有人提出問(wèn)題：大家公認(rèn)的鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)很多，但為什么高層住宅在中國(guó)發(fā)展十多年了，所有高層住宅然還是混凝土結(jié)構(gòu)的呢？
我在此說(shuō)下我的理解，不足之處。未必準(zhǔn)確，拋磚引玉。
首先我是搞混凝土的，但我仍然認(rèn)為在沒(méi)有新材料出現(xiàn)的情況下，鋼結(jié)構(gòu)是未來(lái)發(fā)展方向。
原因不是鋼結(jié)構(gòu)與混凝土結(jié)構(gòu)相比造價(jià)方面的劣勢(shì)。
我所想到的鋼結(jié)構(gòu)是未來(lái)發(fā)展方向的最大原因，也就是鋼結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)勢(shì)，是它廢棄之后，會(huì)比較好處理。
我們想象一下，港珠澳大橋，三峽工程，在200年后，我們的子孫，如何處理這些混凝土。
說(shuō)到鋼結(jié)構(gòu)的不足，我說(shuō)幾點(diǎn)，未必準(zhǔn)確，拋磚引玉。
1、結(jié)構(gòu)剛度與質(zhì)量問(wèn)題
鋼結(jié)構(gòu)一大優(yōu)勢(shì)是高強(qiáng)輕質(zhì)，這在常規(guī)建筑上是優(yōu)點(diǎn)。但是在某些結(jié)構(gòu)上，這可能會(huì)成為缺點(diǎn)。
鋼的密度比混凝土大，但為什么說(shuō)鋼材是輕質(zhì)呢，是因?yàn)殇摬牡膹?qiáng)度高，承受相同荷載情況下，鋼材需要量少，總體來(lái)說(shuō)質(zhì)量會(huì)比混凝土輕。這是鋼結(jié)構(gòu)的一大優(yōu)點(diǎn)。
同時(shí)由于鋼結(jié)構(gòu)用量少，會(huì)導(dǎo)致剛度不足的問(wèn)題。同時(shí)在動(dòng)力問(wèn)題中，質(zhì)量小，也未必就是一個(gè)好事情。
高層超高層抗風(fēng)抗震是個(gè)大問(wèn)題，這里說(shuō)的抗風(fēng)抗震不是強(qiáng)度問(wèn)題，而是剛度問(wèn)題。
也就說(shuō)，大風(fēng)地震情況下，不怕樓會(huì)倒，而是怕晃動(dòng)太大，確切地說(shuō)是怕晃動(dòng)的加速度太大。
想象一下，一個(gè)一直在晃動(dòng)的大樓，你敢去住不？
一個(gè)沒(méi)有正常使用功能的建筑，無(wú)疑就是個(gè)定時(shí)炸彈。
這時(shí)候強(qiáng)度優(yōu)勢(shì)很難發(fā)揮出來(lái)，剛度問(wèn)題雖然可以通過(guò)結(jié)構(gòu)手段處理，但是質(zhì)量太輕，可能會(huì)是個(gè)致命問(wèn)題。
在大跨度橋梁中，尤其是懸索橋，由于鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量太輕，我們甚至要往鋼箱里面添加配重，改善其動(dòng)力特性。
對(duì)應(yīng)的房屋結(jié)構(gòu)中要采用鋼結(jié)構(gòu)與混凝土核心筒配合，來(lái)解決剛度問(wèn)題。
帝國(guó)大廈，雙塔，西爾斯大廈確實(shí)是鋼結(jié)構(gòu)的超高層，但他們都是奔著世界紀(jì)錄去的，他們解決的關(guān)鍵問(wèn)題都是鋼結(jié)構(gòu)高層抗風(fēng)，還有他們太貴了，如果用來(lái)做住宅。
另外，動(dòng)力問(wèn)題要注意的是，動(dòng)力問(wèn)題很復(fù)雜，剛度低未必合適，剛度高也未必好，只有合適的范圍才是合理的。
2、防腐問(wèn)題
鋼結(jié)構(gòu)防腐是個(gè)大問(wèn)題，尤其是沿海地區(qū)。下面這張圖，是某海灣大橋，1991年通車(chē)。
20年后，鋼管已經(jīng)銹蝕成一片一片的頁(yè)片樣了。
3、鋼結(jié)構(gòu)防火問(wèn)題
鋼結(jié)構(gòu)通常在450～650℃溫度中就會(huì)失去承載能力、發(fā)生很大的形變、導(dǎo)致鋼柱、鋼梁彎曲，結(jié)果因過(guò)大的形變而不能繼續(xù)使用，一般不加保護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)的耐火極限為15分鐘左右。這一時(shí)間的長(zhǎng)短還與構(gòu)件吸熱的速度有關(guān)。
從施工上說(shuō)，鋼結(jié)構(gòu)可能施工難度高點(diǎn)。
1、運(yùn)輸問(wèn)題
我的觀點(diǎn)恰恰相反，運(yùn)輸問(wèn)題才是鋼結(jié)構(gòu)的一大優(yōu)勢(shì)。
混凝土運(yùn)輸真的很便宜嗎？那是低強(qiáng)度混凝土。
C60混凝土以上，對(duì)骨料的要求是很高的。
舉例而言，貴州省全省就沒(méi)有合格的骨料可供配置C60以上的混凝土。
我們現(xiàn)在有個(gè)拱橋項(xiàng)目在貴州，C60混凝土的所有骨料都是從湖北運(yùn)進(jìn)來(lái)的。你看看這個(gè)運(yùn)輸成本。
所以遠(yuǎn)距離運(yùn)輸并不是鋼結(jié)構(gòu)獨(dú)有的情況。
鋼結(jié)構(gòu)在工廠預(yù)制好構(gòu)件，到現(xiàn)場(chǎng)拼裝，可以節(jié)約大量的現(xiàn)場(chǎng)成本，同時(shí)控制工程質(zhì)量。
相同的一輛卡車(chē)，運(yùn)一噸的鋼材和運(yùn)一噸的砂石，當(dāng)然運(yùn)鋼材的成本（單位價(jià)格成本）低一些。
同時(shí)，把混凝土弄上100米以上的高層的運(yùn)輸成本，恐怕也比鋼結(jié)構(gòu)高。
順便提一下，鋼結(jié)構(gòu)的成本不僅僅是鋼材的成本，還包括加工成本，兩者大概是1:1的關(guān)系，也就是說(shuō)5000一噸的鋼材，加工成構(gòu)件，總成本會(huì)變成10000元一噸。運(yùn)輸成本再貴，和10000元每噸來(lái)說(shuō)，也是個(gè)小數(shù)字。
1方混凝土，成本不到500元把，折合成每噸也就是200塊錢(qián)。兩者相差50倍啊，當(dāng)然考慮到強(qiáng)度差距，這個(gè)成本差距會(huì)縮小一點(diǎn)。
2、大跨度恐怕不能說(shuō)是鋼結(jié)構(gòu)獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)。鋼結(jié)構(gòu)為什么要做成桁架，桁架從整體上講，就是個(gè)掏空的梁。單一鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，沒(méi)法做出這么大的梁高，所以用桁架來(lái)拼裝。但由于壓桿穩(wěn)定的問(wèn)題，用鋼桁架做的跨度是很有限的。桁架的跨度能做100m?200m？同時(shí)桁架的面外穩(wěn)定性也是個(gè)大問(wèn)題。
3、漏水和隔音的問(wèn)題，倒不是什么難度問(wèn)題，那是因?yàn)樽鰪S房對(duì)這方面沒(méi)注意或者就沒(méi)搞好。就那漏水的來(lái)說(shuō)，現(xiàn)澆一層混凝土薄樓面就解決問(wèn)題了呀。
最后，結(jié)構(gòu)工程師恐怕更多的是不會(huì)鋼結(jié)構(gòu)吧，說(shuō)不屑真是有點(diǎn)自欺欺人了。
（老實(shí)承認(rèn)，我也不懂鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)）作者 徐騰飛，西南交通大學(xué)橋梁工程系，教師
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