从钢管在钢结构及钢混结构中的应用看方矩形管的发展前景
2004-12-07 00:00 来源： 我的钢铁 作者：mysteel
一.钢管在钢结构中的应用情况
钢结构是建筑中的主要结构类型之一，近年来已迅速发展成为建筑业中的重要分支。其所用钢材种类主要为钢板、型钢、钢管，其中钢管又有圆管和方矩形管之分。材质一般采用Q235、Q345、Q390以及耐火、耐候钢等。
目前，发达国家30层以上高层建筑中，钢管在建筑结构上已普遍被采用。日本和欧美国家的土木工程、民用住宅，钢结构的比例已达到50%左右，美国高层建筑绝大部分是钢结构，英国建筑物中也有50～60%为钢结构，日本为55%左右。方矩形管作为新型绿色建筑用钢材，近年在世界各国发展迅速，在国外已经有了比较成熟的市场；欧洲各国的方矩形管用量年增长25%；美国钢铁工业以低层商业建筑市场为开发目标，方矩形管用量亦呈上升态势，近5年来美国方矩形管消耗量，每年以5～10%的速度持续增长。在发达国家，建筑业是方矩管的第一大用户，方矩形管占钢材总量的5%，建筑业用方矩管占方矩形管总量70%以上。
我国的建筑钢结构经历了三个时期。建国后的前40年，由于钢产量制约，建筑钢结构长期处于被限制使用及停滞和缓慢发展状况；在上个世纪90年代初，当我国的钢产量超过每年8000万吨以后国家提出了“合理用钢”的方针，建筑钢结构开始有所发展；1996年以来，我国年钢产量已连续超过1亿吨，2003年创记录地超过2亿吨，在“积极用钢”方针指引下，建筑钢结构进入了快速发展的新时期。而国内方矩管属新型建材尚处于推广阶段。深圳72层赛格大厦，高度291米全部采用了钢管混凝土柱；世界第三高度420.5米的上海金茂大厦、杭州瑞丰大厦、上海体育场、首都机场、深圳机场等都采用了钢管构件建筑而成。
由于发展钢管型材符合重复利用、绿色建材持续发展战略，我国政府对钢结构建筑也在通过政策引导积极支持，因此我国也将在短期内在建筑领域广泛使用钢结构用管；同时国家有关部门要求到2003年6月30日为止，各直辖市、沿海地区的大中型城市，以及人均占有耕地不足0.8亩的省份的大中城市新建住宅，逐渐限时禁止使用实心粘土砖。可以预见，钢结构在建筑上的比重将会不断增加。
现阶段国内钢结构建筑流行采用新型建材H型钢，但方矩管（柱）同H型钢（梁）相比，其力学性能好，施工周期短，二者建筑用量可达1 ：1或更多；从长远看方矩管也有取代H型钢的趋势。但由于目前国内建筑结构用方矩形管产品，处于发展的启动阶段， 由于传统习惯势力、使用单位对此类产品不了解和个别体制问题，制约其发展。
二. 钢管在钢混结构中的应用情况
钢—混凝土组合结构是一种充分发挥钢材和混凝土两种材料各自优点的合理组合的结构形式。近年来应用发展迅速，在不同的情况下，可以取代钢筋混凝土结构，也可取代钢结构，科技含量较高，对环境污染少，是符合我国建筑结构发展方向的一种比较新颖的结构。其优点是：具有很高的抗压、抗扭和抗剪承载力；优异的抗地震性能；抗火性能优于钢结构，和钢结构比可节约抗火材料；施工简便，降低工程造价。
上世纪90年代我国已建成了世界跨度最大的采用组合结构的公路拱桥，如广州丫鬓沙大桥，桥长360米，重庆万州长江大桥，跨度420米，前者为钢管混凝土拱桥，后者为劲性钢管混凝土骨架拱桥。在高层建筑方面，全国已建成的采用钢管混凝土组合结构的高层建筑已超过50座。圆钢管混凝土与方矩形钢管混凝土结构相比，前者在受压性能、承载力方面具有优越性。但在一些发达国家，建筑部门从室内布置角度出发，更愿意采用方矩形钢管混凝土。近年来，我国也开始在高层建筑中采用方矩形钢管混凝土，如杭州的瑞丰大厦、天津丽苑小区工程等。目前，国内建筑行业对两种钢管混凝土有不同的见解。
三. 方矩管在体育场馆、会展中心的应用
已建成的广州体育馆屋盖是轻型钢结构。钢结构的桁架、钢梁主要由圆钢管和矩形钢管组成， 其中矩形管规格为□300×300×20mm—□1200×650（500）×30（20）mm。深圳游泳跳水馆由地下和地上两部分组成，下部为钢筋混凝土结构，上部为钢结构，此馆结构绝大部分是钢管，屋面钢梁大量用方矩形钢管，规格为□250×150×6mm—□700×400×12mm。再如国家游泳中心主体钢结构就采用方矩形管，有□180×300×6mm-□550×300×40mm近20个品种、规格。随着北京奥运场馆、上海世博会工程、广州亚运场馆等项目的陆续建设，这其中将有相当一部分采用网架钢结构，焊接及热轧方矩形管将成为主体建筑材料应用于这些场馆建设。届时必将推动方矩形管在建筑中的应用高潮。
四.结论
方矩形管作为新型高效建筑材料，具有不易扭曲和抗多向轴向力、重量轻、强度高等优点，是国家大力推广应用的高效经济的新型材料。近年来，随着我国经济建设的高速发展，方矩管产品会逐渐被市场所接受。方矩形管作立柱、H型钢作房梁其良好的抗震性能和经济优势会逐渐被认识和重视，其在工民建筑中市场的发展潜力很大。国内很多厂家也看好结构方矩形管和其它建筑结构用方矩形管产品的市场前景，新的生产线也正在建设。
根据中国建筑金属结构协会的统计，目前我国年钢结构用钢已在800万吨以上。我国工业和民用钢结构建筑（构筑物）每年新建约3000万平方米， 用于工程建设的各种钢材约600-700万吨，其中冷弯焊接方矩管30万吨。具有关钢结构专家介绍，根据国民经济建设和现代化工业的发展，按每年递增７％以上的速度，中国目前钢结构业年产量600万－700万吨（包括工程建设和钢结构制品）的能力将迅速扩大；按发达国家钢结构产量占钢材产量10%的计算，以我国2003年钢材产量达到2亿多吨为例，中国钢结构的年产量应达到2000万吨以上，而现在我国的钢结构制造量仅占钢材产量的3%左右，与世界上发达国家相比，中国钢结构产业还有较大的发展空间和应用领域。年初，建设部及有关部门联合组织建筑用钢技术协调组制定了《国家建筑钢结构产业“十五”计划和2015年发展规划纲要》，大力提倡采用钢结构建筑。因此有关专家预测，随着钢结构建设的迅速推广，未来几年国内方矩管市场前景看好。（宏文Mysteel.com资讯部组稿，请勿转载）
钢结构是建筑中的主要结构类型之一，近年来已迅速发展成为建筑业中的重要分支。其所用钢材种类主要为钢板、型钢、钢管，其中钢管又有圆管和方矩形管之分。材质一般采用Q235、Q345、Q390以及耐火、耐候钢等。
目前，发达国家30层以上高层建筑中，钢管在建筑结构上已普遍被采用。日本和欧美国家的土木工程、民用住宅，钢结构的比例已达到50%左右，美国高层建筑绝大部分是钢结构，英国建筑物中也有50～60%为钢结构，日本为55%左右。方矩形管作为新型绿色建筑用钢材，近年在世界各国发展迅速，在国外已经有了比较成熟的市场；欧洲各国的方矩形管用量年增长25%；美国钢铁工业以低层商业建筑市场为开发目标，方矩形管用量亦呈上升态势，近5年来美国方矩形管消耗量，每年以5～10%的速度持续增长。在发达国家，建筑业是方矩管的第一大用户，方矩形管占钢材总量的5%，建筑业用方矩管占方矩形管总量70%以上。
我国的建筑钢结构经历了三个时期。建国后的前40年，由于钢产量制约，建筑钢结构长期处于被限制使用及停滞和缓慢发展状况；在上个世纪90年代初，当我国的钢产量超过每年8000万吨以后国家提出了“合理用钢”的方针，建筑钢结构开始有所发展；1996年以来，我国年钢产量已连续超过1亿吨，2003年创记录地超过2亿吨，在“积极用钢”方针指引下，建筑钢结构进入了快速发展的新时期。而国内方矩管属新型建材尚处于推广阶段。深圳72层赛格大厦，高度291米全部采用了钢管混凝土柱；世界第三高度420.5米的上海金茂大厦、杭州瑞丰大厦、上海体育场、首都机场、深圳机场等都采用了钢管构件建筑而成。
由于发展钢管型材符合重复利用、绿色建材持续发展战略，我国政府对钢结构建筑也在通过政策引导积极支持，因此我国也将在短期内在建筑领域广泛使用钢结构用管；同时国家有关部门要求到2003年6月30日为止，各直辖市、沿海地区的大中型城市，以及人均占有耕地不足0.8亩的省份的大中城市新建住宅，逐渐限时禁止使用实心粘土砖。可以预见，钢结构在建筑上的比重将会不断增加。
现阶段国内钢结构建筑流行采用新型建材H型钢，但方矩管（柱）同H型钢（梁）相比，其力学性能好，施工周期短，二者建筑用量可达1 ：1或更多；从长远看方矩管也有取代H型钢的趋势。但由于目前国内建筑结构用方矩形管产品，处于发展的启动阶段， 由于传统习惯势力、使用单位对此类产品不了解和个别体制问题，制约其发展。
二. 钢管在钢混结构中的应用情况
钢—混凝土组合结构是一种充分发挥钢材和混凝土两种材料各自优点的合理组合的结构形式。近年来应用发展迅速，在不同的情况下，可以取代钢筋混凝土结构，也可取代钢结构，科技含量较高，对环境污染少，是符合我国建筑结构发展方向的一种比较新颖的结构。其优点是：具有很高的抗压、抗扭和抗剪承载力；优异的抗地震性能；抗火性能优于钢结构，和钢结构比可节约抗火材料；施工简便，降低工程造价。
上世纪90年代我国已建成了世界跨度最大的采用组合结构的公路拱桥，如广州丫鬓沙大桥，桥长360米，重庆万州长江大桥，跨度420米，前者为钢管混凝土拱桥，后者为劲性钢管混凝土骨架拱桥。在高层建筑方面，全国已建成的采用钢管混凝土组合结构的高层建筑已超过50座。圆钢管混凝土与方矩形钢管混凝土结构相比，前者在受压性能、承载力方面具有优越性。但在一些发达国家，建筑部门从室内布置角度出发，更愿意采用方矩形钢管混凝土。近年来，我国也开始在高层建筑中采用方矩形钢管混凝土，如杭州的瑞丰大厦、天津丽苑小区工程等。目前，国内建筑行业对两种钢管混凝土有不同的见解。
三. 方矩管在体育场馆、会展中心的应用
已建成的广州体育馆屋盖是轻型钢结构。钢结构的桁架、钢梁主要由圆钢管和矩形钢管组成， 其中矩形管规格为□300×300×20mm—□1200×650（500）×30（20）mm。深圳游泳跳水馆由地下和地上两部分组成，下部为钢筋混凝土结构，上部为钢结构，此馆结构绝大部分是钢管，屋面钢梁大量用方矩形钢管，规格为□250×150×6mm—□700×400×12mm。再如国家游泳中心主体钢结构就采用方矩形管，有□180×300×6mm-□550×300×40mm近20个品种、规格。随着北京奥运场馆、上海世博会工程、广州亚运场馆等项目的陆续建设，这其中将有相当一部分采用网架钢结构，焊接及热轧方矩形管将成为主体建筑材料应用于这些场馆建设。届时必将推动方矩形管在建筑中的应用高潮。
四.结论
方矩形管作为新型高效建筑材料，具有不易扭曲和抗多向轴向力、重量轻、强度高等优点，是国家大力推广应用的高效经济的新型材料。近年来，随着我国经济建设的高速发展，方矩管产品会逐渐被市场所接受。方矩形管作立柱、H型钢作房梁其良好的抗震性能和经济优势会逐渐被认识和重视，其在工民建筑中市场的发展潜力很大。国内很多厂家也看好结构方矩形管和其它建筑结构用方矩形管产品的市场前景，新的生产线也正在建设。
根据中国建筑金属结构协会的统计，目前我国年钢结构用钢已在800万吨以上。我国工业和民用钢结构建筑（构筑物）每年新建约3000万平方米， 用于工程建设的各种钢材约600-700万吨，其中冷弯焊接方矩管30万吨。具有关钢结构专家介绍，根据国民经济建设和现代化工业的发展，按每年递增７％以上的速度，中国目前钢结构业年产量600万－700万吨（包括工程建设和钢结构制品）的能力将迅速扩大；按发达国家钢结构产量占钢材产量10%的计算，以我国2003年钢材产量达到2亿多吨为例，中国钢结构的年产量应达到2000万吨以上，而现在我国的钢结构制造量仅占钢材产量的3%左右，与世界上发达国家相比，中国钢结构产业还有较大的发展空间和应用领域。年初，建设部及有关部门联合组织建筑用钢技术协调组制定了《国家建筑钢结构产业“十五”计划和2015年发展规划纲要》，大力提倡采用钢结构建筑。因此有关专家预测，随着钢结构建设的迅速推广，未来几年国内方矩管市场前景看好。（宏文Mysteel.com资讯部组稿，请勿转载）
