钢结构是由钢制材料组成的结构,是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成,各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻,且施工简便,广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。
高层钢结构建筑是往往当作一个城市标志性建筑。80年代至今已建成和在建高层钢结构达100多幢,总面积约800万平方米,钢材用量80多万吨。
北京、上海在建和新建成的高层钢结构就达到十余幢。如:上海中心大厦(在建、632米)、上海环球金融中心(101层、高492米、用钢量6.5万吨);北京电视中心(建筑面积18.3万㎡,高度为41层,227.05m,用钢量3.8万吨);国贸中心三期(建筑面积54万㎡、高度为330m);央视新大楼等(建筑面积5万㎡、高度为234m、用钢量12.8万吨)。全国每年有200-300万㎡高层钢结构建筑施工,用钢量约45万吨。
近年来,以网架和网壳为代表的空间结构继续大量发展,不仅用于民用建筑,而且用于工业厂房、机库、候机楼、体育馆、展览中心、大剧院、博物馆等。钢结构用量较大的工业厂房如曹妃甸钢铁基地、上海江南造船基地等,代表性场馆如2008北京奥运会国家体育场(馆)、2010上海世博会场(钢结构用量达30 多万吨)、2010年亚运会(广州)、济南全运会、深圳大运会及南阳全国农民运动会等城市兴建的体育场馆。据中国钢结构协会空间结构分会统计:网架和网壳近年生产已处于趋平稳状态,每年1500座,约250万平方米,用钢约7万吨,钢结构选用的钢材呈现品种多、规格杂、用量大、强度高的特点,主要品种有:Q235C、Q345C、390D(用于地下预埋的桩柱)、Q345GJ、Q420、Q460等。
2016-2021年中国钢结构加工制造行业市场需求与投资咨询报告表明,随着悬索和膜的张拉结构研究开发深入和工程应用的推广。预应力空间结构开始得到应用。杭州雷峰塔、海南千年塔、广州新电视塔(高度610米、用钢量4.0万吨)和昆明世博园艺术广场膜结构等一大批新型钢结构建筑和构筑物不断涌现。悬索和膜结构目前处于发展阶段,用量不大,国内已有多家膜结构工程公司,承担很多体育场馆、机场、公园和街道景观的设计和施工。目前高中挡膜材仍需进口(如PTFE、ETFE)。
目前,我国钢结构业用钢仅占全国钢材总量的4%左右,与发达国家10%左右的比例存在较大差距。国产钢材基本可以满足钢结构加工需要,但在具体品种规格和性能方面与国外比还有差距,如高强度大规格超厚H型钢、高强度超厚板等。目前日本在建筑、桥梁推广采用强度Q690级钢,并已成熟采用Q960机械用钢。
我国钢结构产量约为2300万吨,产值超过3000亿元,钢结构总量将保持每年9%-10%的速度增长,到2015年,实现翻一番,达到5000-6500万吨,占全国粗钢总产量的10%,钢结构房屋建筑占全国房屋建筑总量约15-20%左右。
今后一个时期,国内钢材品种、质量、规格不仅要满足国内外钢结构发展需要,有关领域的高性能钢材应用开发国际领先;钢结构的产品、配件及配套技术产品达到国际先进水平。重点突出量大面广,产值比重在行业中地位突出的钢结构住宅、钢结构桥梁及非标、成套装备制造(包括新能源风电、核电、智能电网、三合一、海洋工程钢结构网等)的潜在市场和自主创新技术发展,促进钢结构房屋建筑质量全面提高,提高建筑物使用期限和实际寿命更加先进,促进相关配套产品、部件的完善提高,逐步使钢结构产业成为我国的战略性新兴产业,初步具备钢铁、钢结构强国目标。