近年來，國家和地方政府相繼出臺了關(guān)于裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的相關(guān)政策，建設(shè)部先后開展了30多項關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)建筑的課題研究項目，興建了許多試點工程。與此同時，許多高校和企業(yè)也紛紛加入到了鋼結(jié)構(gòu)建筑體系及關(guān)鍵技術(shù)的研究行列。鋼結(jié)構(gòu)建筑作為裝配式建筑的重要體系，將迎來新的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
什么是鋼結(jié)構(gòu)建筑？
用型鋼或鋼板制成基本構(gòu)件，根據(jù)使用要求，通過焊接或螺栓連接等方法，按照一定規(guī)律組成的承載機(jī)構(gòu)叫鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)在各項工程建設(shè)中的應(yīng)用極為廣泛，如鋼橋、鋼廠房、鋼閘門、各種大型管道容器、公共建筑、高層建筑等。
優(yōu)點
1. 大大節(jié)約施工時間，施工不受季節(jié)影響；
2. 強(qiáng)度高、自重輕，構(gòu)件安全富裕度高，降低建筑物造價；
3. 防火，鋼材是一種不會燃燒的建筑材料；
4. 抗震性能好，使用中易于改造、靈活方便,給人帶來舒適感等等；
5. 增大住宅空間使用面積，減少建筑垃圾和環(huán)境污染；
6. 建筑材料可重復(fù)利用，拉動其他新型建材行業(yè)的發(fā)展；
7. 符合國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，低碳、綠色、環(huán)保、節(jié)能等是國家重點支持的產(chǎn)業(yè)。
鋼結(jié)構(gòu)建筑的分類
鋼結(jié)構(gòu)建筑根據(jù)結(jié)構(gòu)受力特點大致可分為門式剛架結(jié)構(gòu)、空間桁(héng)架結(jié)構(gòu)、張弦梁結(jié)構(gòu)、弦支穹頂結(jié)構(gòu)、網(wǎng)架結(jié)構(gòu)和多高層結(jié)構(gòu)。
1. 門式剛架結(jié)構(gòu):
門式剛架為一種傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)體系，該類結(jié)構(gòu)的上部主構(gòu)架包括剛架斜梁、剛架柱、支撐、檁條、系桿、山墻骨架等。
門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)具有受力簡單、傳力路徑明確、構(gòu)件制作快捷、便于工廠化加工、施工周期短等特點，因此廣泛應(yīng)用于工業(yè)、商業(yè)及文化娛樂公共設(shè)施等工業(yè)與民用建筑中。門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)起源于美國，經(jīng)歷了近百年的發(fā)展，已成為設(shè)計、制作與施工標(biāo)準(zhǔn)相對完善的一種結(jié)構(gòu)體系。
2. 空間桁架結(jié)構(gòu)
空間桁架，即球節(jié)架，屬于輕便剛性結(jié)構(gòu)構(gòu)造組成一個幾何樣式。球節(jié)架通常運用一個多向間距，是由張力桿和壓力桿組成的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)處在三度空間的受力狀態(tài)下，無論哪一類桁架，能承受來自各個方向的載荷，對抗震大垮距的建筑物更能發(fā)揮功用，常用于公共建筑。
3. 張弦梁結(jié)構(gòu)
張弦梁結(jié)構(gòu)在近代是由日本大學(xué)M.Saitoh教授明確提出，是一種區(qū)別于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的新型雜交屋蓋體系。張弦梁結(jié)構(gòu)是一種由剛性構(gòu)件上弦、柔性拉索、中間連以撐桿形成的混合結(jié)構(gòu)體系，其結(jié)構(gòu)組成是一種新型自平衡體系，是一種大跨度預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu)體系，也是混合結(jié)構(gòu)體系發(fā)展中的一個比較成功的創(chuàng)造。張弦梁結(jié)構(gòu)體系簡單、受力明確、結(jié)構(gòu)形式多樣、充分發(fā)揮了剛?cè)醿煞N材料的優(yōu)勢，并且制造、運輸、施工簡捷方便，因此具有良好的應(yīng)用前景。
4. 弦支穹頂結(jié)構(gòu)
弦支穹頂結(jié)構(gòu)與張弦梁結(jié)構(gòu)類似，都是利用索的張力產(chǎn)生一個對梁的支撐力以達(dá)到減小梁的受力的目的，但兩者之間還是有顯著的區(qū)別：張弦梁索是直線張拉，弦支穹頂索是環(huán)形張拉；
弦支穹頂索環(huán)形張拉因此這種結(jié)構(gòu)體系適合做類似圓形的屋蓋，如北京自行車館、安徽大學(xué)體育館等；
5. 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)
網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一種空間桿系結(jié)構(gòu)，受力桿件通過節(jié)點按一定規(guī)律連接起來。 節(jié)點一般設(shè)計成鉸接，桿件主要承受軸力作用，桿件截面尺寸相對較小。 這些空間匯交的桿件又互為支承，將受力桿件與支承系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來，因而用料經(jīng)濟(jì)。 由于結(jié)構(gòu)組合有規(guī)律，大量的桿和節(jié)點的形狀、尺寸相同，便于工廠化生產(chǎn)，便于工地安裝。
6. 多高層結(jié)構(gòu)
(1)框架結(jié)構(gòu)
由柱和梁組成框架，承受豎向力和側(cè)向力；
剛框架抗側(cè)力性能較差，結(jié)構(gòu)側(cè)向變形大，一般適合20層以下結(jié)構(gòu)；
柱子一般采用箱型鋼柱或鋼管混凝土柱；
鋼管混凝土柱是在圓管柱或箱型柱中灌入混凝土，既具有鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，又充分利用了混凝土抗壓好的特性。
(2)框架剪力墻結(jié)構(gòu)
與框架支撐結(jié)構(gòu)類似，只是支撐換成剪力墻用于抵抗側(cè)向力；
剪力墻一般為混凝土板或鋼板，或鋼混組合結(jié)構(gòu)，比支撐具有更好的抗側(cè)剛度，布置更靈活，可適合更高的建筑結(jié)構(gòu)。
(3)筒中筒結(jié)構(gòu)
由心腹筒、框筒及桁架筒組合，一般心腹筒在內(nèi)，框筒或桁架筒在外，由內(nèi)外筒共同抵抗水平力作用。由剪力墻圍成的筒體稱為實腹筒，在實腹筒墻體上開有規(guī)則排列的窗洞形成的開孔筒體稱為框筒；筒體四壁由豎桿和斜桿形成的桁架組成則稱為桁架筒。
(4) 束筒結(jié)構(gòu)
束筒結(jié)構(gòu)即組合筒結(jié)構(gòu)。建筑平面較大時，為減小外墻在側(cè)向力作用下的變形，將建筑平面按模數(shù)網(wǎng)格布置，使外部框架式筒體和內(nèi)部縱橫剪力墻（或密排的柱）成為組合筒體群。
這就大大增強(qiáng)了建筑物的剛度和抗側(cè)向力的能力。束筒結(jié)構(gòu)可組成任何建筑外形，并能適應(yīng)不同高度的體型組合的需要，豐富了建筑的外觀。美國芝加哥110層的西爾斯大廈就是應(yīng)用束筒結(jié)構(gòu)的。
結(jié)語
政策扶持、產(chǎn)業(yè)化需求，以及鋼材產(chǎn)量的增加極大地推動了鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)建筑因其自身強(qiáng)大的裝配屬性而能夠很好的順應(yīng)時代的發(fā)展，我們要做的便是充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)建筑自身的技術(shù)優(yōu)點，揚長避短，開發(fā)出更多符合當(dāng)下發(fā)展需要的裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系。
