期刊导读 | 《钢结构（中英文）》2024年第11期

摘 要：深入探讨了我国公路钢结构桥梁的发展现状与技术进步。钢结构桥梁凭借其高强、轻质、抗震性能好、工业化建造、可循环利用等优点,逐渐在公路桥梁建设中获得应用。然而,相较于发达国家,我国钢结构桥梁在公路桥梁总量中所占比例仍然较低。回顾了我国公路钢桥发展的历程,从建国初期的探索阶段、改革开放初期的快速发展阶段,到比较成熟的标准化设计阶段;重点介绍了港珠澳大桥、厦门翔安大桥等典型工程的成功实践;阐述了我国常规跨径公路钢结构桥梁标准化设计的技术特点,包括设计创新、材料创新、结构创新、BIM 技术应用及工业化建造等;分析了当前存在的问题及面临的挑战;最后,展望了我国公路钢结构桥梁的发展趋势,强调标准化设计在推动工业化建造中的重要作用,为未来我国公路钢结构桥梁建设提供借鉴与参考。

关键词：公路；钢结构桥梁；标准化；发展状况；工程实践

摘 要：核电钢结构技术在全球核能利用中占据核心地位,其发展历程经历了从早期的轻水堆结构到当前三代乃至四代核电技术的先进应用。1980—2024 年间,核电钢结构技术显著进步,设计理念从单一安全性向安全性与经济性双重优化转变,材料科学、制造工艺及施工技术不断创新。高强度钢材、耐腐蚀材料的应用,以及数字化、自动化技术的融合,提升了核电钢结构的安全性与经济性。然而,极端环境下材料性能的保持、施工工艺与质量控制、防腐问题及全寿命周期内的维护管理仍面临挑战。未来,核电钢结构技术将朝着智能化、轻量化、绿色化方向发展,新材料研发、数字化建造技术及国际合作将成为关键。通过应对挑战,核电钢结构技术有望为实现核电产业的可持续发展提供坚实支撑。

关键词：核电钢结构技术；高强度钢材；数字化建造；极端环境性能

摘 要：介绍了铝合金材料的力学性能及其与钢材的比较。回顾了铝合金结构的应用历史:20 世纪 40 年代起美国、英国、德国等发达国家开始兴建铝合金桥梁。50 年代起,英、美、苏联等国开始将铝合金材料应用于机库、植物园、仓库、博物馆等各类民用建筑中,且大都采用板式节点和穹顶结构体系。我国改革开放后的 1996—2010 年,兴建了近 20 座铝合金结构,其中约一半采用了引进的板式节点穹顶,另一半自主研发了铝合金螺栓球网架结构。自 2010 年以来的十多年,铝合金结构在我国得到了快速发展,迄今已经建造了 30 余座铝合金网格结构。虽然板式节点形式已成为铝合金网格结构的主流形式,但各类具有较大抗剪、抗弯刚度的新型板式节点也得到了研究和应用,铝合金网格结构的穹顶外形也被拓展应用至自由曲面外形、平屋面、大开口扁壳、悬挂外形等。高度大于 500 mm 的工字形和“日”字型截面等生产设备和工艺研发成功,并在实际工程中得到了应用。在原国家规范《铝合金结构设计规范》和《铝合金结构施工质量验收规范》基础上合并修编的国家标准《铝合金结构技术标准》也编制完成等待出版实施。我国铝合金网格结构从引进、模仿到自主创新,已经发展成为研究和应用的大国和强国。

关键词：铝合金网格结构；材料性能;发展历史；工程应用；节点和结构体系创新

摘 要：为全面掌握工业建筑钢结构技术的发展和实践历程,首先,从钢结构在工业建筑领域应用的起源开始回顾国内钢结构在工业建筑中的发展脉络,总结了门式刚架轻型钢结构、多高层钢结构在工业建筑中的应用概况;然后,着重梳理了钢结构在工业建筑应用中常见技术如材料性能、构件连接、防腐防火、设计理论、规范标准、构件制造的研究及发展现状;最后,针对工业建筑钢结构技术发展中尚存在的设计理论欠缺、标准化型材应用率不足、钢结构产业链效能偏低、国内标准与国际标准的差异等问题,提出了未来的研究和发展方向。

关键词：钢结构；工业建筑；材料性能；防腐防火；标准化

摘 要：介绍了钢结构住宅在我国的发展历程,以及目前的发展与应用现状,说明钢结构住宅发展优势明显。总结了钢结构住宅的主体结构体系和围护结构体系的技术发展成果,针对目前钢结构在住宅建筑应用中存在的露梁露柱、抗侧力构件与建筑功能冲突以及建筑工业化水平低等问题,梳理了针对性的钢结构住宅典型技术。详细分析了钢框架-支撑延性墙板体系、钢结构组合剪力墙体系、钢结构模块化建筑以及低多层钢结构体系等主体结构体系和“三板”围护体系的技术应用分类及特点。对钢结构住宅发展目前存在的问题进行了分析阐述,并提出了针对性的建议。

关键词：钢结构住宅；技术特点；发展现状；问题与建议

摘 要：电站锅炉是火力发电站的三大主机之一。我国发电技术经过 30 多年的高速发展,完成了从 300 MW 亚临界到世界最大的 1000 MW 超超临界技术的飞跃,目前国内已经运行的火电机组最大已经达到 1350 MW。我国电站锅炉发展迅猛,拥有世界上最大型锅炉设计、制造和运行技术,最近十几年,世界上大部分新建大型电站主要在国内。近年来,环保节能成为中国电力工业结构调整的重要方向,经过对锅炉炉膛燃烧和尾部排放的技术改造,火力发电站的排放标准已经达到和优于国家的有关环保标准,火力发电在我国国民经济中起到压舱石的作用。

由于锅炉本体全部悬吊在锅炉钢结构的最上面的顶板层,造成顶板层受力较大,大型锅炉大板梁截面采用叠梁方案,梁截面高度超过 10 m。锅炉钢结构承受锅炉本体和用户等传递的静载;锅炉本体的水平荷载通过导向装置传递到锅炉钢结构,锅炉导向装置与刚性梁等一起确定锅炉膨胀中心,并将导向装置传递过来的锅炉地震和风载及尾部烟道不平衡力等水平作用传到钢结构上。

锅炉钢结构全部采用纯钢结构构件,大部分为露天布置,在寒冷地区或有专门需要时采用全紧身封闭或部分紧身封闭。锅炉钢结构结构复杂、构件数量多、全螺栓连接、大板梁等构件较大,结构的设计、制作和检验较复杂。大型锅炉钢结构许多梁采用热轧 H 型钢等热轧截面,但是由于大部分柱子和梁以及垂直支撑承受较大荷载,热轧截面不能满足使用要求,大量采用了板拼工字型、十字型或箱型等截面。

锅炉钢结构领域仍然有很多方面需要创新和改进,中国钢结构协会锅炉钢结构分会一直在致力于引导行业技术发展和行业自律,已经组织会员单位编写了很多设计、制造、检验、鉴定、加固等方面的标准。锅炉钢结构需要在设计和制造、国产软件开发、高强钢应用、钢管混凝土结构设计和应用、屈曲约束支撑研究与应用、开发新产品等方面进行技术研究和创新,需要进一步建立更加完整的行业标准体系。

关键词：锅炉；钢结构；大板梁；高强钢；钢管混凝土；屈曲约束支撑

摘 要：总结了近三十年我国钢桥建设和桥梁用结构钢及桥梁钢标准的发展,强度级别从 Q345q、Q370q 级发展为 Q420q、Q500q、Q690q 级,耐候桥梁钢、耐海洋大气环境腐蚀钢板、复合钢板、高性能桥梁钢研发成功并被工程应用。列举了在实桥应用中桥梁用钢常见问题,如钢板力学性能均匀性、钢板外形质量、焊接性、设计选材应注意钢板的焊接性等,有助于推动我国桥梁用结构钢的高质量发展。

关键词：桥梁钢；发展；应用；常见问题

摘 要：钢结构相较于传统混凝土结构,因其质量轻、强度高、易成型等优势,逐渐在建筑行业得到广泛应用。自 19 世纪末至今,钢结构的应用不断扩展,尤其在高层建筑和体育场馆中表现突出。中国的钢结构发展起步较晚,但随着城市建设的快速推进,特别是2008 年北京奥运会的契机,涌现出众多创新型建筑,推动了钢结构技术的进步。

我国复杂建筑钢结构的发展大致可分为 3 个阶段:第一阶段(20 世纪 90 年代),上海大剧院等项目采用复杂构造的焊接箱型和钢管桁架结构;第二阶段(2000—2010 年),国家体育场等项目的建设标志着复杂建筑钢结构的快速发展;第三阶段(近十年),随着技术创新,各类复杂钢结构层出不穷,如上海中心大厦等。

复杂钢结构多用于特殊建筑造型的外露构件,或因建筑结构的复杂性导致节点构造特别复杂。常见的应用包括异形截面构件、空间曲面构件等。复杂钢构件的加工制造技术主要涉及:1) 深化设计技术:从手工绘图到 CAD,再到 BIM 模型的建立,提升设计效率和准确性;2) 专用设备的开发:如多维相贯线切割机和大行程端铣机等,提升加工精度和效率;3) 异形截面构件成型技术:采用冷加工、热加工及样箱检测等多种工艺,满足复杂构件的加工需求。钢管弯制成型工包括热弯和冷弯两种方法,适用于不同曲率半径的钢管加工。大口径钢管和锥形管加工采用卷制和压制成型工艺,适用于不同口径和形状的钢管。

关键词：空间曲面钢板；样箱；热弯成型；冷弯成型

摘 要：国家住房和城乡建设部等九部门联合印发《智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》,意见提出加快建筑工业化、数字化、智能化升级,推进建造方式转变,推动建筑业高质量发展。钢结构建筑因其自重轻、造型多变、施工简单,广泛应用于大型厂房、场馆、超高层、桥梁等项目工程。根据中国工程院战略咨询报告,钢结构建筑相比钢筋混凝土建筑,可减少 15% 的碳排、59% 的粉尘、51% 的固废,并且节约 12% 的能耗、39% 的用水。钢结构建筑超过 80% 的构件可在工厂加工完成,并且生产加工设备相对完善,很适合与智能制造结合来提升建筑工程的质量、效率和安全性。为了实现建筑工业化、智能化,改变当前行业的生产模式,本文通过文献综述的方式阐述了改革开放后三十年钢结构建筑与智能制造技术融合发展的历程,重点描述了机器人技术、物联网、大数据和人工智能等先进技术在钢结构制造中的实践,力求为钢结构制造的智能化升级提供实践指导和参考。

关键词：钢结构；智能制造；物联网；人工智能；机器人

摘 要：改革开放 40 年来,我国钢结构应用经历了从边缘到主流的转变,钢结构的快速发展促进了我国建筑行业的工业化和智能化进程。为此,首先回顾了改革开放前 30 年钢结构安装技术的发展,以金茂大厦、东方明珠电视塔、广州电视塔、上海铁路南站等一批标志性工程的施工为例,阐述了面向超高层、高耸、大跨空间等结构体系施工技术与装备的历史演进。其后通过上海中心大厦、上海体育场改造、上海世博博物馆等近 10 年系列典型工程,指出当前钢结构安装技术在数字加工、测量、焊接与塔机等方面的长足发展。最后,基于目前钢结构发展问题与趋势,提出面向城市更新的钢结构改造体系与加固技术,高强、高性能钢的配套连接技术与工艺,数字化管控与智能化施工装备等将是未来钢结构进一步发展的关键方向。

关键词：超高层结构；高耸结构；大跨度结构；钢结构安装技术

摘 要：钢结构连接技术在工程领域扮演着至关重要的角色。它不仅负责连接和传递结构荷载,而且还是实现钢结构组件连接的主要手段之一。通过文献综述的方式描述了改革开放后三十年钢结构连接技术的发展历程,重点阐述了近十年的技术进步,最后分析了目前存在的问题及未来的发展方向,为钢结构工程连接技术的发展提供实践指导和参考。

关键词：钢结构；连接技术；螺栓连接；焊接连接；锚栓连接

摘 要：随着 BIM 技术的逐步完善,其在建筑工程建造与信息协同管理等方面展现出巨大优势。BIM 技术贯穿于建筑全生命周期,可以实现信息化数据共享与传递,能够极大程度地整合钢结构工程中复杂的信息资源,实现项目精细化管理。对 BIM 概念自诞生以来的发展历程进行了回顾,对 BIM 技术在钢结构工程不同阶段的应用进行了详细的分析与阐述,梳理了 BIM 发展过程中存在的标准规范混乱,应用落地困难及技术人才短缺等问题,并对今后的发展趋势进行了展望。

关键词：建筑信息模型(BIM)；钢结构工程；全生命周期；设计及建造

摘 要：介绍了计算单阶柱和双阶柱计算长度系数的初等代数法。已知各柱段的惯性矩、轴力、柱端长度和柱顶约束后,通过求解一元二次方程或一元三次方程即可得到各柱段的计算长度系数,且计算精度很好。该法适于编程或采用 Excel 表格计算,可用于替代 GB 50017—2017《钢结构设计标准》第 8.3.2 条、8.3.3 条和附录 E.0.3 ~ E.0.6 中

的 4 个表格。

关键词：阶形柱；计算长度；屈曲

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融媒体编辑：张白雪

   责任编辑：乔亚玲