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房地产毕业设计

摘要

钢结构建筑是以钢材制作为主的建筑结构形式，钢结构体系具有自重轻、安装容易、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等综合优势。

从目前来看，钢结构建筑是对城市环境影响最小的结构之一，在西方已被广泛采用，所以被称为绿色建筑。

与钢筋混凝土结构相比，更具有在“高、大、轻”三个方面发展的独特优势。

2011年7月，住房和城乡建设部发布了《建筑业发展“十二五”规划》，规划要求，建筑产品施工过程的单位增加值能耗下降10%，钢结构工程比例增加。

在主要任务中也提到重点加强对“建筑节能、环保、抗震”等关键技术的研究，新建工程的建筑施工符合国家建筑节能标准要求。

规划要求提高建筑构配件的工业化制造水平，促进结构构件集成化、模块化生产。

本文阐述了建筑钢结构工程在国内外应用的现状及相关的国家政策导向，并通过对国内外的工程实例，对广泛应用的钢结构，即高层钢结构，大跨钢结构，桥梁钢结构，轻钢结构及住宅钢结构逐一介绍。

分析钢结构所具有的无以伦比的优势及其存在的问题，并根据国内外的应用现状和钢结构研究的新动向，对其前景进行了展望。

关键词：

钢结构建筑钢结构建筑节能

Abstract

Steelstructurebuildingismainlytosteelstructures,steelstructureshavelightweight,easyinstallation,shortconstructionperiod,goodanti-seismicperformance,investmentreclaimsfast,lessenvironmentalpollutionandothercomprehensiveadvantages.Atpresent,steelstructureconstructionofcityenvironmentalimpactminimizationofastructure,intheWesthasbeenwidelyadopted,sobecalledgreenbuilding.Comparedwithreinforcedconcretestructure,withmoreinthe"high,big,light"threeaspectsofthedevelopmentoftheuniqueadvantagesof.

In2011July,theMinistryofhousingandUrban-RuralDevelopmentissueda"constructionindustrydevelopmentplanning","TwelfthFive"planningrequirements,buildingproductsconstructionprocessunittoincreasethevalueofenergyconsumptionfell10%,increasetheproportionofsteelstructureengineering.Intheprimarytasksarealsomentionedtostrengthenthefocusonthe"energysaving,environmentalprotection,suchasseismic"keytechnologyresearchofnewconstructionprojectinlinewithnationalbuildingenergyefficiencystandards.Planningrequirementstoimproveconstructionpartsindustrialmanufacturinglevel,promotethestructureofintegrated,modularproduction.

Thispaperdescribestheconstructionofsteelstructureengineeringindomesticandforeignapplicationpresentsituationandtherelatednationalpolicyguidance,throughdomesticandforeignengineeringexamples,theapplicationofsteelstructure,i.e.high-risesteelstructure,large-spansteelstructure,bridgesteelstructure,lightsteelstructureandsteelstructureresidenceintroducedonebyone.Analysisofthesteelstructurewithunparalleledadvantagesandexistingproblems,andaccordingtotheapplicationstatusathomeandabroadandthenewresearchtrendofsteelstructure,itsprospect.

Keywords：

steelstructure,buildingexamples,applicationsituation

1绪论

1.1论文的研究背景

1.1.1钢结构发展迅速，市场可期

随着我国钢铁产量的迅速增加，以及新技术、新材料的不断出现，为建筑钢结构产业的快速发展奠定了坚实的物质和技术基础（见表1-1、1-2）。

国家“十一五”时代建筑钢结构的发展目标是：

争取获得每年建筑钢结构用钢量占全国钢材总产量的3%；2015年建筑钢结构的发展目标是：

争取每年全国建筑钢结构的用钢量达到钢材总产量的6%。

十二五规划明确说明钢结构工程比例增大。

随着建筑钢结构产业的技术瓶颈的不断攻破，我国建筑钢结构每年的工程量将至少达到3000亿元，发展空间巨大，钢结构市场前景广阔。

表1-12004-2011年钢铁产量

年份

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

钢铁产量

（亿吨）

2.829

3.532

4.228

4.892

5.402

5.678

6.266

6.83

表1-22004-2011年钢结构产量

年份

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

钢结构产量（万吨）

1300

1580

1738

2000

2180

2200

2600

2800

住房和城乡建设部2011年8月18日正式公布的《建筑业“十二五”发展规划》明确，“十二五”期间，建筑产品施工过程的单位增加值能耗下降10%，C60以上的混凝土用量占总用量的10%，HRB400以上钢筋用量占总用量的45%，钢结构工程比例增大。

钢结构工程比例增大意味着钢结构产业将迎来新发展机遇。

并在“十二五”期间主要任务中提到重点加强对“建筑节能、环保、抗震”等关键技术的研究，推动“超高层钢结构工程和住宅工程关键技术的基础研究”。

钢结构产业面临快速发展的机遇期。

钢结构建筑是实行建筑节能有代表性的项目，其具有显著的绿色建筑特征，钢结构的主要特点可以概括为“轻、快、好、省”。

轻――钢结构建筑具有轻质高强性。

钢结构住宅的重量是钢筋混凝土住宅的50％左右，使用面积比钢筋凝土住宅提高4％左右。

快――钢结构建筑的工业化程度高，工期短。

在同等条件下，钢结构与钢筋混凝土结构施工工期相比，钢结构仅是钢筋混凝土结构的1/3—1/2。

好――钢结构材性好，可靠性高。

在国内外的历次地震中，钢结构是损坏最轻的结构，已被公认为是抗震设防地区特别是强震区的最合适结构。

省――单纯从目前材料的价格上看，钢结构比混凝土结构的造价要高，但钢结构比混凝土结构建设速度要快50%左右，这会节省很多时间成本，而且房屋整体重量也比混凝土结构轻50%以上，这样基础处理、运输量的成本都会下降。

建造房屋是一个系统工程，包括设计、制造、运输、安装、维修和管理等诸多环节，因此，从整体上看，钢结构更“省”。

此外，钢材具有可回收利用的特点，相对于目前普遍使用的其他建筑材料，其最有利于节能、节材、节水和节地。

与绿色建筑的特征十分吻合。

1.1.2建筑节能已成共识

资料显示，我国目前的建筑能耗占全社会总能耗的30%左右，建筑在二氧化碳的排放总量中几乎占到了50%以上，建筑节能已迫在眉睫。

中国是目前世界上年新建建筑量最大的国家，每年有20亿平方米左右的新建建筑消耗着世界上40%左右的水泥和钢材。

人们在炫耀GDP的同时没有意识到越来越多的建筑垃圾给社会、给子孙后代所留下的灾难。

发展推广应用钢结构完全符合国家着力提倡建立节约型社会的倡议，符合当前国家对建筑业提出的可持续化发展的要求。

可喜的是，发展绿色建筑已经明确写入国家“十二五”规划中。

2012年《政府工作报告》指出，促进产业结构优化升级要大力发展高端装备制造、节能环保、新材料等产业。

扩大技改专项资金规模，促进传统产业改造升级。

《政府工作报告》中提到，节能减排的关键是节约能源、提高能效、减少污染。

要抓紧制定出台合理控制能源消费总量工作方案，加快理顺能源价格体系。

综合运用经济、法律和必要的行政手段，突出抓好工业、交通、建筑、公共机构、居民生活等重点领域和千家重点耗能企业节能减排，进一步淘汰落后产能。

《建筑业发展“十二五”规划》要求，新建工程的工程设计符合国家建筑节能标准要达到100%，新建工程的建筑施工符合国家建筑节能标准要求。

规划要求提高建筑构配件的工业化制造水平，促进结构构件集成化、模块化生产；鼓励和推动新建保障性住房和商品住宅菜单式全装修交房。

相关政策的出台已充分表明国家、住房和城乡建设部在建筑节能方面的决心。

1.2国内外发展现状

1.2.1国内发展现状

中国的钢产量已居全世界第一位，国家提出了鼓励用钢的政策措施。

就建筑结构来说，在中国21世纪是钢结构的时代。

目前，钢结构建筑在世界上已经得到普遍应用，全世界101栋超高层建筑中，纯钢结构的有59栋。

国外60%以上的高档住宅都采用了钢结构。

与美、日等发达国家相比，钢结构在我国建筑中的使用比例，仍有6倍的提升空间，可以说市场潜力巨大。

对此，我们要抓住机遇，认真研究并制订行业的发展规划，指导行业更为健康和稳定的发展。

目前，国内钢结构行业有大、中、小规模企业10000余家，比较有影响的企业150多家，真正上规模的企业有30到50家，其中，中国建筑金属结构协会钢结构委员会有会员企业近1000家。

2011年，中国的钢产量已经接近7亿吨；2012年，钢结构行业对钢材需求是3200～3800万吨，钢结构用钢量约占全部钢产量的5%，和发达国家相比有明显差距。

对于中国钢结构企业来说，差距就意味着潜力和希望，中国钢结构行业要尽力弥补这一差距，推动中国的钢结构行业迈上一个新的发展台阶。

建筑钢结构在我国的应用有着悠久的历史。

公元60年，就开始修建铁链桥，最著名的是大渡河沪定桥，充分表明了我国古代在钢结构方面的卓越成就。

新中国成立后，我国的建筑钢结构行业得到较大的发展。

大体可分为三个阶段：

（1）起步阶段（20世纪50年代一60年代初），1949年新中国成立后，百废待兴，借苏联经济和技术的支援，在50年代有156个建设项目新建和扩建。

其中冶金、重型机械、动力设备、汽车、飞机、造船等重型工业工厂的大部分厂房采用钢结构。

当时的厂房钢结构主要是由钢柱和钢屋架组成的单层钢框架，阶形钢柱支承吊车梁，采用的钢材主要是碳素结构钢。

从无到有，短短几年时间建成了许多钢结构工业厂房，为我国重工业打下了基础。

在取得了卓越建设成就的同时，钢结构的设计、制造和安装水平也有很大的提高，成长了一批钢结构技术队伍，几十年来一直是钢结构事业的骨干力量。

民用建筑方面的钢结构房屋虽然没有工业建筑的应用多，但也有比较重要的几幢。

1954年建成的北京体育馆，采用跨度57m的两铰拱，是当时较大的体育馆。

1956年建成的天津体育馆采用圆柱面联方网壳，跨度52m，在支座水平面设数道拉杆。

这两幢网壳是国内兴建的首批空间结构。

（2）低潮时期（60年代中后期和70年代），我国冶金工业虽然有了较大发展，但各部门需要钢材量也越来越多。

国家提出在建筑业节约钢材政策，但在执行过程中也出现过误区，有人认为节约钢材就是不用钢结构，限制了钢结构的合理使用与发展。

这一时期钢结构企业基本消失。

建筑钢结构行业处于停滞期。

（3）发展时期（80年代一至今）80年代初期，以经济建设为中心的改革开放政策走入正轨，尤其是90年代推行有中国特色的社会主义市场经济，经过二十几年的发展，建筑钢结构呈现出60年来未曾有过的兴旺景象。

1997年中国钢产量就已经达到1亿吨，1998年投产的轧制H型钢系列，到如今国内已能够生产绝大部分的高难度和特种钢，给钢结构创造了良好的物质基础，2011年中国的钢产量达到创纪录的6.83亿吨。

80年代后期沿海地区引进轻钢建筑，国内各种钢结构厂房、亚运会的一大批钢结构体育馆的建设、以及11栋高层钢结构建筑的建成。

先后出现了宝钢、首钢、武钢、宝钢、江南造船厂等一大批钢结构制造企业。

这期间，钢结构生产品种和生产能力不断加强，生产技术、生产材料和工艺设备的国产化程度大幅度提高，技术改造能力明显提高，国内建筑钢结构生产企业的精湛技术突现端倪。

由于市场开放，中国的钢结构制造业发生巨大的变化，呈现出群星争辉的局面。

1）大型钢结构公司，据不完全统计，大型企业的年产值总共约为1000-1200亿元。

这些企业资金较充足，品牌较响，质量较好，设计制作施工力量较强，市场范围遍及全国，一般在各地分区域设立分公司，大都具有特定的钢结构体系优势（如浙江杭萧、浙江精工在高层钢构方面、东南网架在网架方面）。

经营模式：

设计、加工、施工一体化。

市场定位：

各种厂房项目、多高层项目、展馆等特种建筑。

2）国有钢结构公司，国有钢结构公司一般为大、中型建筑钢结构企业，市场范围覆盖面较广，如宝冶、中建系统等。

经营模式：

以提供材料与加工、工程施工为主，内部工程比重较大。

市场定位：

重钢为主，以各种厂房、建筑结构项目居多。

3）中小型民营钢结构公司，在市场机制下，一大批中小规模的民营加工企业应运而生，虽然年产能力不足1万吨，但这些企业有着自己的优势和特长，可弥补大企业的不足，形成配套完整的钢结构加工行业市场格局。

经营模式有以下三种类型：

经营模式之一：

提供材料与加工为主。

市场定位：

构件加工。

经营模式之二：

设计、加工、施工一体化。

市场定位：

厂房、多层项目。

经营模式之三：

工程总包与设计。

市场定位：

各种厂房、多层项目等。

4）外资企业和合资企业，随着国外资本和技术设备进入我国，出现了许多中外合资企业、独资企业，我国钢结构行业发展在体制、规模、加工方向等方面形成了多样化趋势。

国外全资钢结构公司具有知名度高、资金雄厚、技术先进、品牌较响、质量优异、收费较贵等特点。

这些企业在钢结构技术方面积累较多，具备综合优势，且拥有企业独特的业务、设计软件支撑系统，市场范围覆盖全国。

如上海美建钢结构公司、上海巴特勒钢结构公司。

经营模式：

设计、加工、施工一体化，其中重钢方面以设计与工程总包为主。

市场定位：

大面积厂房项目、多高层项目、大型展馆等特种建筑。

我国钢结构的市场占用率远远落后钢筋混凝土建筑与砖石建筑，钢铁市场的供应宽裕，为我国钢结构的发展奠定了基础。

钢结构工程中最常见的H型钢和厚板钢，这两项我国长期空缺的产品的供应己接近解决。

国产普通碳素钢和低合金钢的主要性能己能满足钢结构建筑的要求，而且市场供应比较充分，生产技术也早己成熟。

1.2.2国际钢结构行业的发展现状

衡量钢结构行业在一个国家的发展状况，最直观的一个指标就是建筑用钢量占全部钢产量的比率。

在日本和美国均已经超过50%，中国和发达国家相比还存在较大差距。

以美国为例，钢结构建筑的市场分布：

工业（生产用厂房、仓库及辅助设施等）、商业（商场、旅馆、展览馆、医院、办公大楼等）、社区（私有及公有社区活动中心及建筑，如学校、教堂、体育馆、图书馆等）、综合等方面，分别占到46%、31%、14%、9%的份额。

图1-1美国建筑钢结构市场份额

目前世界上最高、最大的建筑采用的都是钢结构，如美国的纽约帝国大厦，芝加哥希尔斯大厦，马来西亚双塔石油大厦等。

历届奥运会的场馆也多采用钢结构。

发达国家钢结构建筑呈现出用途广泛和用钢量大的特点。

美国的低层建筑采用钢结构也已十分普遍，从美国、日本、欧洲一些发达国家的经验来看，建筑业已经成为钢材应用的主要市场。

值得注意的是，美国钢结构建筑的材料大多来自于回收利用的废旧钢铁，充分展示了钢结构建筑可循环利用的特性。

1.3我国建筑钢结构发展的主要特点

从我国建筑钢结构行业发展的数据来看，我国建筑钢结构发展存在着一下特点。

（1）随着钢结构运用领域的不断扩大，建筑钢结构市场迅速增大。

目前，我国建筑钢结构市场主要分布在冶金、电力、化工、道桥、海洋工程、房屋建筑、大型场馆、民用住宅等领域。

建筑钢结构产业正在变成国民经济的主要产业之一。

上世纪90年代年，我国钢结构每年的加工量仅100多万吨，到2011年，全国建筑钢结构总量达到2000万吨左右，增多了20倍；钢结构房屋，从90年代年建造300万平方米，发展到目前的年建造3600万平方米，增长了12倍。

从现在到2020年我国建筑钢结构总量将以每年6%-7%的速度增多。

（2）国家的“节能减排”政策的全面推进，使节能、环保、绿色的建筑钢结构大有用武之地，拉动了建筑市场对钢结构的需求。

如北京奥运会、上海世博会、广州亚运会、深圳世青会的配套设施都采用了大量钢结构建筑。

在北京、上海、天津、重庆和各大省会城市，以及经济发达地区的中型城市，建筑钢结构项目有明显增加的趋势。

（3）建筑业的结构安全和技术进步要求，是促进钢铁产品升级换代的强大动力，也是支撑钢结构市场趋好的内在动力。

2011年，我国建筑业的强化结构安全和加速技术进步掀起了新一轮高潮，结构安全标准提高带来的结果：

一为钢结构在建筑设计中的比例提高；二为钢筋混凝土结构中高强度级别钢筋比例提高；三为节能型建筑的比例提高，对建筑钢结构用钢提出了更高的要求。

（4）我国钢产量的快速增长，促进了我国建筑钢结构产业迅速稳健发展。

随着我国钢铁产量的迅速增加，以及新技术、新材料的不断出现，为建筑钢结构产业的快速发展奠定了坚实的物质和技术基础。

2010年至2015年，我国的钢结构产业具有巨大的发展空间，钢结构市场前景广阔。

国家“十一五”时代建筑钢结构的发展目标是：

争取获得每年建筑钢结构用钢量占全国钢材总产量的3%；2015年建筑钢结构的发展目标是：

争取每年全国建筑钢结构的用钢量达到钢材总产量的6%。

随着建筑钢结构产业的技术瓶颈的不断攻破，我国建筑钢结构每年的工程量将至少达到3000亿元。

1.4主要内容

本文阐述了建筑钢结构工程在国内外应用的现状及相关的国家政策导向，并通过对国内外的工程实例，对广泛应用的钢结构，即高层钢结构，大跨钢结构，桥梁钢结构，轻钢结构及住宅钢结构逐一介绍。

分析钢结构所具有的无以伦比的优势及其存在的问题，并根据国内外的应用现状和钢结构研究的新动向，对其前景进行了展望。

2建筑钢结构市场结构现状及市场特征

2.1一般环境关键战略要素分析

现代企业是社会的经济细胞，是一个开放的系统，在经营活动中，必然要和社会的其他系统发生千丝万缕的联系，环境因素必定会对企业的经营活动产生重大影响。

外部环境对企业的经营管理都是不可控的变数。

企业经营者的任务就是通过对企业的调整和管理，使企业的发展与不断变化的外部环境相适应。

钢结构生产经营者必须时刻对外部环境进行调查分析和预测，然后确定和选用适当的经营策略，相应调整企业的结构和管理体系，使之与变化的环境相适应，抓住时机，回避不利的因素，使企业迈向新的高度。

总体说来，企业市场的环境大体上可分为微观环境和宏观环境两大类，微观环境包括企业供应商等，而宏观环境因素包括：

经济环境、自然环境、技术环境、社会文化环境等。

在此，我们从外部环境来分析一下，建筑钢结构行业所面临的主要机遇。

2.1.1建筑钢结构行业发展面临的主要机遇

（1）微观环境（供应商分析）

自1996年开始我国钢的总产值就已超过1亿吨，到2008年国内钢总产量达到5.4亿吨以上，2011年更是达到了6.83亿吨，连续十五年居世界首位，为大力发展钢结构提供了物质基础，相应的与钢结构配套的新型建材也得到了迅速发展，新型建材无论从品种、数量，还是从质量、功能上都有了长足的进步。

2011年，全国新型墙体材料产量全国新型墙体材料产量比重达到55%，建筑应用比例达到65%以上，应用范围不断扩大，技术水平显著提高。

2011年，中国各类防水材料总产量达到123730万平方米，同比增长15.5%。

其中，新型防水材料总量达93500万平方米，占防水材料总量的77.9%。

以玻璃棉、岩（矿）棉为代表的新型保温隔热材料这些年也有了较快的发展。

建筑装饰装修材料的发展更加令人瞩目，生产能力与产量大幅增加，产品质量、档次与配套水平明显提高。

近五年来，新型建筑材料的产值以每年20%以上的速度发展。

对钢结构的发展也起到了一定的推进作用。

（2）经济环境

所谓经济环境是指企业经营活动过程中所面临的各种经济条件、经济特征、经济联系等客观因素，一个企业经营的成功与否在很大程度上取决于整个经济运行状况。

在衡量经济形式的诸多指标中，国民生产总值是最常用的一种，它是衡量一个国家或地区经济实力的重要参考指标，它的总量及其增长率与工业品市场购买力及其增长率之间有着较高的正相关关系。

人口因素是一个重要的参考指标，一个国家的人口总量往往决定着该国许多行业的市场潜力，特别是在生活必需品和非耐用消费品方面更是如此。

价格是经济环境中的一个敏感因素，价格的升降和货币的升值和贬值之间具有密切关系。

另外，还有一些其他的战略要素，如利率水平的高低、货币供给的松紧、通货膨胀的大小及其变动趋势、失业率的水平、工资、物价的控制状况，汇率的升降情况、能源供给与成本、市场竞争的完善程度等等，都应该根据实际情况进行分析。

2011年我国国民经济保持适度快速增长，全年国内生产总值471564亿元，按可比价格计算，比上年增长9.2%。

国家的宏观经济政策将更趋于积极，调控的重点将重视增长速度转变到经济增长质量，经济结构调整和增长速度并重的轨道上来；固定资产投资将保持高速增长，达16.1%；居民消费仍保持低速增长，为11.6%；，居民消费价格涨幅将在5.4%左右；贸易顺差约为1551亿美元，比上一年减少264亿美元；人民币汇率将保持相对稳定。

近年来，国内加大对基本建设的投资规模，特别是奥运会、世博会、亚运会的举办使得一大批科技含量高，技术难度大的公共设施的钢结构建设进度进一步加大，对建筑钢结构的发展起到了一定的推动作用钢结构。

（3）技术环境

我国钢结构行业已有近十年的历史，我国在钢结构国产化方面取得可喜的进步，已经达到较高的水平。

在普通钢结构、薄壁轻钢结构、高层民用建筑钢结构、轻钢房屋钢结构、网架结构以及钢结构焊接、高强螺栓连接、钢管混凝土、钢骨混凝土等方面的设计、施工、验收规范规程及行业标准已发行20余本。

有关钢结构的规范规程的不断完善为钢结构体系的应用奠定了必要的技术基础，为设计提供了依据。

我国钢结