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从一穷二白到领跑世界?六十载足矣———谈中国钢结构建造的发展历程

zzyang4个月前 (03-20)建筑工程124

 1.中国钢结构建造的发展历程

   钢结构是在结构上以钢为主要材料,经过特殊的设计和制造而成的一种结构。它由钢构件和钢支撑系统两部分组成。钢结构具有轻质高强、塑性韧性好、性能稳定、各项同性、可焊接、制造简便、质量好、周期短等优点。因此,钢结构因为其特点,理应在绝大多数建筑领域应用。我国源远流长的历史中也很早就出现了炼铁做桥的技术,位于云南省澜沧江上的霁虹桥(史称兰津桥),修建于明代,有西南第一桥的美誉,是我国历史上的第一座铁索桥。除此之外,修建于清朝康熙年间的四川泸定大渡河桥,是当时世界上跨度最大的铁桥,从这些工程可以看出,我国古代的建造水平位居世界前列,但从中国进入近代史后,建造技术的进步却微乎其微,异常艰难,而与此同时的欧美国家却呈现日新月异的发展势头,直至中国改革开放后,建造技术才有了明显的进步,呈现出井喷式的发展。那么为何在近代史的这段时间里,中国的建筑水平难以快速进步赶上时代潮流?笔者认为根本原因就是清朝末期的故步自封和闭关锁国,导致我国跟不上时代的步伐,无法随着时代洪流的发展进行自主创新,没有了创新也就导致技术一成不变,会因为时代变化而渐渐落后,因此在这段时间,我国的建造水平停滞不前,而直到建国初期,我国大力发展各项科技技术,但受限于当时一穷二白的局面和几乎为零基础的工业基础,导致科学技术无法迅速起步发展。一个鲜明的例子就是,我国在建国后的第一年,钢铁产量只有五十万吨,所以即便是当时想要大力发展钢结构建筑,也无法实现。直到20世纪60年代大炼钢铁,80年代改革开放后,我国不仅具有了钢结构发展的土壤,也有了钢结构发展的科学技术,于是在之后21世纪初,我国的钢结构建筑大量涌现,拔地而起。直到近十年,我国在钢结构建筑领域不断创意自己的建造技术,从跟跑变为领跑,开辟了许多技术遥遥领先的中国名片,出现多项震惊世界的工程,创造了多项世界纪录。以上这一百多年的历史中我国建造水平的发展验证了一个道理:唯有成为敢于创新的先驱者,不断的进行自主创新,才能实现制造大国向制造强国的转变。接下来,笔者将从几个经典的工程案例来说明自主创新对于中国迈向制造强国的重要性。
    2.中国钢结构经典案例
    2.1 鸟巢

提到中国钢结构的代表性建筑,那就不得不提到鸟巢。鸟巢钢结构采用了许多新型的钢材。高强度钢材能够提高结构的抗震性能和承载能力,使得鸟巢能够经受住各种外力的冲击。此外,还采用了耐腐蚀钢材,提高了建筑的使用寿命。在鸟巢的建设中,中国企业自主研发了一种新型的高强度钢材,中国的专家和科研人员进行了大量的实验,经过反复的探索,通过无数次的创新研发,直到最后,终于,有我国自主创新的、具有我国知识产权的国产Q460钢材,撑起了国家体育场的钢骨脊梁,因为这一高强度钢材的研发成功,我国用24根桁架柱托起了世界最大的屋顶结构。于是,这座兼具自主创新技术与东方美学艺术的伟大作品赫然展现在世人的眼中。鸟巢的成功建设标志着中国在钢结构领域取得了重大突破,自主创新也成为中国建筑业的核心竞争力之一。

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    2.2上海中心大厦

上海中心大厦坐落在上海,其高度超过600米,它是如今的中国乃至世界上最高的建筑之一,现在是中国的排名第一高的建筑、世界排名第三高的建筑。上海中心大厦的钢结构充分考虑了结构轻量化,目的是降低整体结构的自重。通过采用高强度的钢材以及优化自身的截面设计,以达到预期中的轻量化目标。轻量化设计,不仅降低了该工程的成本,同时也减小了结构对地基、基础的要求。在其建设中,中国企业积极推动了一系列自主创新技术的应用,包括先进的结构分析和模拟技术、高强度钢材的研发以及先进的施工方法。这些自主创新技术的成功应用使得上海中心大厦的建设成为中国建筑工程的一项重要里程碑,也提升了中国建筑业的国际声誉。

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    2.3 香港中银大厦

中银大厦的钢结构使用了高强度低合金钢(HSLA),这种钢材具有较高的强度、卓越的韧性,同时具有良好的加工性能和焊接性能。这些特点使得高强度低合金钢成为适合建造高层建筑的理想材料,中银大厦采用钢框架-核心墙结构体系,这种体系由钢框架构成建筑的骨架,同时兼具承载和稳定性功能。核心墙则作为辅助结构,提高了整个建筑的抗侧力性能。香港中银大厦的钢结构设计和施工经验中的自主创新使得其成为香港的地标性建筑,也为钢结构建筑领域的发展提供了重要的借鉴和参考。

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    2.4深圳地王大厦

深圳地王大厦建成时是亚洲第一高的建筑,直到现在现在它依然是深圳第二高的建筑,同时它也是全中国的第一个使用钢结构的高层建筑。深圳地王大厦的设计者采用了现代的钢结构设计理念,充分发挥了钢结构的优势,实现了结构体系、建筑美学之间完美的结合。深圳地王大厦也采用了现代化的钢结构框架体系,通过精确的计算、分析,实现了大厦在同时承受垂直、水平荷载情况下的稳定性以及安全性。作为全国第一个钢结构高层建筑,深圳地王大厦的修建,展开了中国钢结构高层建筑自主创新的序幕,代表着中国在钢结构建造技术上的长足进步。

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结论(或讨论)

从中国钢结构建造史中,我们可以得出:自主创新才能走在时代前列,不创新只能落后,只会停滞不前。从钢结构的经典案例中,我们可以得出:唯有成为敢于创新的先驱者,不断进行自主创新,才能不断进步,才能领跑时代,实现制造大国向制造强国的转变。最终可以得出结论:自主创新是成为制造强国的强大动力,必须坚持自主创新。

 

参考文献

[1] 中国建筑史[M].北京:中国建筑工业出版社,2017.
[2] 中国近代建筑史[M].北京:清华大学出版社,2017.
[3] 中国现代建筑史[M].中国建筑工业出版社,2018.
[4] 曾钰丰,黄卓非.香港中银大厦结构设计[M].北京:中国建筑工业出版社,2001.
[5] 薛浩,孔志刚,张小勇.上海中心大厦高层钢结构设计及施工工艺[J].建筑科学,201632(2):221-226.


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