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    钢结构的基本应用情况分析

    建国以来我国的钢产量虽然已大幅度增加.1994年的钢产最已达9153X10't,然而钢材是农业、交通、能裸和国防等多方面均迫切需要的材料.现在每年仍有缺口,需进口一部分钢材方能满足我国国民经济建设的需要。因此,在建筑结构方面.仅当采用钢筋混凝土结构为不合理或不可能时.方可考虑采用衡阳钢结构。一般情况下,只在下列几方面应用钢结构:
    (一)跨度大、高度高或荷载重的结构
    这方面的结构主要有:
    I.重型工业厂房结构.今以大型冶金企业上海宝山钢铁公司的厂房作说明①。宝钢现已投产的一、二期工程中包括自备电厂、炼钢、连铸厂、初轧厂、热轧带钢厂、冷轧带钢厂和无缝钢管厂等厂房共用了14.8X10't钢结构,这在国内外钢铁工业建设中都是有代表性的。在宝钢厂房结构方面,由于工程大都建在软弱地墓上、要求采用较轻的上部结构,更由于工艺上自动化程度很高和大型设备的运用,厂房的跨度和住距都较大,跨度一般为33---42m,基本住距大多是24m,最大为48m。其炼钢、连铸厂的单层厂房的高度均在50m左右,车间内安装有重级工作制、起重能力为440t的桥式起承机。这样的重型厂房,就非采用全钢结构不可。此外又如在机械制造业中的孟型水压机车间和锻压车间等,也由于动力荷载的影响较大,常需采用翎结构。
    2.大跨度结构。由于受弯构件在均布荷载下的弯矩M与其跨度I的平方成正比(即moc产),当跨度增大到一定程度时,为了减轻结构的自重,也就需采用自重较轻的钢结构.大型体育馆、飞机库等一些大跨度结构的尿盖,目前最常用的是空间钢网架结构,例如1975年建成、位于上海市徐家汇的上海体育馆的屋盖就是跨度为110m的钢网架,广州白云机场的机库为80mx80m的折线型钢网架。钢网架除用于上述大跨度的公共建筑和机库外,近来在工业厂房的大跨度车间内也已开始得到应用,例如长春第一汽车制造厂高尔夫轿车总装厂房和天津无缝钢管厂的加工车间等的屋盖均是Q.1979年建成的陕西临掩秦俑展览厅,其屋盖采用格构式箱形三铰钢拱,跨度72m,全长204m,是目前我国已建成的最大钢平面拱结构建筑。
    3.高层房屋钢结构。高层房屋钢结构过去在国内较少建造,30年代初期建于_卜海市的国际饭店24层采用钢结构只是极少数的建筑。改革开放以来,北京、上海和深圳等地已先后建成共10余撞高层建筑,均采用了钢结构,总面积达70X10'm2,其中建于1990年的北京京广大厦主楼,地面以上53层,地面以下3层.高度为208m.主楼地面以上建筑面积约10X10'm=4).是目前国内已建成的最高的高层建筑。又如建于1991年的北京京城大厦主楼,地面以上52层,地面以下4层,从地面到屋顶高达183m,建筑面积约为l0X10'm=)。此外,主楼钢结构安装工程目前已竣工的深圳地王商业大厦.标准层68层,楼顶面高325m,塔尖处高384m,按已建成的高层建筑排列,它的总高度居亚洲第一,世界第四。该大厦占地24530m2,总建筑面积26.97X10'm2.据统计,世界上已建成的最高90幢高层建筑中匀,采用钢结构的有51幢,采用钢一钢筋混凝土混合结构的有25幢,采用钢筋混凝土结构的有14幢;其中80层以上(含80层)的共6幢,全是钢结构。
    4.高耸结构.塔桅、电视塔和烟囱等高耸结构,高度愈大,则所受风荷载和地震作用的影响也愈大。此外.若采用钢筋棍凝土结构.则结构自重的影响将显著加大.尤其是当建造在软土地荃上时.地4处理的费用将明显增加。因而.高耸结沟当到达一定高度时,也以采用钢结构为有利。.七海宝山钢铁公司一期工程中.在烧结厂种建造了一座高200m、由钢管结构塔架扶持的钢烟囱.为了简化软土地基的处理就是考虑因双之一。建于1977年的北京环境气象塔为由钢管组成的三边形格构式桅杆.高325m.为口前国内最高的构筑物。
    (代)因运愉条件不利.或施工期要求尽觉缩短,或施工现场场地受到限制等原因而不宜采用钢筋混凝土结构时,常改用钢结构。今以原我国第二汽车制造厂的建筑为例来说明。该厂1969年开始建厂,1972年摹本建成,建于湖北省十垠市,当时十垠尚未建市,为一偏僻山区,铁路未通,交通不便,为了解决建筑材料及构件运输的困难,20多万平方米的厂房屋盖都采用了较轻的冷弯薄壁型钢结构。又如电力工业中的高压愉电塔,由于线路长、高度大及.上述原因,也多采用钢结构。
    《三)密闭性要求较高的板壳结构,如高压容器、煤气柜、贮油罐、高炉和高压输水特等也都需采用钢结构。我国在这方面也已拥有一支经验丰富的设计队伍和施工安装力觉。据1989年的新闻报导,我国已能建造安装容积为15X10'm,的湿式煤气柜和5X10'm3的干式煤气柜,容童为3200--4000m'的大型高沪①等板壳钢结构.
    (四)需经常装拆和移动的各共起重运输设备和钻探设备如浴式起贡机和采油井架等。
    此外,如交通运输业中的大跨桥梁结构、水工结构中的闸门,各种工业设备的支架如锅炉支架等也都需采用钢结构。
    综上所述,可见钢结构在房屋建筑方面和其它各行各业都有广泛的应用.因而“钢结构”必然是高等学校土木工程专业必修的专业课之一。其在该专业教学计划中的地位,也将随着我国经济建设的发展而愈趋重要。


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