鋼結(jié)構建筑工業(yè)化與新技術應用

本書共分五大部分，從鋼結(jié)構建筑工業(yè)化、鋼結(jié)構研究與應用、鋼結(jié)構住宅、鋼結(jié)構工程施工、金屬屋面系統(tǒng)新技術應用，匯總了國內(nèi)近兩年鋼結(jié)構建筑工業(yè)化發(fā)展及新技術的應用，對鋼結(jié)構施工技術、鋼結(jié)構住宅體系和金屬屋面系統(tǒng)的應用等進行了介紹。

一、鋼結(jié)構建筑工業(yè)化

二、鋼結(jié)構研究與應用

三、鋼結(jié)構住宅

四、鋼結(jié)構工程施工

五、金屬屋面系統(tǒng)新技術應用 2100433B

作者：中國建筑金屬結(jié)構協(xié)會鋼結(jié)構專家委員會

出版社：中國建筑工業(yè)出版社

出版時間： 2016-04-01

上架日期： 201604

征訂號：28582

版次：第一版

頁數(shù)：440

裝幀：平膜

開本：大16開

印張：28.000

ISBN：978-7-112-19327-1

《生態(tài)工業(yè)園系統(tǒng)的演化與調(diào)控》運用生態(tài)工業(yè)學以及生態(tài)經(jīng)濟學理論，借助復雜適應性理論的多主體建模思想，分析了系統(tǒng)內(nèi)外的能量流、物流、信息流運動，抽象出了生態(tài)工業(yè)園區(qū)的要素、結(jié)構和功能。以和諧共生為主題、追求經(jīng)濟效益和相互消耗工業(yè)剩余物為目的，在一個開放的空間內(nèi)，從產(chǎn)業(yè)個體意愿出發(fā)，通過演化建立生態(tài)工業(yè)立體循環(huán)網(wǎng)絡系統(tǒng)模型，從不同側(cè)面對生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)進行建模和求解，并且在Swarm平臺建立了它的仿真模型。采用實驗運行演化的方法，觀察生態(tài)工業(yè)系統(tǒng)在沒有外部干擾下的穩(wěn)定情況，研究達到這種穩(wěn)定所需要的演化過程，表現(xiàn)這個穩(wěn)定狀態(tài)，分析穩(wěn)定的本質(zhì)。如果達不到這種穩(wěn)定的狀態(tài)，尋求在外界可靠技術“定位”的幫助下達到該平衡狀態(tài)的方法，分析市場波動及政府宏觀政策對園區(qū)的影響，研究生態(tài)工業(yè)園區(qū)的演化策略理論和方法，建立靜態(tài)和動態(tài)生態(tài)經(jīng)濟均衡模型，以可持續(xù)發(fā)展的方法調(diào)控生態(tài)工業(yè)園區(qū)的企業(yè)種類和規(guī)模，加強生態(tài)工業(yè)共生系統(tǒng)的自適應能力。

研究（虛擬）生態(tài)工業(yè)園區(qū)具有重要的實際應用價值。在歐美等發(fā)達國家，出現(xiàn)了將傳統(tǒng)工業(yè)開發(fā)區(qū)改建成生態(tài)工業(yè)園區(qū)的趨勢。我國有數(shù)百個各種層次、各種類型的工業(yè)開發(fā)區(qū)（產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)），隨著環(huán)境的日益惡化，也面臨著生態(tài)改造問題。我們的研究提出了在一個開放的區(qū)域范圍內(nèi)構建和諧的產(chǎn)業(yè)生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)的一些方法，成果可以為政府決策提供參考，為規(guī)劃、設計部門提供理論指導和實踐仿真，為產(chǎn)業(yè)綠色技術創(chuàng)新提供“路線圖”和行動指南。

鋼結(jié)構建筑實例

鋼結(jié)構建筑相比于磚混結(jié)構建筑在環(huán)保、節(jié)能、高效、工廠化生產(chǎn)等方面具有明顯優(yōu)勢。深圳高 325米的地王大廈、上海浦東高421米的金茂大廈、北京的京廣中心、鳥巢、央視新大樓、水立方等大型建筑都采用了鋼結(jié)構，北京、上海、山東、遼寧、內(nèi)蒙等省市已開始進行鋼結(jié)構住宅試點，其中，北京金宸公寓已被列為建設部住宅鋼結(jié)構體系示范工程。高層鋼結(jié)構建筑屢見不鮮人們預料21世紀是金屬結(jié)構的世紀，鋼結(jié)構將成為新建筑時代的脊梁。人類自 17世紀70年代開始使用生鐵，19世紀初開始使用熟鐵建造橋梁和房屋，鋼結(jié)構發(fā)展的歷史要比鋼筋混凝土結(jié)構發(fā)展的歷史悠久，它的生命力也是越來越強。在美國，低層建筑如兩層樓以下的非居住型建筑市場已有70%以上是建筑金屬制品。全世界已完成的101幢超高層建筑中，鋼筋混凝土結(jié)構16幢，純鋼結(jié)構 59幢，不同形式的鋼砼混合結(jié)構27幢；可以看出鋼結(jié)構的發(fā)展必將促使建筑業(yè)、冶金工業(yè)、機械工業(yè)、汽車工業(yè)、農(nóng)業(yè)、石油工業(yè)、商業(yè)、交通運輸業(yè)得到迅速發(fā)展。

亞洲最大鋼結(jié)構植物館——2013年1月23日，中國青島世園會植物館主體封頂，外形規(guī)劃設計為樹葉形狀。植物館工程位于天水路以北，百果山森林公園內(nèi)，占地面積2.44公頃，總建筑面積22749平方米，其中，地上建筑面積13522平方米，地下建筑面積9227平方米，是亞洲最大的鋼結(jié)構植物館之一，工程總造價為2.93億元 。

因其外形為樹葉形狀，共所需鋼結(jié)構約3000噸，拼裝桿件14000多根，焊縫總長17000多米，特制玻璃15000多塊，因此施工難度大，工序極其嚴格。結(jié)構現(xiàn)場拼接及焊接任務特別重，吊裝難度特別大，僅現(xiàn)場拼接的鋼結(jié)構焊縫總長度就有17000多米，相當于1萬噸常規(guī)鋼結(jié)構工程的焊接量。

鋼結(jié)構建筑優(yōu)勢

鋼材的“容重與強度比”一般小于木材、混凝土和磚石，因此鋼結(jié)構比較輕，與鋼筋混凝土結(jié)構相比要輕 30%-50%；另外鋼結(jié)構斷面小，與鋼筋混凝土結(jié)構相比可增加建筑有效面積8%左右。我國二十世紀初建造的松花江鋼桁橋、黃河大橋、上海國際飯店等就采用了鋼結(jié)構；新中國成立后，我國民用高層建筑鋼結(jié)構發(fā)展速度進一步加快，全國十幾幢高層鋼結(jié)構建筑中北京就占了六幢：京廣中心(208米高)、京城大廈 (182米高)、國貿(mào)大廈(155.2米高)、長富宮飯店(90.9米高)、香格里拉飯店(82.7米高)、中國工商銀行總行(48.3米高)，還有正在建設中的國家大劇院工程。全國上百個大小機場都將設計采用鋼結(jié)構，以加快建設速度和增大空間。由此可見，高速度發(fā)展的經(jīng)濟需要鋼結(jié)構。

鋼結(jié)構建筑條件

政策、技術條件已經(jīng)具備。年初，建設部、國家冶金工業(yè)局聯(lián)合組織建筑用鋼技術協(xié)調(diào)組制定《國家建筑鋼結(jié)構產(chǎn)業(yè)“十五”計劃和2015年發(fā)展規(guī)劃綱要》。綱要中明確闡述：鋼結(jié)構具有強度高、自重輕、抗震性能好、施工速度快、地基費用省、占地面積小、工業(yè)化程度高、外形美觀等一系列優(yōu)點，此外，鋼結(jié)構建筑還具有良好的空間感，可設計成大量開放型辦公室圍繞著空中花園、中央天井加上合理的電梯設計可達到最低的能源消耗。因此鋼結(jié)構又是環(huán)保型和節(jié)能型建筑結(jié)構。與混凝土結(jié)構相比它是環(huán)保型和可再次利用的、易于產(chǎn)業(yè)化的結(jié)構，發(fā)達國家在房屋建筑中廣泛采用鋼結(jié)構。金融街是北京最具現(xiàn)代化氣息的街區(qū)，鑒于鋼結(jié)構住宅有上述諸多優(yōu)勢，作為金融街上唯一的高檔公寓，為了創(chuàng)造更舒適的空間感和更加節(jié)約能源，金宸公寓設計成了鋼結(jié)構高品位住宅，并被評為綱要公布后北京首家建設部住宅鋼結(jié)構體系示范工程，也是北京唯一的小高層鋼結(jié)構住宅項目。

鋼結(jié)構建筑基礎

鋼產(chǎn)品和建筑鋼材品種的增加為鋼結(jié)構的發(fā)展打下了良好的基礎。我國從1996年鋼產(chǎn)量突破1億噸，已成為世界的鋼鐵大國，隨著國家二十一世紀狠抓冶金科技進步，提高我國鋼鐵工業(yè)的技術水平和裝配水平，到2020年前后我國有望成為世界的鋼鐵強國。過去長期不能生產(chǎn)的H型鋼，已可以在“馬鋼”、“萊鋼”和鞍山第一軋鋼廠生產(chǎn)了。 H型鋼的最大截面已達700mm，年產(chǎn)能力可達140萬噸，輕鋼結(jié)構用的彩色鋼板年生產(chǎn)能力已達70—90萬噸，冷彎型鋼年生產(chǎn)能力約120萬噸。這為鋼結(jié)構建筑的發(fā)展奠定了基礎?！笆濉逼陂g建筑鋼結(jié)構的發(fā)展目標，是爭取達到每年建筑鋼結(jié)構用鋼材占全國鋼材總產(chǎn)量的3%。2015年建筑鋼結(jié)構的發(fā)展目標，是爭取每年全國建筑鋼結(jié)構的用鋼量達到鋼材總量的6%。由此可見，我國建筑鋼結(jié)構的發(fā)展將上一個新臺階。高效的焊接工藝和新的焊接、切割設備的應用。如各種反面襯墊方法的雙面成型單絲和多絲埋弧焊、龍門架工字梁雙側(cè)雙絲快速焊接生產(chǎn)線、各種數(shù)控火焰機和激光切割機，為鋼結(jié)構高效制作和生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品創(chuàng)造了良好條件。高效焊接材料的使用，如氣體保護焊和自保焊藥芯焊絲以及各種高效焊條，到 2005年要占焊接材料總產(chǎn)量的40%左右；摩擦型強力螺栓和采用扭力自動控制方法以及防腐、防火等新工藝、新材料的開發(fā)等都為深入發(fā)展鋼結(jié)構工程創(chuàng)造了良好的條件。

鋼結(jié)構建筑發(fā)展模式

節(jié)能、高效、環(huán)保與產(chǎn)業(yè)化。20世紀后幾年，我國城鎮(zhèn)住宅建設以每年竣工面積4.4億平方米，總產(chǎn)值 6000億元(約占GDP9%)的建設迅猛發(fā)展，住宅產(chǎn)業(yè)成為國民經(jīng)濟中新世紀的新的增長點。實現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化，解決住宅建設中存在工業(yè)化水平低，部品化率低以及住宅用材檔次低，壽命低，實心黏土磚能耗高，不利于環(huán)保等問題，已被列入新世紀急待解決的問題。我國建筑行業(yè)要求全行業(yè)研究鋼結(jié)構在各類建筑中應用的新體系，擴大其應用范圍，發(fā)展多層鋼結(jié)構建筑。國際上，美國設計師和結(jié)構師非常重視研究金屬結(jié)構及其耐用性、實用性和經(jīng)濟性，歐洲專家們提出，鋼結(jié)構具備綠色建筑的條件，即為有利于保護環(huán)境，節(jié)約能源的建筑。他們認為金屬結(jié)構建筑具有良好的空間感，能夠?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新的規(guī)劃和空間設計，建筑，不光是居住、使用，更應考慮為人創(chuàng)造更舒適的空間，節(jié)約能源的空間。日本1998年鋼產(chǎn)量5900萬噸，建筑結(jié)構用鋼量占13%，而鋼結(jié)構住宅在建筑結(jié)構用鋼中占了相當大的比例，香港更是高樓大廈到處林立。臺灣地震，明顯看出鋼結(jié)構建筑優(yōu)于鋼筋混凝土建筑；從地震破壞情況看，一般的多層住宅基本全部塌為平地，而鋼結(jié)構建造的住宅沒有倒塌的，因此臺灣當局要求多層房屋建筑一律要用鋼結(jié)構。我國多層住宅和小高層住宅采用鋼結(jié)構的試點，從天津開始。天津市采用三種不同結(jié)構，不同墻體材料，不同施工方法的方案。啟動20萬平方米以上的規(guī)模試點工程。其一是采用方鋼管混凝土柱大開間結(jié)構形式；其二采用鋼骨桁架結(jié)構形式；其三采用鋼管混凝土結(jié)構形式。三種結(jié)構的平方米用鋼量都小于鋼筋混凝土結(jié)構的用鋼量。在青島、上海及新疆都列出一定面積的房屋住宅工程進行試點。由于我國 “鋼住宅”剛剛起步，很多結(jié)構都無法批量生產(chǎn)，因此，鋼結(jié)構會要比混凝土結(jié)構貴一些。北京金宸公寓的建設單位經(jīng)過計算認為，盡管總體上鋼結(jié)構的價格還比較高，但由于工期短、能耗少、使用率高、品質(zhì)檔次提高，因此綜合造價并不高，同時，由于這是北京首座鋼結(jié)構住宅示范工程，因此，供應商都以最優(yōu)惠的價格提供鋼結(jié)構部品，總造價與混凝土結(jié)構差不多。