Применение и развитие стальных конструкций зависит не только от их собственных характеристик, но и от развития национальной экономики. Долгое время после основания Китайской Народной Республики из – за ограничений на производство стали стальные конструкции были ограничены для использования в крупных проектах, которые не могут быть заменены другими конструкциями, что в определенной степени повлияло на развитие стальных конструкций. В 1996 году производство стали в Китае достигло 100 миллионов тонн, а в 2003 году – рекордных 220 миллионов тонн. Постепенно меняется спрос на сталь. Технологическая политика Китая в отношении стальных конструкций также перешла от « ограничения использования » к « активному и разумному продвижению и применению». С широким применением стальных конструкций наука и техника стальных конструкций будут еще более улучшены.
- Развитие высокопроизводительной стали
Отличительной особенностью стальной конструкции является ее высокая прочность, что делает ее особенно подходящей для больших пролетов и больших нагрузок. Использование высокопрочной стали может лучше использовать преимущества стальной конструкции. Для обеспечения необходимой пластичности, вязкости и свариваемости сталь высокой прочности, используемая в стальных конструкциях, обычно представляет собой низколегированную сталь. Что касается стальных мостов, то в настоящее время Китай использует следующую точку текучести:
16Mnq уже распространен, Нанкинский мост Янцзы использует эту сталь, чтобы сэкономить 15% стали, чем 16q. Степень текучести 420
Мост Байхэ на железной дороге Пекин – Ченг был построен еще в 1977 году с использованием 15 MnVNqC (Q420qD), что более чем на 10% экономит сталь по сравнению с 16 Mnq. Эти две низколегированные стали были официально включены в « Правила проектирования конструкции железнодорожных мостов». Максимальная текучесть стали, рекомендованная в спецификации по конструкции стальных конструкций, также достигла 420
Высокопроницаемая сталь быстро развивается за рубежом, и Япония, США, Россия и другие страны установили свою точку текучести на уровне 700
Вышеуказанная сталь перечислена в спецификации.
Развитие коррозионостойкой стали также привлекло большое внимание. Устойчивая сталь используется в прибрежном инженерном строительстве и мостовых конструкциях в Соединенных Штатах, Японии и других странах. Некоторые компании разрабатывают огнестойкую сталь, которая может сохранять прочность более 2/3 комнатной температуры даже при нагреве до 600 ℃. Кроме того, широкая фланцевая I-образная сталь (также известная как H-образная сталь), квадратные стальные трубы, профильные стальные пластины и холоднообразованные тонкостенные стальные секции могут эффективно использовать эффективность стали, достичь хороших экономических результатов и иметь широкие перспективы развития.
- Исследования и усовершенствования вычислительной теории
Существующие в Китае « Правила проектирования стальных конструкций» используют конструкцию предельного состояния, основанную на теории вероятности, которая является результатом большого количества теоретических исследований и экспериментального анализа, но все еще есть много вопросов, которые необходимо дополнительно изучить и улучшить, и многое еще предстоит сделать. Например, статистический анализ геометрических дефектов, распределения остаточных напряжений и влияния дефектов и остаточных напряжений в реальных компонентах и конструкциях на состояние предельной несущей способности; Предельная несущая способность сжатых элементов и факторы, влияющие на нее; Предельные состояния конструкций и компонентов при повторяющихся и динамических нагрузках; Использование пластичности стали и прочность листовых конструкций после изгиба, принимая во внимание неупругий анализ второго порядка общей высоты стальной рамы и так далее. Чем глубже понимание фактических характеристик конструкции и конструкции, тем точнее результаты расчета отражают реальную ситуацию, тем в полной мере использовать роль стали для обеспечения безопасности конструкции.
- Структурные инновации
Достижения в вычислительной теории и методах, а также появление новых материалов и процессов обеспечили условия для инноваций в форме стальных конструкций.
Компьютеры способны быстро вычислять результаты очень сложных структур, что приводит к быстрому распространению и применению пространственных структур, таких как структуры сетки с несколькими членами и высокой степенью неопределенности; Изучение теории вычислений и применение высокопрочной проволоки позволяет использовать большие пролетные подвесные и наклонные конструкции для мостов и строительных работ; Предварительно напряженная стальная конструкция также является новой конструкцией, основной формой которой является добавление некоторых высокопрочных стальных конструкций на основе общей стальной конструкции и предварительное напряжение конструкции. Его суть заключается в том, чтобы заменить некоторые обычные стали высокопрочной сталью, чтобы сэкономить материал; Стальные и бетонные конструкции могут в полной мере использовать преимущества материала. Стальные трубобетонные бетонные конструкции, заполненные стальными трубами, были применены к мостам и заводским колоннам и представляют собой перспективную новую конструкцию.
Другим структурным новшеством является интеграция различных типов силовых структур, таких как мост через реку Цзюцзян Янцзы, мост через реку Янцзы в районе Тяньсинчжоу в Ухане, комплексный стадион в северном пригороде Пекина, бассейн деревни Азиатских игр и Пекинский национальный стадион, в одну и ту же структуру.
С развитием высокопрочных болтов и сварочных технологий клепанные конструкции были заменены болтами или полностью сварными конструкциями. Высокопрочные болтовые соединения широко используются в стальных конструкциях завода, мачтовых конструкциях башни и конструкциях сетки. Жесткая балка коробчатого типа моста реки Янцзы в Xiling использует полностью сварную конструкцию, балка моста Хуанхэ в Сункоу использует новую форму цельного сварного соединения и внешнего сращивания соединений.
Важным аспектом является также изучение стальных конструкций высотных зданий. В последние годы Китай построил ряд высотных зданий, таких как главное здание на международной площади Шимао (333 м), Наньнин Ин Хуан Интернешнл Билдинг (276 м), здание центра Цзингуан (208 м), филиал отеля Цзиньцзян (153 м), здание центра развития Шэньчжэня (165 м) и так далее.
- Оптимизация дизайна приложений
Целью оптимизации конструкции является минимизация использования стали или стоимости стальных конструкций. Для этого необходимо выбрать оптимальную форму конструкции и определить оптимальный размер поперечного сечения. Благодаря широкому применению компьютеров оптимизация дизайна стала возможной и развивалась. В настоящее время оптимизированный дизайн был применен к конструкции стальных конструкций, таких как мосты и крановые балки, и достиг значительных экономических выгод.
- Технологические исследования в области производства и строительства
В целях обеспечения качества стальных конструкций, повышения эффективности производства, дальнейшего сокращения цикла строительства и снижения затрат необходимо провести дальнейшие исследования и улучшения в области производственного процесса и технологии монтажа и монтажа; Для больших объемов продукции можно постепенно стандартизировать и сериализировать.
Источник：https://zhuanlan.zhihu.com/p/436405293
