中国建筑钢结构的发展历程.pptx

四个阶段：50年代 60年代中起步时期60年代中 70年代低潮时期80年代 90年代 发展时期新世纪 走向成熟起步时期（50年代 60年代中）背景：借助156个前苏联经援项目迅速起步发展规范：钢结构设计规范试行草案（结规4-54）（前苏联1946钢结构设计标准）钢材：碳素3号钢技术队伍：建工部6个工业建筑设计院成立 北京、东北（沈阳）、华东（上海）、中南（武汉）、西南（成都）、西北（西安）冶金部6个钢铁（黑色冶金）设计院成立 北京、武汉、鞍山、重庆、包头、上海 22个冶金建设公司先后成立起步时期（50年代 60年代中）工业建筑大量采用钢结构厂房 单层钢框架（钢柱+钢屋架）阶形钢柱支承钢吊车梁 最大桥式吊车300吨起步时期（50年代 60年代中）工业建筑大量采用钢结构厂房 如：鞍山、武汉、包头、太原钢铁厂 富拉尔基、太原重型机械厂 哈尔滨三大动力 （锅炉、电机、汽轮机厂）沈阳、哈尔滨飞机制造厂 大连造船厂 洛阳拖拉机厂起步时期（50年代 60年代中）民用建筑开始使用钢结构如：北京体育馆56m跨两铰拱（1954）人民大会堂60.9m跨、7m高钢屋架 悬挑16.4m工形钢梁（1959）重庆人民礼堂40.6m肋环形穹顶（1954）天津体育馆52m跨圆柱面网壳（1956）*1973年遭火灾重建 大同煤矿25m跨输煤栈桥（1958）*我国第一个预应力钢结构起步时期（50年代 60年代中）北京体育馆56m跨两铰拱（1954）起步时期（50年代 60年代中）人民大会堂钢屋架60.9m跨7m高悬挑16.4m工形钢梁 （1959）起步时期（50年代 60年代中）起步顺利、蓄势待发从无到有、发展迅速技术水平大大提高技术队伍迅速成长，成为今天的核心力量第一本钢结构设计规范（北京工业建筑设计院主持）*研究数年，审查通过，文革开始，未能面世便夭折。低潮时期（60年代中70年代）背景：困难时期文革，钢材短缺政策：节约建筑用钢误区：节约钢材就是不用钢结构结果：限制了钢结构的合理利用与发展 钢结构工程少了 规范停了 队伍萎缩了 教育受影响 10050发展：冷弯薄壁型钢、轻型钢屋架、大跨空间结构低潮时期（60年代中70年代）冷弯薄壁型钢如：上海冷弯薄壁型钢试点工程5万m2(1965)第二汽车制造厂数十万m2厂房 北京汽车制造厂高架仓库（15m、13层）武汉钢铁厂引进1米7轧机（1978）冷弯型钢厂多家 弯曲薄壁型钢结构技术规范（草案）建工部主编（1969）低潮时期（60年代中70年代）轻型钢屋架 圆钢+小角钢 用于小跨度低潮时期（60年代中70年代）悬索如：北京工人体育馆（1962世兵赛）圆形双层辐射式悬索结构（94m）中间钢环直径16m、高11m，上下各144根钢索低潮时期（60年代中70年代）低潮时期（60年代中70年代）悬索 浙江人民体育馆 （1967）椭圆形平面 （80m60m）鞍形双曲抛物面 正交索网低潮时期（60年代中70年代）网架 北京首都体育馆（1967）两向正交斜放网架（99m112.2m）厚6m、角钢杆件、高强螺栓节点 低潮时期（60年代中70年代）网架 上海体育馆（1973）圆形三向网架（D=110m、周边外挑7.5m）厚6m、圆管、空心焊接球节点低潮时期（60年代中70年代）网架 巴基斯坦伊斯兰堡体育馆（1979）四柱支承网架（93.6m 93.6m）地面拼装、8台千斤顶顶升到位网壳 郑州体育馆（1967）肋环形穹顶网壳 （D=64m）低潮时期（60年代中70年代）钢结构向轻型发展 建筑用轻型材料开始发展体育外交的需要推动大跨度结构发展（100m)空间结构成为钢结构在建筑中应用的领头羊研究工作持之以恒 钢结构工程施工及验收规范GBJ18-66 1973年修订 钢结构设计规范TJ17-74 薄壁型钢结构技术规范TJ18-75发展时期（80年代起）背景：改革开放、经济建设为中心 国外技术的引进推动建筑钢结构发展 1997年钢产量1亿吨 1999年轧制H型钢投产发展：单层厂房框架 空间结构：网架、网壳、悬索与斜拉索 立体桁架(索桁架）、索膜 高层钢结构 轻钢结构：门式钢架、波纹褶皱钢拱壳 发展时期（80年代起）单层厂房框架 基础建设、积极引进、推动钢结构发展上海宝山钢铁厂（80年代初）改革开放以来第一个引进、新建的大型企业 1、2期105万m2，3期100多万m2 最高50m，柱距最大48m，最多8连跨（无缝）最长1215.6m（热轧）吊车最大450t（连铸）彩色涂层压型钢（铝合金）板墙面，网架 1期日本设计制造，2、3期国内设计施工发展时期（80年代起）单层厂房框架 上海宝山钢铁厂 山东石横火电厂（美），华能南通电厂（意大利）扬州、丹东、大连电厂等（与美合作）发展时期（80年代起）网架、网壳持续发展、广泛应用 总覆盖面积超过1000万m2，目前年增长80万m21、工业厂房大柱距、工艺灵活、悬挂吊车 天津无缝钢管厂加工车间6万m2（336 564m）长春一汽大众轿车装配车间8万m2（189 422m）广西柳州微型汽车厂5.8万m2 发展时期（80年代起）网架、网壳（工业厂房）广西柳州 微型汽车厂 5.8万m2发展时期（80年代起）网架、网壳（工业厂房）徐州通域空间结构厂全网架厂房75 129m(1995)发展时期（80年代起）竖向网架发展时期（80年代起）网架、网壳（工业厂房）湖南莱阳电厂干煤棚75 120m(1994)发展时期（80年代起）网架、网壳（工业厂房）浙江省台州电厂干煤棚82.5 80.1m 发展时期（80年代起）网架、网壳2、机场建筑北京首都国际机场大型客机检修库（1996）三层网架、两跨2 153 90m，世界规模最大发展时期（80年代起）网架、网壳（机场建筑）厦门太古 飞机维修基地 152 70m 预应力索拉杆 （1996）发展时期（80年代起）网架、网壳（机场建筑）深圳机场航站楼87.5 44m，主桁架+小网架（1990）发展时期（80年代起）网架、网壳（机场建筑）桂林两江国际机场航站楼 18.85 94.95m 组合网架（1995）发展时期（80年代起）网架、网壳（机场建筑）郑州薛店国际机场候机大厅71.2 71.2m，多块架壳组合（1998）发展时期（80年代起）网架、网壳3、体育建筑黑龙江省速滑馆85 190m筒壳+球壳（1995）发展时期（80年代起）网架、网壳（体育建筑）黑龙江省速滑馆发展时期（80年代起）网架、网壳（体育建筑）珠海体育馆D=90m，球壳+拱架，拱跨157.4m（1993）发展时期（80年代起）网架、网壳（体育建筑）昆明体校训练基地，112.5m正三角形（1993）发展时期（80年代起）网架、网壳（体育建筑）北京体育学院综合比赛馆59.2 59.2m，双曲扭壳（1987）发展时期（80年代起）网架、网壳（体育建筑）北京中日青年交流中心游泳馆72 49.7m，橄榄型球壳（1989）发展时期（80年代起）网架、网壳（体育建筑）长春五环体育馆191.6 146m肋环形网壳方钢管（1997）发展时期（80年代起）网架、网壳（体育建筑）发展时期（80年代起）网架、网壳（体育建筑）上海国际体操中心D=68m铝合金球壳（1998）发展时期（80年代起）网架、网壳（体育建筑）广州九运会体育场（2000）H钢空间结构发展时期（80年代起）网架、网壳4、其他 沪宁高速公路上海段收费站（1996）发展时期（80年代起）网架、网壳（其他）上海龙华烈士陵园纪念馆（1995）发展时期（80年代起）网架、网壳（其他）深圳华侨城菜市场天井（1990）发展时期（80年代起）网架、网壳（其他）徐州水上世界淡水鱼馆（1994）发展时期（80年代起）网架、网壳（高耸建筑）青岛电视塔（1994）深圳金威大厦发射塔发展时期（80年代起）网架、网壳（其他）石家庄 中山东路 过街桥商场中厅小品等发展时期（80年代起）网架、网壳 优势显现、跨度更大、用途更多 “网架王国”空间结构委员会（1982）技术规程 建筑师参与 计算软件与自动化设计 数百家专业化企业空间钢协（1992）发展时期（80年代起）悬索与斜拉结构张力体系优势亚运会小高潮几十座 北京亚运村综合馆斜拉索+桁架+网架（1989）发展时期（80年代起）悬索与斜拉结构安徽体育馆平行索+横向桁架（1989）发展时期（80年代起）悬索与斜拉结构潮州体育馆 鞍形索网+横向桁架（1992）发展时期（80年代起）悬索与斜拉结构吉林冰球馆空间双层索（1986）发展时期（80年代起）悬索与斜拉结构北京朝阳体育馆，索+拱+索网（1990）发展时期（80年代起）悬索与斜拉结构青岛体育馆 拱+索网发展时期（80年代起）悬索与斜拉结构浙江黄龙体育中心（吊塔+斜拉索+网壳）发展时期（80年代起）悬索与斜拉结构发展趋势：张拉整体、杂交结构新加坡港务局(PSA)仓库，斜拉网架（1992）发展时期（80年代起）悬索与斜拉结构昆明柏联广场中厅索承网壳，网壳+索（2000）研究：建造技术发展时期（80年代起）立体桁架（索桁架）台州中心医院 双上弦 单下弦发展时期（80年代起）立体桁架广州九运会体育场 主拱+立体桁架发展时期（80年代起）立体桁架（索桁架）浙江绍剧艺术中心曲线美发展时期（80年代起）立体桁架（索桁架）咸阳机场发展时期（80年代起）立体桁架（索桁架）上海浦东机场发展时期（80年代起）索膜结构 90年代后期，国外技术 发展中，新趋势 几百座 上海八万人体育场 钢结构+膜（1998）发展时期（80年代起）索膜结构发展时期（80年代起）索膜结构 青岛颐中体育场发展时期（80年代起）索膜结构 青岛颐中体育场发展时期（80年代起）索膜结构 杭州游泳馆网球馆发展时期（80年代起）索膜结构（小品）上海世纪公园音乐广场 发展时期（80年代起）索膜结构（小品）北京郡王府绿地广场 深入研究：膜材、找形、剪裁、专业化企业、规程发展时期（80年代起）高层钢结构80年代后期起步，国外技术推动，目前30余栋，规范北京香格里拉82.75m，钢框架+混凝土内筒（1986）深圳发展中心165m，全钢结构（1987）第一栋超百米北京京广中心208m，全钢结构，80年代最高 深圳帝王大厦325m，钢框架+型钢混凝土墙（1996）上海金茂大厦420m，框架核心筒（1999）深圳赛格广场大厦291.6m，钢管混凝土框筒体系（1999）发展时期（80年代起）高层钢结构上海金茂大厦420m 框架核心筒（1999）发展时期（80年代起）高层钢结构北京国贸大厦 钢框架+混凝土内筒发展时期（80年代起）高层钢结构 浙江精工 商务大厦 钢框架+混凝土内筒22层 发展时期（80年代起）高层钢结构 大连远洋大厦201m 钢框架+混凝土内筒 1998年 完全自己设计自行施工 我国水平 发展时期（80年代起）轻钢结构 商品化、施工快、国外公司进入、发展迅速 薄壁宽翼缘H型钢 门式钢架（包括两三层的）厂房、商场、仓库等 轻钢框架 目前500万m2 ，规程 波纹褶皱钢拱壳 目前200万m2、40m以下跨度发展时期（80年代起）轻钢结构 衢州轻工机械厂发展时期（80年代起）轻钢结构巨鹰集团针织城发展时期（80年代起）轻钢结构浙江钱江摩托股份有限公司发展趋势：轻钢结构住宅（平房、多层、小高层）发展时期（80年代起）钢结构住宅发展时期（80年代起）轻钢结构波纹褶皱钢拱壳发展时期（80年代起）轻钢结构波纹褶皱钢拱壳走向成熟钢产量技术进步奥运机遇高层和大跨为代表 上海环球金融中心 世界第一高 地下层，地上层，总建筑面积约.万平方米，主体高度达492米。台北101大楼高508米（含天线）北京新保利大厦北京新保利大厦 玻璃幕墙：玻璃幕墙：90m90m高、高、60m60m宽，单层索网支承。宽，单层索网支承。灯笼吊楼：八层，悬挑灯笼吊楼：八层，悬挑22m,22m,离地高离地高7m7m，通过，通过4 4根悬索吊于楼顶。根悬索吊于楼顶。420钢，140mm厚走向成熟走向成熟南京奥体中心大拱372m，中国第一跨走向成熟北京工业大学体育馆(93m)世界最大跨度索承网壳（弦支穹顶）走向成熟 中国国家大剧院的钢板桁架中国国家大剧院的钢板桁架60mm60mm厚钢板桁架厚钢板桁架底宽底宽4 4米，顶宽米，顶宽2 2米，最大长度米，最大长度9898米米走向成熟 KelvinKelvin的的“泡沫泡沫理论理论”将水在将水在泡沫状态下的微泡沫状态下的微观分子结构放大观分子结构放大到建筑结构尺度，到建筑结构尺度，从几何上可以归从几何上可以归结为结为6 6个十四面个十四面体结合了体结合了2 2个十个十二面体的多次重二面体的多次重复。将这些多面复。将这些多面体内部抽空就形体内部抽空就形成了空间网格，成了空间网格，然后按照建筑需然后按照建筑需要切割出平板。要切割出平板。三种节点、四种杆三种节点、四种杆件长度、每节点四件长度、每节点四根杆件根杆件变截面杆，刚接变截面杆，刚接十四面体：12个五边形面+2个六边形面，十二面体：12个五边形面中国国家游泳中心的网格结构中国国家游泳中心的网格结构世界上首次采用世界上首次采用中国国家游泳中心的网格结构中国国家游泳中心的网格结构 中国国家游泳中心拟采用的膜材中国国家游泳中心拟采用的膜材 走向成熟 20052005年国际网球大师杯赛的主场年国际网球大师杯赛的主场总建筑面积总建筑面积38000 m38000 m2 2，屋盖水平投影，屋盖水平投影面积面积16300m16300m2 2，屋盖檐口高度：，屋盖檐口高度：34.8m34.8m容纳容纳1.51.5万名观众万名观众 1 1、直径、直径123m123m倒锥状环向张拉预应力钢倒锥状环向张拉预应力钢筋混凝土结构体系。筋混凝土结构体系。2 2、直径、直径123m123m，24m24m宽宽,7m,7m高高W W形大直径形大直径钢管直接相贯焊接节点空间环梁。钢管直接相贯焊接节点空间环梁。3 3、八片平面旋转、八片平面旋转4545度开启花瓣形的大度开启花瓣形的大直径钢管直接相贯焊接空间钢屋盖。直径钢管直接相贯焊接空间钢屋盖。4 4、单片钢屋盖径向长度是、单片钢屋盖径向长度是72m,72m,宽宽48m,48m,向内悬挑长度向内悬挑长度61.5m61.5m，屋面上表面为，屋面上表面为铝合金板下表面为膜材。铝合金板下表面为膜材。5 5、单片钢屋盖通过一个转轴、单片钢屋盖通过一个转轴,三根同三根同心轨道支乘在心轨道支乘在W W形环梁上。形环梁上。上海旗忠网球中心上海旗忠网球中心中国第一个大型开合屋盖中国第一个大型开合屋盖走向成熟 鸟巢鸟巢 Q460 Q460钢板、厚度超过钢板、厚度超过100mm100mm结束语1、钢结构良好发展，逐步走向成熟2、前景 结构性能优越；造型美；综合经济效益好；钢结构材料可回收利用；成为主要建筑结构形式之一3、比国外仍有差距，尚需努力 高强钢材、膜材；新体系；张拉整体技术 防火、防腐材料造价等。谢谢大家！2002年3月