一、国外钢结构建筑的发展历史
最早在建造房屋中使用的金属结构可以追溯到18世纪未的英国。由于当时棉纺 厂经常发生火灾，因而在厂房结构中采用了铁框架。100年后，美国的芝加哥学派 建造了一批钢结构摩天大楼，法国工程师埃菲尔建造了著名的铁塔，金属建筑从此 进入了第一个光辉时代。在那个时代，人们也建造金属结构的独户住宅，有些金属 住宅，至今状态良好。在以后的半个多世纪里，钢筋混凝土结构兴起，金属在建筑领域里失去了它的 名声和魅力，主要用于建造工厂、飞机库等。钢结构建筑在20世纪60年代再次开始新发展。建筑钢材获得了突破性进展，计 算机也开始早期应用，金属建筑的各种结构体系日趋成熟。70年代法国蓬皮杜文化 中心建成，高科技潮流开始出现；到80、90年代，雷诺汽车零件配送中心、**汇 丰银行、法国里昂机场tgv铁路客运站、日本关西国际机场等则把钢结构推向了一 个新的高度。与此同时，建筑师们在中小型项目中，也把钢结构技艺发挥得淋漓尽 致，如france建筑工作室设计的大学生餐厅、儒勒.瓦尔纳中学、美国abc公司制造 的住宅等。特别值得指出的是，西方发达**已提出预工程化金属建筑概念，预工 程化金属建筑是指将建筑结构分成若干模块在工厂加工完成，从而使钢结构建筑的 设计、加工和安装得以一体化，这就大大降低了建筑成本（比传统结构型式低 10~20%），缩短了施工周期，使钢结构的综合优势更加明显。在新结构方面，许多**都加大了研究力度，现在人类已具有建造跨度超过 1000m的超大型穹顶与高度超过1000m最高至4000m的超高层建筑的能力。大跨度开 合空间钢结构亦有较大的进展，1989年建成的加拿大多伦多天空穹顶体育馆，跨度 205m，能容纳7万人，屋盖关合后可做全封闭有空气调节的体育场。1993 年建成的 日本福冈室内体育场，直径222m，是当代世界上最大的开合空间钢结构。膜结构的 发展亦令人瞩目，1992年在美国亚特兰大建成的奥运会主馆“佐治亚穹顶”，平面 尺寸为240m×193m，是世界上最大跨度的索网与膜杂交结构屋顶。由于科技之发展及钢材品质之进步，钢结构之重要性被先进**所肯定，在欧 洲、美洲、日本、**等地，厂房之兴建全部采用钢结构。而在一些先进城市，大 楼、桥梁、大型公共工程，亦多采用钢结构建筑。最近10年，在美国，大约70%的 非民居和两层及以下的建筑均采用了轻钢刚架体系。二、钢结构建筑的主要优点
1.强度高、刚度大、自重轻。大体而言钢结构与钢筋混凝土自重之比约为1:1.6，而地震力=质量*地震加速度，故重量愈轻，地震力也减少。钢结构若以适当处 理，对耐地震力更有效。同时还可以减少基础工程量和基础造价。2.钢结构件及其配套技术相应部件绝大部分可以实现工厂化制作，使质量容易 保证，便于标准化及推广使用。3.施工周期短（约为混凝土结构的1／3至1／2），可以大大缩短投资资金的占 有周期，提高资金的投资效益,并且不受季节因素影响。例如：5 万平方米的钢结 构库房，从加工制作到施工安装2个月即可完成（钢筋砼结构最少需要10个月，同 时在北方冬季无法施工）。4.可做成大跨度、大开。钢结构对梁深及柱间跨度，有较佳之优势。如一般钢 筋混凝土的梁深及跨度比约为1：12，而钢结构则为1：24，并可以提高使用面积 率5％～8％。5.垃圾少，便于资源重复利用和环境保护。同时，有利于节约耕地，保护土地 资源，易拆迁。6.具有造型美观，使用面广，适合于不同气候条件和大气环境等优点。7 现场湿作业少，符合环保建筑的要求，适宜于在城市繁华地段、不允许施工 周期过长和混凝土等建材运输不便的情况下施工。8.目前钢结构建筑直接造价略高于混凝土结构，但从长远看，其综合效益却明 显高于传统建筑。三、我国钢结构建筑发展概况
钢结构的应用在我国有悠久的历史。公元60年就开始修建铁链桥，最著名的是 大渡河泸定桥，充分表明了我国古代在金属结构方面的卓越成就。新**成立后，钢结构建筑得到了较大发展，大体可分为三个阶段：一是初盛时期（50年代~60年代初），二是低潮时期（60年代中后期~70年代），三是发展时期（80年代至今）。50年代以**156个援建项目为契机，取得了卓越的建设成就。60 年代**提出在建筑业节约钢材的政策，执行过程中又出现了一些误区，限制了钢 结构建筑的合理使用与发展。八十年代沿海地区引进轻钢建筑，国内各种钢结构的厂房、亚运会的一大批钢 结构体育馆的建设，以及多栋高层钢结构建筑的建成是**钢结构发展的第一次高 潮。但在1994年前，**超过100米高的高层建筑152幢，其中只有9 幢采用钢结构 或钢－混结构，而在国外这样高的建筑一般都首选钢结构。我国每年的建筑用钢量 仅1%被用于预制钢结构，与发达**80%以上的用量比较，差距巨大。可喜的是，目前我国钢结构建筑的发展出现了未曾有过的兴旺景象。主要表现在：
1、高层、超高层建筑由中外合作到国产化的起步。我国著名的高层、超高层 建筑大多是中外合作的产物，如上海金茂大厦、环球金融中心、深圳地王大厦、北 京京广中心等。中外合作设计对于掌握国外先进技术及锻炼培养人才起到了促进和 推动作用。1998年建成的大连远洋大厦（高201m，51层）标志着高层钢结构建筑国 产化的起步，1999年建成的深圳赛格广场（291.6m,72 层）是世界上最高的钢管混 凝土结构建筑。2、轻钢结构建筑的迅猛发展与国外公司的大批涌入。近年来，轻钢建筑以其 商品化程度高、施工速度快、使用效果好、应用面广、造价低等优势获得了迅猛发 展。全国每年约有200万平方米轻钢建筑竣工。在此背景下，国外轻钢结构生产厂 商也纷纷在我国设分公司、制造厂，获得了很大的销售量。3、空间结构得到了进一步的发展，大量大跨度的建设项目陆续兴建，如天津 体育中心（直径108m，1994年）、上海8万人体育场看台顶盖（1998年）、沈阳博 展中心室内足球场（144×204m，2000年）等。我国钢结构建筑虽达到了一定的水准，但在材料、工艺设计手段等方面与发达 **相比仍存在不少差距，在有些领域尚属空白，如大跨度开合空间结构等。四、大力推广钢结构技术、广泛开展钢结构建筑设计的紧迫性
1、环境问题逼迫、促发的紧迫性
面对日益严峻的环境问题，建筑界责无旁贷。我国是世界上最大的砖砌体建筑 与混凝土建筑大国。每年生产7000亿块砖（约占世界总产量的1/2）、5亿吨水泥（占世界总产量1/3强），生产砖的代价是每年毁农田约15万亩，消耗标准煤约 7000 万吨，生产水泥的代价是每年排放温室气体co2约3亿吨（生产1吨水泥熟料，排施1 吨co2），破坏的矿山与排放的废水则难以统计。如此触目的数字，不能不让人反 思。更为严重的是，砖、混凝土都是不可再循环材料，一次性使用后果严重，形成 的建筑垃圾将极难处理。因此，**采取了一系列具体措施，不但明确提出要积极 合理地扩大钢结构在建筑中的应用；同时，还明确规定了被淘汰建材品种及淘汰的 时间表：即从2000年起三年里在住宅建设中逐步禁止使用实心黏土砖，代之以其它 建筑材料。钢结构的发展带来了解决环境问题的突破口。首先，钢材是一种高强、高效能 的材料，具很高的再循环价值，边角料也有价值。其次，钢结构抗震性能好，使用 灵活，施工时既不需要耗费大量的木材、钢模板和水，也不会产生强的噪音与空气 污染。再次，钢结构的发展会带动一系列轻质高强墙体材料的发展，并为绿色建材 的发展创造条件。当然，钢结构的这些优点是与砖砌体结构相比较而言的，并不是 说钢结构建筑对环境就没有损害，只是对资源、能源的利用相对合理，对环境的破 坏相对要少罢了。在严峻的环境问题面前，发展钢结构建筑，替代混凝土与砌体建 筑是较理想的选择。2、竞争日剧导致的紧迫性
2000年我国有望成为wto的正式成员，加入wto意味着我国建筑业将面对一个更 加开放的市场。目前已初露端倪，国际上强大的建筑设计事务所正在占领我国的设 计市场。我国**或地方的重大项目，大多旁落外人之手。如果细心观摩中外方案，则不难发现，国外精湛的钢结构建筑有明显增多趋势，质量亦有显著提高，设计正 由“粗放型阶段”向“集约型阶段”转化。朝精心设计、合理选料、精细加工的方 向努力，无疑会使我国钢结构建筑上一个台阶，也无疑会增强设计单位的竞争能力。在竞争日剧的设计市场，设计的技术优势，是中标的必要条件，缺少技术表现、缺 少技术含量就意味着落后，落后就意味着落选，长此以往则难以生存，即使目前没 有生存的危机，也应居安思危，尽可能开展钢结构建筑设计工作。五、我国钢结构建筑发展前景展望
从发达**钢结构建筑的发展轨迹，结合我国的实际，不难看出我国钢结构发 展前景光明，但会有许多不同于发达**的特点。所以说前景光明，是因为**已 开始高度重视钢结构建筑的发展，在1998年把钢结构技术列为重点推广的新技术之 后，1999年成立了**建筑用钢领导小组，组长由建设部副部长叶如棠担任。与此 同时，专家组则分九个课题专门研究钢结构在建筑领域的应用问题。目前发达**的建筑用钢量为其钢产量的45~55%，而我国建筑用钢量仅占总产 量的20%左右。我国年钢产量已超过1亿吨，如按此比例推算，则我国建筑用钢有 3000万吨左右的发展空间。所以说会有自己的特点，是因为我国的国情不同于西方发达**，劳动力相对 低廉，**尚不富裕，造价低、技术含量稍低的钢结构会得到优先发展。在今后一 段时间内，钢管混凝土结构、轻钢结构等将会得到较快发展。钢管混凝土结构与其它结构相比，具有承载力高、塑性和抗震性能优越、节省 材料和施工简便的特点。用于高层建筑中，这些特点尤为突出，**在此领域已处 于领先地位。轻钢结构除在大跨单层房屋中普遍应用外，今后会在住宅与中小型多层公共建 筑中大面积应用。据统计，二十世纪后几年，我国城镇住宅建设以每年竣工面积4.4亿平方米，总产值6000亿元（约占gdp9％）的速度迅猛发展，住宅产业成为国民 经济中跨世纪的新的增长点。钢结构住宅建筑体系以其结构部件轻、预制程度高、便于推行设计标准化、定型化、施工机械化、装配件制作工厂化、施工周期短等优 势，在建筑用材市场中展示出其广阔的应用及发展前景，成为替代现有小砖住宅的 主要体系之一；中小型建筑则量大面广，发展轻钢结构对于资源、能源都非常短缺 的我国意义犹为重大。对于钢结构建筑，建设部有关领导和专家认为，钢结钢是一种较为符合产业化 生产方式的结构形式。它容易实现设计和标准化、构配件生产的工厂化、施工的机 械化和装配化，能够进行标准化的设计，系列化的开发、集约化的生产和社会化的 供应。有的学者曾预言，50年后，钢结构可能成为我国新建筑的主体结构，由今日 之发展状况看，这一预期有望大幅度提前。