混凝土结构,钢结构,砌体结构发展趋势(混凝土结构,钢结构,砌体结构发展趋势分析)
钢筋混凝土框架结构特点、现状及发展趋势
特点:空间分隔灵活,自重轻,节省材料;具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点,利于安排需要较大空间的建筑结构;框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化,便于采用装配整体式结构,以缩短施工工期。
采用现浇混凝土框架时,结构的整体性、刚度较好,设计处理好也能达到较好的抗震效果,而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。
现状及发展趋势:混凝土框架结构广泛用于住宅、学校、办公楼,也有根据需要对混凝土梁或板施加预应力,以适用于较大的跨度。
框架钢结构常用于大跨度的公共建筑、多层工业厂房和一些特殊用途的建筑物中,如剧场、商场、体育馆、火车站、展览厅、造船厂、飞机库、停车场、轻工业车间等。
扩展资料
框架结构设计要求
1、强柱弱梁节点设计
这是为了实现在罕遇地展作用下,让梁端形成塑形铰,柱端处于非弹性工作状态, 而没有屈服,但节点还处于弹性工作阶段。
强柱弱梁措施的强弱,也就是相对于梁端截面实际抗弯能力而言柱端截面抗弯能力增强幅度的大小,是决定由强震引起柱端截面屈服后塑性转动能否不超过其塑性转动能力,而且不致形成“ 层侧移机构”。
从而使柱不被压溃的关键控制措施。柱强于梁的幅度大小取决于梁端纵筋不可避免的构造超配程度的大小,以及结构在梁、柱端塑性铰逐步形成过程中的塑性内力重分布和动力特征的相应变化。
因此,当建筑许可时,尽可能将柱的截面尺寸做得大些,使柱的线刚度与梁的线刚度的比值尽可能大于1,并控制柱的轴压比满足规范要求,以增加延性。验算截面承载力时,人为地将柱的设计弯矩按强柱弱梁原则调整放大,加强柱的配筋构造。
粱端纵向受拉钢筋的配筋不得过高,以免在罕遇地展中进入屈服阶段不能形成塑性铰或塑性铰转移到立柱上。注意节点构造,让塑性铰向梁跨内移。
2、强剪弱弯剪力墙设计
为了提高抗震墙的变形能力,避免发生剪切破坏,对于一道截面较长的抗震墙,应该利用洞口设置弱连梁,使墙体分为小开口墙、多肢墙或单肢墙,并使每个墙段的高宽比不小于2 。所谓弱连梁,是指在地震作用下各层连梁的总约束弯矩不大于该墙段总地震弯矩的20%。
连梁不能太强,以免水平地震作用下某个墙肢出现全截面受拉,这是比较危险的。但是,考虑到耗能,连梁又不能太弱,连梁弱到成为一般小梁时,墙肢就变成单肢墙。
而单肢墙的延性很差,仅为多肢墙的一半,且单肢墙仅具有一道抗震防线,超静定次数少,在地震作用下是很不利的。目前,有许多设计人员将结构中门洞连梁、窗洞连梁都改为截面高度极小的二力杆件,这对结构抗震是很不好的。
在实际设计中,对连梁的刚度都要进行折减,这是因为剪力墙的刚度一般都很大,在水平力作用下,剪力墙中的连梁会因为很大的内力而超过截面允许值。
可靠的办法是让这些连梁先屈服,要使连梁能形成塑性铰而不发生脆性破坏,连梁首先就必须满足强剪弱弯的要求,对连梁的刚度进行折减实际上就是降低其抗弯能力。
强剪弱弯是保证构件延性,防止脆性破坏的重要原则,它要求人为加大各承重构件相对于其抗弯能力的抗剪承载力,使这些部位在结构经历罕遇地震的过程中以足够的保证率不出现脆性剪切失效。对于多层钢筋混凝土框架结构中的多层钢筋混凝土框架结构梁应注意抗剪验算和构造,使其满足相关规范要求。
参考资料来源:百度百科-框架结构
未来建筑结构的发展趋势有哪些
1、结构形式方面:
以后的建筑会越来越高,跨度越来越大,但是所要求的周期越来越短。
新型的结构形式会越来越多。
高度方向:主要用于标志性的多功能办公楼,框架只能做到不到100米,剪力墙结构以及筒体结构太笨重,施工周期太长,无法实现大空间等等因素,所以纯混凝土这方面会越来越少。而纯钢结构,由于抗火影响(主要受到911事件影响),估计采用的也不会很多。所以综上,超高层里面的混合结构(钢框架和混凝土筒体结合的形式)会有较大发展,比如现在的央视大楼、上海中心,上海环球金融中心等等。还有一类就是电视塔之类的高耸结构,混合结构也用的比较多,比如新的广州电视塔(小蛮腰)。
跨度方向:主要用于大规模的体育馆和桥梁方面。我就只介绍结构方面。索膜结构会有较快的发展,索膜结构自重轻,空间跨度大,而且造型多变(建造师很喜欢)。还有就是空间的网壳结构,国内的很多的大型体育场馆、飞机场火车站候机侯车楼、都采用了索膜结构和空间网壳结构。
2、结构材料方面:
钢结构慢慢开始发展,现阶段主要在单层厂房、超高层和大跨度的结构里面,由于材料轻但是强度很高,受到较多的青睐。但是在其他的建筑类型,比如民用和工业建筑方面,比如住宅等建筑,现阶段还是大量的采用了混凝土的框架、框剪等结构形式,但是国家的钢材年产已经开始供过于求,所以估计还是会慢慢的开始渗透到这一系列的建筑类型里,毕竟在国外,钢结构的住宅并不罕见。
3、建筑施工工艺
现在一值在提倡工业化生产,也就是生产,加工和建造都是流水线作业。简单点说就是让建筑修建的时间周期变得更短,我记得国内外已经有很多一周就盖起来的6、7层的酒店,这些都是这种理念的实践,随着这种理念的慢慢深入人心,钢结构的推广将大大加快,毕竟混凝土要形成强度是需要很长时间的。当以后的住宅、办公楼都采用工厂直接制作构件,然后现场直接螺栓连接,就算建筑的发展比较发达了,国外其实很早就已经成功的实践过了,就像帝国大厦之类的建筑。
钢结构的发展趋势
钢结构行业主要上市公司:目前国内钢结构行业的上市公司主要鸿路钢构(002541)、精工钢构(600496)、富煌钢构(002743)、东南网架(002135)、杭萧钢构(600477)等
本文核心数据:中国钢结构产值、中国钢结构产量、中国钢结构需求量、钢结构项目
产业概况
1、定义:钢结构是钢材连接而成的结构形式
钢结构是由钢板、型钢、钢管、钢索等钢材,用焊、铆、螺栓等连接而成的重载、高耸、大跨、轻型的结构形式,相比于传统钢筋混凝土结构,钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好、工业化程度高、施工周期短、环境污染少和可塑性强等优点。
按照产品用途和应用领域的不同,钢结构可以分为轻型钢结构和重型钢结构,重型钢结构包括高层重钢结构、桥梁钢结构、大跨度空间钢结构、设备钢结构。
2、产业链剖析:主要应用于建筑领域
钢结构产业链包括上游钢材生产和制造、中游钢结构制造与施工工程以及下游应用。上游钢材包括板材、卷材、型材、钢带等;中游包括钢结构制造和钢结构施工工程;下游应用包括公告建筑、住宅、厂房、桥梁等。上游钢材产品价格波动直接影响钢结构行业的采购成本;下游行业对钢结构行业的发展具有较大的牵引和驱动作用,它们的需求变化直接决定了行业未来的发展状况。
目前,钢结构上游参与者包括宝钢股份、华菱钢铁、河钢股份、鞍钢股份、山东钢铁、马钢股份、首钢股份等钢材生产厂商。钢结构产业链中游是钢结构制造商,包括鸿路钢构、精工钢构、东南网架、富煌钢构、杭萧钢构、海波重科等。下游参与者包括建筑企业,如中国建筑、中国中铁、中国铁建、中国交建、中国中冶、中国电建等。
产业发展历程:装配式钢结构住宅建设为行业发展带来新契机
钢结构产业在我国的发展可追溯到20世纪50-60年代,在原苏联的援助下,采用碳素结构钢,建设了冶金、造船、飞机重工业钢结构厂房等重点工程,为中国钢结构行业的起步和发展奠定了坚实的基础。改革开放后,建筑钢结构行业恢复发展并一直处于上升趋势。2013年至今,随着装配式建筑的推进,钢结构迎来发展新契机。
上游供给情况:中国钢材产销量波动上升,2016年以来钢材价格上涨
2013-2020年,中国钢材产量呈现波动上升趋势,2020年创历史新高,首次突破13亿吨,达到13.25亿吨,同比增长10%。2020年一季度受疫情影响,钢铁需求明显萎缩;但随着二季度国家复工复产、经济刺激政策的逐步发力,经济稳定复苏,下游需求逐步恢复,带动钢铁企业生产积极性高涨,钢铁产量同比进一步上升。2021年一季度,中国钢材产量累计达到3.29亿吨,同比大幅增加22.5%。
2016-2020年,中国主要钢铁企业钢材销售量呈先下降后上升的走势。2020年中国主要钢铁企业钢材销售量为7.19亿吨,同比增长14.13%。
根据中国钢铁工业协会数据,2011-2021年10月,我国钢材综合价格指数呈现下降后波动上升的趋势。其中2011-2015年我国钢材综合价格指数连续下降;2016年,我国钢材价格持续上升;2017年,受钢铁去产能工作深入推进、“地条钢”全面取缔、采暖季错峰生产和市场需求回升等因素影响,钢材价格大幅上涨;2018-2020年7月,钢材价格稍有回落。这主要是由于下游市场需求下降,导致钢材价格下行。2021年5月,钢材综合价格指数达到近十年来峰值,为174.81,此后有所回落。
下游发展情况:中国建筑业产值不断增长
近年来,随着我国建筑业企业生产和经营规模的不断扩大,建筑业总产值持续增长,2010-2020年,中国建筑业总产值由9.52万亿元增长至26.39万亿元。2020年,中国建筑业产值达到263947.04亿元,比2019年增长6.24%。
2020年,全国建筑业企业房屋施工面积149.47亿平方米,比2019年同比增长3.68%,增速比2019年提高了1.36个百分点;竣工面积38.48亿平方米,连续四年下降,比2019年下降4.37%。
产业发展现状
1、产量:全国钢结构产量逐年上升
根据中国钢结构协会披露的数据,2015-2020年,全国钢结构产量逐年上升,由5100万吨增加至8900万吨。近年来钢结构鼓励政策陆续出台,在2017年3月住建部出台的《建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划》和《“十三五”装配式建筑行动方案》等文件中,提出大力发展装配式建筑,培育设计、生产、施工一体化龙头企业,积极发展钢结构等建筑结构体系。受益于政策的大力支持,全国钢结构产量不断增加。
2、产值:2020年全国钢结构产值达到8100亿元
据中国建筑金属结构协会披露的数据显示,2015-2020年期间,我国钢结构行业产值总体增长,尤其是2016年之后,钢结构产值增势明显,主要是由于2016年国家发布了多项政策文件化解钢产能过剩问题和促进建筑业的绿色可持续发展。钢结构产值占建筑业总产值的比例总体呈上升趋势,2020年达到3.07%。
3、需求:2020年全国钢结构需求接近1亿吨
根据中国建筑金属结构协会数据,全国钢结构需求量也逐年增长。此外,根据工信部2016年10月印发的《钢铁工业调整升级规划(2016-2020年)》,“十三五”期间重点发展的钢结构领域涉及建筑、桥梁、能源等,力争钢结构用钢量由2015年的5000万吨增加到1亿吨以上。2020年,全国钢结构需求接近1亿吨。
4、项目:“十三五”时期,多个大型项目建设均采用钢结构
2021年9月,中国建筑金属结构协会、《中国建筑金属结构》杂志社等联合发布“新时代十大钢结构经典工程”名单,包括北京新机场航站楼、国家速滑馆等10项钢结构工程。其中,深圳平安金融中心是代表当今世界钢结构领先技术的城市超高层,总用钢量约10万吨。
产业竞争格局
1、区域竞争:分布相对集中,山东、安徽、江苏的钢结构生产企业相对较多
在企查猫平台以“钢结构”为关键词进行检索,数据显示,我国钢结构行业生产企业数量较多,但企业规模较小。通过对企业所在地进行汇总可知,我国山东省、安徽省、江苏省钢结构生产企业相对较多。整体来看,我国钢结构生产企业区域分布相对集中。
从代表性企业区域分布看,钢结构行业内领先企业鸿路钢构、精工钢构和富煌钢构均位于安徽省内;浙江省主要代表企业有东南网架、杭萧钢构;北京市主要代表企业有森特股份;湖北省主要代表企业有海波重科;新疆省主要代表企业有光正眼科。
2、企业竞争:行业集中度较低,鸿路钢构为龙头企业
从钢结构营业收入的市场份额来看,2020年,鸿路钢构的钢结构市场份额约为1.55%,为我国钢结构主要龙头企业,精工钢构的钢结构市场份额为1.09%;从钢结构产量的市场份额来看,2020年,鸿路钢构的钢结构市场份额约为3.08%,处于行业领先地位,精工钢构的钢结构市场份额为0.94%。
从市场集中度看,我国钢结构产量的市场集中度要高于钢结构营业收入的市场集中度。2020年,我国钢结构营业收入CR5达4.67%;我国钢结构产量CR5达5.77%。整体来看,我国钢结构企业数量较多,但规模大、有影响力的企业较少,具有行业整合能力、节能低耗的大型钢结构制造企业较少,我国钢结构行业市场集中度低,呈现“大行业、小企业”的特征。
产业发展前景及趋势预测
1、钢结构受益于建筑产业转型升级,行业集中度也将逐步提高
当前我国建筑业正进入深入转型阶段,技术上国家大力推广装配式建筑,模式上推动工程总承包转型。钢结构具有绿色环保、可回收、施工周期短、结构安全稳定等特点,符合国家绿色建筑与高质量发展趋势,迎来较好的发展机遇。
根据国家经济发展、产业调整政策及行业趋严监管,一些缺乏创新、实力较为薄弱、缺少资质、管理不健全的中小钢结构企业在竞争中将被逐步淘汰,而拥有技术、规模和品牌优势,综合实力更为雄厚的企业将在竞争中进一步开拓市场、逐步做强做大,起到促进行业整合的作用。
2、到2035年我国钢结构用量达到每年2亿吨以上,钢结构建筑占新建建筑面积比例逐步达到40%
2021年10月,中国钢结构协会发布了《钢结构行业“十四五”规划及2035年远景目标》,提出钢结构行业“十四五”期间发展目标:到2025年底,全国钢结构用量达到1.4亿吨左右,占全国粗钢产量比例15%以上,钢结构建筑占新建建筑面积比例达到15%以上。到2035年,我国钢结构建筑应用达到中等发达国家水平,钢结构用量达到每年2.0亿吨以上,占粗钢产量25%以上,钢结构建筑占新建建筑面积比例逐步达到40%,基本实现钢结构智能建造。
以上数据来源于前瞻产业研究院《中国钢结构行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》
近30年来,混凝土结构有哪些发展
1、钢筋混凝土小构件的应用,设计计算依据弹性理论方法。
1801年考格涅特发表了有关建筑原理的论著,指出了混凝土这种材料抗拉性能较差,到1850年法国的兰博特首先建造了一艘小型水泥船,并于1855年在巴黎博览会上展出。
接着法国的花匠莫尼尔在1867年制作了以金属骨架作配筋的混凝土花盆并以此获得专利。后来康纳于1886年发表了第一篇关于混凝土结构的理论与设计手稿。
1872年美国人沃德建造了第一幢钢筋混凝土构件的房屋。1906年特纳研制了第一个无梁平板。从此钢筋混凝土小构件已进入工程实用阶段。
2、钢筋混凝土结构与预应力混凝土结构的大量应用,设计计算依据材料的破损阶段方法。
1922年英国人狄森提出了受弯构件按破损阶段的计算方法。1928年法国工程师弗来西奈发明了预应力混凝土。
其后钢筋混凝土与预应力混凝土在分析、设计与施工等方面的工艺与科研迅速发展,出现了许多独特的建筑物,如美国波士顿市的Kresge大会堂,英国的1951节日穹顶,美国芝加哥市的Marina摩天大楼,湖滨大楼等建筑物。
1950年苏联根据极限平衡理论制定了“塑性内力重分布计算规程”。1955年颁布了极限状态设计法,从而结束了按破损阶段的设计计算方法。
3、工业化生产构件与施工,结构体系应用范围扩大,设计计算按极限状态方法。
由于二战后许多大城市百废待兴,重建任务繁重。工程中大量应用预制构件和机械化施工以加快建造速度。继苏联提出的极限状态设计法之后,1970年英国,联邦德国,加拿大,波兰相继采用此方法。
并在欧洲混凝土委员会与国际预应力混凝土协会(CEB-FIP)第六届国际会议上提出了混凝土结构设计与施工建议,形成了设计思想上的国际化统一准则。
4、由于近代钢筋混凝土力学这一新的学科的科学分支逐渐形成,以统计教学为基础的结构可靠性理论已逐渐进入工程实用阶段。
电算的迅速发展使复杂的数学运算成为可能。设计计算依据概率极限状态设计法。概括为计算理论趋于完善,材料强度不断提高,施工机械化程度越来越高,建筑物向大跨高层发展。
扩展资料:
钢筋混凝土发展现状:
目前在中国,钢筋混凝土为应用最多的一种结构形式,占总数的绝大多数,同时也是世界上使用钢筋混凝土结构最多的地区。
据发改委相关数据显示,该地区其主要原材料水泥产量已于2005年达到10.60亿吨,占世界总产量48%左右,钢筋和混凝土是两种全然不同的建筑材料,钢筋的比重大,不仅可以承受压力,也可以承受张力;然而,它的造价高,保温性能很差。
而混凝土的比重比较小,它能承受压力,但不能承受张力;它的价格比较便宜,但是却不坚固。而钢筋混凝土的诞生,解决了这两者的缺陷问题,并且保留了它们原来的优点,使得钢筋混凝土成为现代建筑物建造的首选材料。
混凝土的历史 可以追溯到古老的年代。其所用的胶凝材料为粘土、石灰、石膏、火山灰等。
自19世纪20年代出现了波特兰水泥后,由于用它配制成的混凝土具有工程所需要的强度和耐久性,而且原料易得,造价较低,特别是能耗较低,因而用途极为广泛。
钢筋混凝土发展前景:
钢筋混凝土结构在土木工程中的应用范围极广,各种工程结构都可采用钢筋混凝土建造。
钢筋混凝土结构在原子能工程、海洋工程和机械制造业的一些特殊场合,如反应堆压力容器、海洋平台、巨型运油船、大吨位水压机机架等,均得到十分有效的应用,解决了钢结构所难于解决的技术问题。
参考资料来源:土木工程网-钢筋混凝土结构发展现状
钢结构建筑市场有哪些发展趋势与前景展望
当前,我国钢结构(含轻钢结构)发展的形势很好,我国钢结构年产已超过1亿t,可以预言,21世纪将是钢结构快速发展时期,长期以来,由混凝土结构、砌体结构一统天下的格局将被打破,从事钢结构制造、施工企业前景宽阔,各建筑设计院也面临着新的机遇和挑战。
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