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尽管钢材作为修建资料运用现已有近2000年的历史(公元58~75年,我国人用铁链建成了兰津桥),大批量工业化运用钢材(一般以为从公元1779年,在英格兰塞温河上缔造科尔布鲁克德尔大桥开端)也现已有200多年时间了,但真实意义上的现代钢结构修建,是起始于公元1851年,约瑟夫·帕科斯顿规划和缔造的伦敦世界博览会会场水晶宫。
钢结构修建的一个首要特点就是立异性。100年来,修建新资料、新工艺和新系统不断出现,人们对修建功能和修缔造型的理解也发生了翻天覆地的改变。钢结构修建另一个特点是使修建高度工业化。除了相对落后的地区,或是大型和巨大的修建物之外,整个世界修建业都在向着大批量工业化生产方向靠拢。这一切在很大程度上都得益于钢材的高强度和易加工性。
20世纪的许多修建大师首要都是把住所修建作为自己的实验场所,来实验各种新型修建系统、修建工艺和修建资料,尤其是钢材,成功之后再推行运用到大型和高层修建物上。
最早在住所修建里选用钢材的人是19世纪闻名的比利时新艺术派修建师维克多·霍塔,其经典之作是他1898年在布鲁塞尔规划的私家住所,现在现已改建为霍塔纪念馆。他不但在修建物立面运用了大量的钢材,在内部也选用了钢材结构,效果极富有感染力。
在住所里运用钢材作为承重骨架,则起源于德国鲍豪斯学派。画家乔革·玛恰和阿道夫·迈耶为1923年的德国鲍豪斯博览会规划了一套实验钢材骨架住所。
在将近一个世纪的历史行程中,经过几代人的苦苦追寻和耐久探索,钢结构住所技能终于越来越老练。在澳大利亚、美国、加拿大、日本和欧洲,都广泛选用钢材作为修建承重结构资料。首要原因是钢材加工工艺在不断的前进,质量越来越好。别的,钢材本身的性能优越,特别适合大批量工业化生产,对环境的危害小。因而,钢结构住所在全球范围内都遭到了追捧。
进入20世纪90年代今后,因为传统的木骨架住所遭到环保、造价、生产技能和制作工艺等方面原因的强逼,迫使美国人对老练的木骨架住所技能进行改造和开展,并加入新的发明创造,开发出了冷轧钢骨架住所。这才真实使得钢材骨架住所在全球范围内得到快速普及。
别的,钢材作为修建资料,供给了极其安稳的价格,也供给了出众的性能特性。钢材的尺寸安稳,质量始终如一。钢材不会腐朽、翘曲、劈开、破裂或蠕动。白蚁不会吃它,并且不会焚烧。所有这些长处,加上木材的难题长期存在,所以世界各国的钢材工业和修建工业都在赶忙参加这个新市场。澳大利亚、新西兰、美国、加拿大、日本和欧洲,都在赶忙推行冷轧钢材骨架住所。最近几年来,冷轧钢材骨架住所的新技能、新资料、新工艺和新系统正在不断的移风易俗,一日千里,让人有点目不暇接。
在20世纪90年代初期,美国全国各行各业(政府、修建行业、钢铁行业、制作业、各种各样的社会组织和顾客)突然一同奋力,以迅雷不及掩耳的速度推出了冷轧钢材骨架系统住所,使得住所工业化和工厂化制作住所技能有了日新月异,并敏捷普及到了全球范围内(美国、加拿大、澳大利亚、新西兰、日本、欧洲),在我国也能够见到少量的冷轧钢材骨架住所。在美国,不但早已把预制成型的冷轧钢材骨架用于多层和高层修建的内隔墙和楼层上,现在现已把预制成型的冷轧钢材骨架用于重钢或钢筋混凝土框架结构大厦的外墙上。
到2000年左右,美国的镀锌冷轧钢材住所就激增到了325000套。到2000年,澳大利亚的钢结构住所现已占到整个住所总数量的50%。在日本,到20世纪90年代末,钢结构住所占到了71%。在欧洲,甚至是北欧寒冷地区,钢结构住所也十分普及。
因为钢结构抗震性能好,所以发达国家的大多数高层修建都是选用钢结构。因为钢筋混凝土结构造价较低,所以开展我国家的大多数高层修建都选用钢筋混凝土结构。
现在除了大型水利设施(水库大坝)、桥梁(桥墩)、机场(跑道)、高速公路(路面)和大型修建物的根底必须要选用耐压、抗渗漏的钢筋混凝土外,发达国家修建物主体部分基本上都是选用不同修建系统的钢结构修建,这才给节能和绿色修建供给了坚实的工业化根底。
20世纪初,美国的新建修建物就现已很少再选用古西腊的罗马柱、中世纪的塔楼和钟楼作为流行的修建要素了,二次世界大战结束后,日本的新建修建物也摈弃了古西腊的罗马柱、中世纪的塔楼和钟楼,但迄今为止,我国很多业主和地产商还在乐此不疲的把古西腊的罗马柱、中世纪的塔楼和钟楼这些西方修建的老古董作为新建修建物的重要要素加以运用和炫耀。
在我国,钢结构修建依然处在初期启蒙阶段,与发达国家还存在着巨大的差距,修建师和结构工程师的思维基本还停留在钢筋混凝土框架结构系统上。
现在大多数修建规划人员都是学土木工程的,只熟悉“梁柱式”修建系统和“砌块类”修建维护结构,规划的修建物都是四平八稳的箱型构造,对千奇百怪的钢结构修建系统和钢材修建物十分生疏。
近年来,尽管政府和一些企业在大力推动钢结构修建,但因为历史上钢结构方针原因(因钢材产值低,所以一向都是约束开展钢材修建物),我国的钢结构教育严峻滞后于钢结构修建实践,大多数高级院校都没有开设或砍掉了《钢结构》这门课程。即便开设了《钢结构》课程,也只要60学时(20世纪50年代我国高级院校开设的《钢结构》课程尚有300学时),底子就学不到什么东西。钢结构教科书也只是在《资料力学》(根据1962年5月审订的高级工业学校“资料力学教育大纲(试行草案)编制的1964年版教材)课程上稍加延伸,首要内容都会集在单根构件的力学规划上,《钢结构》教材和《资料力学》教材几乎就没有太大的差别,其力学模型都还是简支梁。
别的,现在国内基本上还没有《钢材修建学》教材,所以多年来高级院校修建学专业只能教学《土木修建学》,无法教学《钢材修建学》。因为短少钢结构修建系统和钢结构修建物造型内容的介绍。这就使得国内修建院校学生对20世纪出现出来的各种不同类型的钢结构修建系统和钢材修建物造型十分生疏,造成现在钢结构规划和钢材修建物规划人才奇缺。
我国现在如此大规模的缔造量在当今世界范围内和世界修建历史上都是十分罕见的,但数千年,乃至上万年不变的修建结构、修建资料和缔造方法现已使我国成了“最大的修建糟蹋国”。其间实心粘土砖每年要毁田12万亩。而修建物在缔造、运用和作废阶段,其直接和直接的动力消耗现已占到全社会总能耗的46.7%,修建业现已对社会造成了沉重的动力担负和严峻的环境污染。我国修建中98%的住所为高耗能修建,新建住所中,也只要5%契合现阶段的节能规范(与发达国家的动力规范就相差更远了)。我国的单位修建面积动力消耗量是平等条件下发达国家修建能耗的3倍,夏季城市电能消耗40%都用到了空调上。假如短时间内不作完全的解决,将对我国现在和未来经济的开展造成不可估量的损失。因为世界上底子就没有可供我们借鉴的经历,现在从城市到乡村,钢筋混凝土框架结构加砌块维护修建物都是选用相同的缔造、运用和作废方法,所以其危害要比50年前的围湖、开山造田所构成的危害大得多,后果还要更加严峻。
期望我国的修建物,包含住所都要适应时代特点,适应现代修建思维和修建资料的前进,不要总是以“梁柱系统”和“秦砖汉瓦”这一万年的“不变”去应对当时世界修建系统和修建资料一日千里的“万变”。
21世纪的我国修建应该尽量去“求大同(尽量契合世界修建惯例),存小异(适当保存一些我国修建特征)”,赶忙丢掉他人嚼过的馍,不要顺着100多年来他人现已踩过的脚印前进,再去重复发达国家早在19世纪就现已实验过的修建思维和风格,更不应该重走日本“明治修建”的老路,去缔造一些假冒的西方古董修建。现在参加全球范围内曩昔和现在所评论的“住所里面应不应该裸露钢材”这类课题还来得及,不要再去评论什么“真砖外面应不应该贴假砖”了。