范培训班等。
(4) 发展钢结构要在政策上给予支持和倾斜
这种政策性的扶植应包括：在钢结构技术的发展上应将其纳入国家建筑技术发展规划并在科研项目、经费等方面予以重点支持;对于钢结构的住宅建筑，在土地征用、税收等方面予以优惠，以降低建设成本，使其更具市场竞争力;大力推广使用国产钢材以此和钢铁生产企业形成良性循环。
5.总结
钢结构应用情况调查报告【2】
合肥市钢结构应用情况调查报告 摘要：随着我国城市化进程的加快，如今的高层建筑形态呈现出千奇百怪的特点，钢结构被广泛的应用于各类建筑中，并且钢结构作为我国未来住宅发展的一个趋势,受到人们越来越多的关注。建筑钢结构是指用钢板和热轧、冷弯或焊接型材通过连接件连接而成的能承受荷载、传递荷载的结构形式。作为一个相对新型的行业，自上世纪80年代末开始，钢结构在建设领域得到广泛应用。90年代后，随着经济的发展钢铁工业技术和产能的提升，高层建筑、体育场馆、机场航站楼等建筑物逐渐增多，钢结构进入了快速发展期。钢结构建筑与传统的建筑方式相比，具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工周期短、工业化程度高、环境污染少等优点。为此本文对国内钢结构住宅的应用情况进行了系统的调查研究,以期找到制约钢结构住宅发展的瓶颈,从社会和技术两个层面为钢结构住宅的发展应用找到突破口。
关键词：钢结构 应用 钢材优势 大跨度
1、钢结构简述
1.1 钢结构是由型钢和钢板通过焊接、螺栓连接或铆接而制成的工程结构。
1.2钢结构的连接方法
焊接连接 螺栓连接 铆钉连接
1.3钢结构的特点
钢结构自重较轻、钢结构工作的可靠性较高、钢材的抗振(震)性好、钢结构制造的工业化程度较高、钢结构可以准确快速地装配、钢结构室内空间大、容易做成密封结构、钢结构易腐蚀、钢结构耐火性差、钢结构可回收利用、钢结构工期较短。
2、钢结构的优点
2.1能合理布置功能区间
利用钢材强度高的特点，设计可采用大开间布置，使建筑平面能够合理分隔，灵活方便，创造开放式住宅。而传统结构(砖混结构、砼结构)由于材料性质限制 了空间布置的自由，以往开间一般常在3.2米、3.4米、3.6米，如果过大，就会造成板厚、梁高、柱大，出现"肥梁胖柱"现象，不但影响美观，而且自重 增大，增加造价，购房者在二次装饰时，经常由于自行改变墙体位置，增加隐患。
2.2自重轻、抗震性能好
相同建筑面积的建筑楼层，钢结构自重轻，根据比较，六层轻钢结构住宅的重量，仅相当于四层砖混结构住宅的重量。而且钢材具有延性，能比较好的消耗地震带来的能量，所以抗震性能好，结构安全度高。
2.3施工方便、工期短
钢结构构件，可以实行工厂化生产，现场安装。由于现场作业量小，对周围环境污染少，同时，施工机械化程度高，加快了施工速度。根据统计，同样面积建筑物，钢结构比砼结构工期，可缩短三分之一，而且可节省支模材料。
2.4综合造价低
由于自重轻，基础费用降低，总体用料减少，直接成本降低，建设工期短，间接费又可减少，所以综合造价低。
2.5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，并且能将节能、防水、隔热、门窗等先进成品集合于一体，成套应用，将设计、生产、施工一体化，提高住宅产业化的水平。
综上所述，钢结构是适合创新的住宅结构体系。钢结构可随着人们审美观的不同，使用功能要求的不同，设计各种造型、尺度、空间的新型房型。生产厂家能高精度、高质量、高速度完成，使建筑物达到既美观又经济的效果。
3、现代钢结构的应用
3.1工业厂房
吊车起重量较大或者其工作较繁重的车间的主要承重骨架多采用钢结构，结沟形式多为由钢屋架和阶形柱组成的门市钢架或排架，也有采用网架做屋盖的结构形式，随着压型钢板等轻型屋面材料的采用，轻钢结构工业厂房得到了迅速发展。其结构形式主要为实腹式变截面门式钢架。
3.2受动力荷载影响的结构
由于钢材具有良好 的韧性，设有较大锻锤或产生动力作用的其他设备的厂房，即使屋架跨度不大，也往往由钢制成。对于抗震能力要求高的结构，采用钢结构也是比较适宜的。
3.3可拆卸的结构
钢结构不仅质量轻，还可以用螺栓或其他便于拆装的手段来连接，因此非常适用于需要搬迁的结构。
3.4容器和其他结构
冶金、是由、化工企业中大量采用钢板做成的容器结构，包括油罐、高炉、热风炉等此外，经常使用的`还有管道支架、锅炉支架等其他钢构筑物，海上采油平台也大都采用钢结构。
3.5组合结构
钢构件和板件受压时必须满足稳定性要求，往往不能充分发挥它的强度高的作用，而混凝土则最适宜于受压不适于受拉，将钢材和混凝土并用，使两种材料都发挥它的长处，是一种和合理的结构。主要构件形式有钢与混凝土组合梁和钢管混凝土柱。
4、钢结构应用举例
1 奥体中心
合肥奥林匹克体育中心总用地面积34.7万m2(521亩)，建筑面积15.3万m2，总投资约15亿元。包括一座能容纳60000人的主体育场、一座容纳8000人的综合体育馆、一座容纳3000人的游泳跳水馆、一个三星级的体育宾馆及附属用房、室外网球场、室外足球场及热身训练馆，商业娱乐设施、五环喷泉广场等。主体育馆的屋盖是由钢桁架连接的钢结构屋盖，钢结构应用使得体育馆的外型上显得格外的有活力，展示出了体育带给人的激情与活力，它是网架屋顶结构，是使用比较普遍的一种大跨度屋顶结构。这种结构整体性强，稳定性好，空间刚度大，防震性能好。网构架高度较小，能利用较小杆形构件拼装成大跨度的建筑，有
效地利用建筑空间。适合工业化生产的大跨度网架结构，外形可分为平板型网架和壳形网架两类，能适应圆形、方形、多边形等多种平面形状。平板型网架多为双层，壳形网架有单层和双层之分，并有单曲线、双曲线等屋顶形式。50年代后期上海同济大学曾建造了装配整体式钢筋混凝土单层联方网架壳形结构建筑，大厅部分净跨度为40米，外跨度54米。上海文化广场的改建设计采用钢结构球节点平板型网架，1970年建成。1976年建成的美国新奥尔良市体育馆，圆形平面直径达207.3米,是当今世界上最大的钢网架结构建筑。虽然奥体中心不及这些世界著名的建筑，但是它的诞生也带动了安徽体育馆的钢结构大跨度屋盖的使用。
2 新桥机场航空楼
合肥新桥国际机场是国内4E 级枢纽干线机场,其航站楼横向长约804m, 纵向最大宽度约161m,建筑最大高度约30m, 分为五个区段, 以3区段中轴线向两边呈对称布置,为多种结构形式组合的新型大跨刚架结构。
在本工程中, 1 区与5 区大跨钢架为本工程中无支撑跨度最大的箱型梁刚架,其吊装过程是施工的重点也是难点, 经综合考虑采用钢结构分段吊装的施工方案。1、5 区基本对称,分别由13榀刚架以及3.78m、7.8m 钢框架结构共同组成结构受力体系。钢框架结构体系则主要由圆管柱与主次梁组成。
机场航站楼的3区钢结构由11榀钢架组成钢架柱体部分为箱型, 梁体部分为桁架结构。钢架最大外轮廓超过1 0m, 柱距为18m, 最大跨度54m。为解决3 区钢结构吊装, 特设置两台行走式塔吊。塔吊轨道所相交混凝土梁每间隔9m, 采用钢管柱进行加固, 上部行走式塔吊及其全部作业荷载通过轨道梁传递至钢管加固位置。此行走式塔吊的设置与加固带来结构荷载以及荷载传递方式的改变, 故需对其相关构件进行施工监控。
5、钢结构的发展
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，到2010年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。
高层建筑钢结构近年来雨后春笋般的拔地而起，发展很迅速。我国80年代建成的11幢高层建筑钢结构最高为208米，而90年代以来正在建造或设计的高层建筑钢结构共约32幢，最高的达420米(已建)和460米(设计)。最近在大连兴建的高度200米的远洋大厦钢结构，设计、制造、安装和材料全部是由国内承担和供应的，这说明完全由我国自己来建造超高层钢结构是可以做到的。
大跨度空间钢结构最先让人们了解的是网架工程，其发展的速度较快，计算也比较成熟，国内有许多专用网架计算和绘图程序，是其迅速发展的重要原因。网壳在我国已在应用，已建成的网壳工程以球面和柱面较多，还有双曲抛物面、双曲扁壳等形式。它比网架又有许多
优点，特别是在超大跨度时。悬索及斜拉结构、膜和索膜结构在国内应用也较多，主要用于体育馆、车站等大空间公共建筑中。其他大跨度空间钢结构还包括立体桁架、预应力拱结构、弓式结构、悬吊结构、网格结构、索杆杂交结构、索穹顶结构等在全国各地均有实例。 轻钢结构是近十年来发展最快的领域，在美国采用轻型钢结构占非住宅建筑投资的50%以上。这种结构工业化、商品化程度高，施工快，综合效益高，市场需求量很大，已引起结构设计人员认识。轻钢住宅的研究开发已在各地试点，是轻钢发展的一个重要方向，目前已经有多种的低层、多层和高层的设计方案和实例。因其可做到大跨度、大空间，分隔使用灵活，而且施工速度快、抗震有利的特点，必将对我国传统的住宅结构模式产生较大冲击。
随着社会分工的不断细化，钢结构设计也必将走向专业化发展的道路。专业钢结构设计也可弥补由于不熟悉钢结构形式而无法优化结构设计方案的问题。我们相信，只要加强领导，合理规划，积极组织，政府、行业、企业共同努力，产、学、研紧密结合协作，钢结构产业更加兴旺发展的新局面就在眼前。
6、钢结构规范的学习
6.1按承载能力极限状态设计钢结构时，应考虑荷载效应的基本组合，必要时应考虑荷载效应的偶然组合。
按正常使用状态设计钢结构时，应考虑荷载的标准组合，对刚与混凝土组合梁，尚应考虑准永久组合。计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载设计值，计算疲劳时，应采用荷载标准值。
6.2当钢结构工程施工质量不符合规范要求时，应按下列规定进行处理：
(1)经返工重做或更换构配件的检验批，应重新进行验收。(2)经由自治的检测单位检测鉴定能够达到设计要求的检验批，应予以验收。(3)经返修或加固处理的分项、分部工程，虽然改变外形尺寸但仍能满足使用要求，可按处理技术方案和协商文件进行验收。
6.3焊缝表面不得有裂纹、韩熘等缺陷。
一级、二级焊缝不得有表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧擦伤等缺陷。且一级焊缝不许有咬边、未焊满、根部收缩等缺陷。对于需要进行焊前预热或焊后热处理的焊缝，其预热温度或后热温度应符合国家现行，且不应小于100mm,后热处理应在焊后立即进行，保温时间应根据板厚按每25mm板厚确定。
参考文献：
【1】蔡玉春. 钢结构住宅产业化的现状与进展[J]钢结构, 2005, (01) .
【2】孙永振. 轻钢结构的市场应用前景分析及动力特性研究[D]西安理工大学, 2002 .
【3】孙永振. 轻钢结构的市场应用前景分析及动力特性研究[D]西安理工大学, 2002 .
【4】何一民,史万春. 关于发展新型轻钢结构建筑的建议[J]钢结构, 1996, (03) .
【5】王振山. 钢结构住宅调研及小高层框架柱性能比较[D]. 西安建筑科技大学, 2009.
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