建筑与结构设计
【文章编号】1007-9467（2010）07-0035-04
钢结构与混凝土结构的比较
刘超1，张清2■马磊1，
（1.中联西北工程设计研究院，西安710082；2.中国海诚工程科技股份有限公司，上海200031）
【摘要】钢结构自重小，延性好，但耐火性差，易受外界腐蚀，密闭性差。混凝土结构自重大，刚度大，地震作用下震害比较整体性比较好，不易受外界侵蚀，密闭性好。明显，但抗压性、从材料、设计、项目管理、造价、未来发展等几个不同角度对二者进行了比较与分析，其中既有工程实例也有目前最新的科研成果；并提到由钢构件和混凝土构件共同作用的组合结构也是一种不错的结构体系。
【关键词】钢结构；混凝土结构；组合结构；材料【中图分类号】TU391；TU37
【文献标志码】A
的工作经验对钢结构和混凝土结构从不同的角度作了以下几点分析，希望对读者能有所帮助。
1从设计角度比较
1.1共同点
1)计算的原理
不论混凝土结构还是钢结构都依据“板→梁→柱→基础”这样传力途径进行受力传递。不论二者结构模形有多大的差别，从受力上讲计算原理都是相同的。都需要借助传统的力学与数学公式进行分析。
2)构造与概念设计
一个好的建筑物是由很多因素决定的，而对建筑物起决定性作用的阶段是在设计阶段，而在设计阶段建筑工程师们总会有意无意的把自己的设计理念体现在自己的作品中，设计师水平的高低也往往由他概念设计的深度所决定，哪些地方应该注意，哪些地方可以放宽要求，同样的设计，哪种方案最高效最省钱最省时最合理，这些都是钢结构和混凝土结构所共同需要注意的。
3）抗震措施
钢结构比混凝土结构“柔”一些，但二者均要满足“三水准二阶段”的抗震设计，都应有多道抗震设防体系，避免因部分结构或构件失效而导致整个体系丧失抗震能力或丧失对重力的承载力、同时具备必要的承载力、良好的变形能力和耗能能力。都应综合考虑结构体系的实际刚度与强度，避免因局部削弱或突变而形成薄弱部位，避免产生过大的应力集中或塑性变形集中，对可能出现的薄弱部位及转换层应采取必要的构造措施。1.2不同点
1）材质
35
ComparewithSteelandConcreteStructure
MALei1,LIUChao1,ZHANGQing2
（1.ChinaUnitedNorthWestInstituteforEngineeringDesign&
Research，Xi'an710082,China；2.ChinaHaisumEngineeringCo.,
Ltd.Shanghai200031,China）
【Abstract】Thesteelstructurehaslightweightandgoodductility
characteristic,butpoorresistancetofire,susceptibletoexternalcorrosionandbadsealed.Bycomparison,theconcretestructurehascharacteristicofstiffnessoftheseismicdamageobviously,butthenatureofresistanceandoverallbetter,lesssusceptibletoexternalcorrosion,sealedgood.Fromseveraldifferentanglesofmaterial,design,projectmanagement,costandfuturedevelopment,thetwostructurewerecompared.Therearebothprojectsandalsothelatestexamplesofscientificresearchinthisarticle,anditreferstocomponentsofsteelstructureandconcreteinteraction.Thecompositestructureisalsoagoodarchitecture.
【Key
words】steelstructure；concrete；structure；composite
structure；material
钢结构与混凝土结构在建筑领域已经被广泛的应用于各个角落，不论是设计师还是投资方都会在很多时候面临一个同样的问题，那就是这两种结构到底有哪些不同，在市场经济的激烈竞争下我们究竟应该如何确定待建项目的结构形式，这就要求我们对二者的区别有一个明确的认识。笔者根据自己
建筑与结构设计
ArchitecturalandStructuralDesign
所有的建筑物最终都是通过材料去实现的，而材料的特性又无时无刻不在影响着建筑物的各种性能，这种影响反过来又会制约着设计人员对建筑作品各项功能的要求。
钢结构主要都由钢构件连接而成，自重小，延性好，但同时整体性差，耐火性差，易受外界腐蚀，密闭性差。
混凝土结构由钢筋和混凝土组成，自重大，刚度大，地震作用下震害比较明显，但整体性比较好，不易受外界侵蚀，密闭性好。
材质决定特性，正是因为钢结构和混凝土结构的材料不同从而导致了它们各种性能上的优劣。因此在设计时必须充分意识到这一点，取长补短，充分发挥它们各自的优势，使设计方案既经济又合理。
2）受力分析的模式
钢结构在基础以上部分其主要受力构件均为钢构件，只有一种材料，因而受力传递简单，途径明确，容易建立与实际受力情况相接近的计算模型。
混凝土结构则不同，因为混凝土结构由钢筋和混凝土共同作用而成的，所以其受力传递比较复杂，途径不是很明确，即使人为采用这样或那样的假定建立起计算模型，最终的计算结果与实际情况也还是有一定的差别。
如果说混凝土结构是由钢筋和混凝土共同组成“复合体”，钢结构则是由各种钢构件连接而成“组的
。另外，混凝土结构的超静定次数通常比钢结合体”
构要多一些，构件连接处节点的刚度也比钢结构大。
3）结构体系的组成
普通的混凝土结构大都由“梁、板、柱”组成，由于混凝土材料自重比较大决定了混凝土结构不适用于较大跨度的建筑。
钢结构的结构体系组成部分的形式不象混凝土结构那样单一，它的形式具有多种，有“梁、板、柱”,也有“屋架、柱”，“网架、柱”，“拉索结构”等，由于钢结构自重轻，而且强度大，所以可以广泛地应于各种大跨度结构中，尤其是各种跨度要求比较大的厂房、体育馆、展览馆、食堂等。
4）构造措施
在混凝土结构中为了达到加强结构的目的，通或混凝土的标号以常采用加大配筋面积，截面尺寸、
36
及增加圈梁、构造柱等方式来局部加强构件或楼层的抗力性能。
在钢结构中为了加强构件之间的相互连接性能及整体或局部的稳定性，防止因为局部失移而导致（如柱整个结构体系被破坏。常用的措施有增加支撑间支撑、屋架上弦支撑、屋架下弦支撑），增加加劲肋（如柱脚加劲肋，H型钢梁上下翼缘间设加劲肋，H型钢柱上下翼缘间设加劲肋），设斜面短支撑（如檀条与屋架之间）等，总之由于轻钢结构的杆件比较多而且形式复杂多样，所以在构造上要比混凝土结构要求更为严格，同时构造的手法和措施二者之间也有很大区别。
5）震害的结果
根据大量的资料显示，混凝土结构的震害大多为出现裂缝，混凝土被压碎，钢筋屈服，局部倒塌或破坏，而整栋楼倒塌的情况不多见。
钢结构在地震力作用下由于钢材的延性比较好，构件部分不太会发生脆性破坏，出现扭曲、失稳、变形的情况比较多，而在各构件互相连接部位，合理地选择耗能段是至关重要的。在加强局部稳定的同时，还要注意加强整体的稳定性，即使各个杆件在受力分析的情况下不会失稳，整体仍然有失稳的可能性，所以在抗震验算时对于整体的稳定性一定要格混凝土外注意。这一点是和混凝土结构大为不同的，结构整体性比较好，只要构件不破坏一般不会出现整体失稳的情况。
6）建筑要求
混凝土结构虽然自重大，不能盖得太高，但是整密闭性、防火性都比钢结构好。而钢结构在防体性、
火，防雨、保温、隔热等方面的要求也比混凝土结构显得更为重要，同时钢结构容易被腐蚀，还要定期进行防腐处理，以确保钢材的使用寿命。这些工作将显得有些繁琐。随着超高层的大量出现，对建筑高度极限的挑战又迫使结构工程师们不得不选择钢结构作为主体结构，不论是美国的世贸大厦、香港中银大厦、上海东方明珠、金茂大厦，还是位于阿拉伯联合酋长国迪拜的世界第一高828m的迪拜高塔，都随处可见钢结构的身影。
建筑与结构设计
2从项目管理和造价角度比较
2.1共同点
1）管理的模式
不论混凝土结构还是轻钢结构，对管理者的要求都是相同，各组织之间的协调、各专业之间的协调、对施工过程中可能出现风险因素、安全隐患、质量问题都需要管理者及时发现，预先处理。在质量监督上都要求在施工单位自检的前提下，经监理单位、政府监督管理机构检查验收后方可进行后序工种的施工。
（2）基础部分
基础部分不论是设计还是施工，钢结构与混凝土结构基本相同，都选用混凝土构件做基础。从土方开挖到放线、支模、浇筑混凝土所有工序都是相同的。2.2不同点
（1）施工进度
相同建筑面积的单层或低层工程，当采用钢结构时施工速度会比混凝土结构快的多，这是钢结构在建筑领域被广泛使用的一个重要的原因，在施工速度上，混凝土结构是望尘莫及的，在今天这样一个瞬息万变的时代，快速高效地完成施工会有很大的尽早投产，另经济效益。一方面可以减少投资风险，
一方面也可以减少机械租赁费、人工费以及由于长期施工带来的安全隐患，而且钢结构工地干净便于清理，同时也不会象混凝土工地在浇筑时发生那样大的噪音和尘土。
2）施工工艺
混凝土结构大多需要把材料运进工地现场支模浇筑，在工厂加工预制构件的情况不多，而钢结构基本上都是在生产车间预先加工好各种杆件，然后运输到现场起吊安装，焊接。
3）经济性
对有些多层建筑采用混凝土结构或是采用轻钢二者的平方米造价差别不是很大，但钢结构的结构、
工期短，综合效益更好一些。对于有些大跨度的单层建筑工程采用轻钢结构却比采用混凝土结构造价更低很多，所以设计人员和投资方在事先确定设计方案时应注意到这一点，充分调查市场行情，总结同类
项目的实施情况是避免损失的一种好办法。
3从未来发展的角度比较
1）由于钢结构的重量轻、抗震性能好、工业化程度高，是一种绿色环保产品，住宅建筑也可以采用钢结构。对国民经济有重大推动作用的住宅钢结构，有利于迅速提升住宅产业化程度，推进我国建筑用钢的技术创新和产业结构调整。
我国发展钢结构市场前景非常广阔，它符合保护环境和土地资源的国策，我国钢铁产品总量居世界第一，为大力发展钢结构提供了物质基础。与西方发达国家的差距，会使我们奋起直追，钢结构的应用将引发一系列设计、施工的革命，相信通过奥运场馆及大型工程项目钢结构的大量应用，能迅速带动我国钢结构房屋的发展。
2）混凝土结构作为一种传统的结构形式依然会在各个领域被广泛使用，不论从耐久性还是从居住者的心理喜好角度来说，混凝土结构都其不可替代的优势。在全球发展低碳经济的新形势下，与混凝土相关的发展方向，正如美国加州理工学院教授Mehta所指出：“在建设新结构物时少用混凝土，在混凝土中减少水泥消耗量，在生产水泥时减少其中的熟料这个发展方向不仅与混凝土材料领域相关，而量。”
且和结构设计、水泥生产两个领域也密切相关。
由于国家工程建设向大型化发展，结构设计用钢量、混凝土用量越来越大，对混凝土强度的要求也越来越高。钢筋的密集给混凝土浇筑过程振捣密实带来极大的困难，造成混凝土的匀质性非常差，而强度发展快、强度级别高的混凝土硬化后形成的内应力（因其自生变形受约束而产生，通常是拉应力）就很高，开裂敏感性也就很大，这必然影响到混凝土的力学性能和耐久性，也必然会影响混凝土结构物的使用寿命。本来在设计钢混结构、混凝土使用性能、
结构时，只需考虑外荷载，而且基本不考虑混凝土内部承受的拉应力，但是实际上混凝土体内的拉应力如果超过其抗拉强度的50％，甚至100％就很容易出现贯穿性的裂缝。
3）从材料角度来讲，钢材的优点是强度高、自重轻、刚度大，其缺点是耐火性和耐腐性较差。钢结构
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建筑与结构设计
ArchitecturalandStructuralDesign
今后主要会研究高强度钢材，力求大幅度提高其屈服点强度；此外还有一些新品种轧制型钢，例如H型钢（又称宽翼缘型钢）和T形钢以及压型钢板等以适应大跨度结构和超高层建筑的需要。在未来的若干年之内我国钢结构高层超高层建筑将会越来越多，但由于钢结构作为单一材料也有他自身无法克服的缺点，因而工程师们设计出了组合结构，并成功的应用于现代建筑中。据统计现在日本的高层和超高层建筑中钢结构建筑体系与钢与混凝土结构组合体系约各占一半（在日本的阪神地震中组合结构建筑体系和钢结。有报导称构建筑体系都表现出了很好的抗震性能）我国已成为世界上使用钢管混凝土结构最多的国家。组合结构体系和钢结构体系在设计、施工及整体受力性能研究方面都会有比较好的前途。
目前，一些轻质高强、耐腐蚀的复合材料（如FRP，俗称玻璃钢）与混凝土组合构件正逐渐成为新的研究热点，其研究成果，国外已经在桥梁工程以及旧有建筑物的加固改造中开始应用并加以推广。
上述这些结构体系有各自的优点比如轻盈美观、可加快施工进度等，但混凝土所具有的良好抗压性能好与耐腐蚀性能，也是不可替代的。综合考虑到几种结构形式的工程适用性与造价，在我国建筑市场“百花齐放、百家争鸣”的局面。的未来几十年将会是
其次，从混凝土自身的研究角度讲，一些新型的混凝土，比如智能混凝土、纤维混凝土、绿色高性能混凝土(GHPC)和超高性能混凝土（UHPC）等也因其较好的性能在研究领域占重要的地位。GHPC是已故工程院院士吴中伟先生曾大力倡导的，"绿色"的含义能源；不破坏环境，更应有利于环境；可为：节约资源、持续发展，保证人类后代能健康、幸福地生存下去。GHPC应具有下列特征：
①更多地节约熟料水泥，减少环境污染；②更多地掺加工业废渣为主的细掺料；③更大地发挥高性能的优势，减少水泥与混凝土用量；扩大GHPC的应用范围。
UHPC（超高性能混凝土）源自上世纪90年代的RPC（活性粉末混凝土），由于RPC申报了专利，欧美近些年来在RPC技术上进一步发展，并越来越多地使用UHPC这个术语。该混凝土技术的核心，就是去
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除传统混凝土里的大颗粒骨料，并以极低的水胶比使混凝土十分密实，孔隙率很小，同时通过掺用钢纤维（单尺度或多尺度混杂）桥接其体内的微小裂缝，且通过纤维与基体的相对滑移吸收，使混凝土呈现类似于金属材料的应变硬化特性，从而使其断裂能也相当金属材料（钢材、铝材）的量级，且抗折（抗弯拉）强度也呈现很大的提高。此种混凝土与预应力的相结合，在美等国已用于公路桥梁等土木工程结构物的新建德、
可用于一些土与旧桥改造。由于UHPC的优异特性，
木工程的上部结构，减小断面尺寸并减轻自重，从而减小下部结构的尺寸，进而减少混凝土用量，并提高混凝土耐久性，延长结构物的使用寿命。
4结语
在科学技术发展日新月异的新时期，不论是钢结构还是混凝土结构，都有可能在技术上出现新的突破，作为建筑，结构形式本身已经不再单纯，绿色建筑、节能建筑、人文建筑，已经不可避免的成为未来建而钢结构和混凝土结构也将会有大量筑发展的主题。
的机会在同一栋建筑中一起出现，取长补短，共同扮演主角，互相配合使用。比如上海金茂大厦（高度420m），内部是八角形的钢筋混凝土核心筒，外部是中间由组合桁架或钢梁钢-混凝土复合巨形柱构成，
连接。局部还有组合宽翼缘钢梁架。而在一些大跨度的厂房或者展览馆，采用混凝土柱作为竖向支撑构件，采用钢结构作为屋盖水平支撑系统的例子也很如何在方案阶段布置好建筑物的结构形式需要设多。
计师从实际出发，结合自己的理论知识和工程经验，多方论证，反复比较，才能做出正确判断，设计出经济、合理的建筑。
【参考文献】
【1】张维斌.多层级高层钢筋混凝土结构设计释疑及工程实例
[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.
【2】轻钢结构设计指南（实例与图集）编辑委员会.轻钢结构设计指南（实例与图集）[K].北京：中国建筑工业出版社，2000.
【收稿日期】2010-04-09
作者简介
马磊（1976～），男，陕西绥德人，工程师，从事结构设计，[email protected]。（电子信箱）
建筑与结构设计
【文章编号】1007-9467（2010）07-0035-04
钢结构与混凝土结构的比较
刘超1，张清2■马磊1，
（1.中联西北工程设计研究院，西安710082；2.中国海诚工程科技股份有限公司，上海200031）
【摘要】钢结构自重小，延性好，但耐火性差，易受外界腐蚀，密闭性差。混凝土结构自重大，刚度大，地震作用下震害比较整体性比较好，不易受外界侵蚀，密闭性好。明显，但抗压性、从材料、设计、项目管理、造价、未来发展等几个不同角度对二者进行了比较与分析，其中既有工程实例也有目前最新的科研成果；并提到由钢构件和混凝土构件共同作用的组合结构也是一种不错的结构体系。
【关键词】钢结构；混凝土结构；组合结构；材料【中图分类号】TU391；TU37
【文献标志码】A
的工作经验对钢结构和混凝土结构从不同的角度作了以下几点分析，希望对读者能有所帮助。
1从设计角度比较
1.1共同点
1)计算的原理
不论混凝土结构还是钢结构都依据“板→梁→柱→基础”这样传力途径进行受力传递。不论二者结构模形有多大的差别，从受力上讲计算原理都是相同的。都需要借助传统的力学与数学公式进行分析。
2)构造与概念设计
一个好的建筑物是由很多因素决定的，而对建筑物起决定性作用的阶段是在设计阶段，而在设计阶段建筑工程师们总会有意无意的把自己的设计理念体现在自己的作品中，设计师水平的高低也往往由他概念设计的深度所决定，哪些地方应该注意，哪些地方可以放宽要求，同样的设计，哪种方案最高效最省钱最省时最合理，这些都是钢结构和混凝土结构所共同需要注意的。
3）抗震措施
钢结构比混凝土结构“柔”一些，但二者均要满足“三水准二阶段”的抗震设计，都应有多道抗震设防体系，避免因部分结构或构件失效而导致整个体系丧失抗震能力或丧失对重力的承载力、同时具备必要的承载力、良好的变形能力和耗能能力。都应综合考虑结构体系的实际刚度与强度，避免因局部削弱或突变而形成薄弱部位，避免产生过大的应力集中或塑性变形集中，对可能出现的薄弱部位及转换层应采取必要的构造措施。1.2不同点
1）材质
35
ComparewithSteelandConcreteStructure
MALei1,LIUChao1,ZHANGQing2
（1.ChinaUnitedNorthWestInstituteforEngineeringDesign&
Research，Xi'an710082,China；2.ChinaHaisumEngineeringCo.,
Ltd.Shanghai200031,China）
【Abstract】Thesteelstructurehaslightweightandgoodductility
characteristic,butpoorresistancetofire,susceptibletoexternalcorrosionandbadsealed.Bycomparison,theconcretestructurehascharacteristicofstiffnessoftheseismicdamageobviously,butthenatureofresistanceandoverallbetter,lesssusceptibletoexternalcorrosion,sealedgood.Fromseveraldifferentanglesofmaterial,design,projectmanagement,costandfuturedevelopment,thetwostructurewerecompared.Therearebothprojectsandalsothelatestexamplesofscientificresearchinthisarticle,anditreferstocomponentsofsteelstructureandconcreteinteraction.Thecompositestructureisalsoagoodarchitecture.
【Key
words】steelstructure；concrete；structure；composite
structure；material
钢结构与混凝土结构在建筑领域已经被广泛的应用于各个角落，不论是设计师还是投资方都会在很多时候面临一个同样的问题，那就是这两种结构到底有哪些不同，在市场经济的激烈竞争下我们究竟应该如何确定待建项目的结构形式，这就要求我们对二者的区别有一个明确的认识。笔者根据自己
建筑与结构设计
ArchitecturalandStructuralDesign
所有的建筑物最终都是通过材料去实现的，而材料的特性又无时无刻不在影响着建筑物的各种性能，这种影响反过来又会制约着设计人员对建筑作品各项功能的要求。
钢结构主要都由钢构件连接而成，自重小，延性好，但同时整体性差，耐火性差，易受外界腐蚀，密闭性差。
混凝土结构由钢筋和混凝土组成，自重大，刚度大，地震作用下震害比较明显，但整体性比较好，不易受外界侵蚀，密闭性好。
材质决定特性，正是因为钢结构和混凝土结构的材料不同从而导致了它们各种性能上的优劣。因此在设计时必须充分意识到这一点，取长补短，充分发挥它们各自的优势，使设计方案既经济又合理。
2）受力分析的模式
钢结构在基础以上部分其主要受力构件均为钢构件，只有一种材料，因而受力传递简单，途径明确，容易建立与实际受力情况相接近的计算模型。
混凝土结构则不同，因为混凝土结构由钢筋和混凝土共同作用而成的，所以其受力传递比较复杂，途径不是很明确，即使人为采用这样或那样的假定建立起计算模型，最终的计算结果与实际情况也还是有一定的差别。
如果说混凝土结构是由钢筋和混凝土共同组成“复合体”，钢结构则是由各种钢构件连接而成“组的
。另外，混凝土结构的超静定次数通常比钢结合体”
构要多一些，构件连接处节点的刚度也比钢结构大。
3）结构体系的组成
普通的混凝土结构大都由“梁、板、柱”组成，由于混凝土材料自重比较大决定了混凝土结构不适用于较大跨度的建筑。
钢结构的结构体系组成部分的形式不象混凝土结构那样单一，它的形式具有多种，有“梁、板、柱”,也有“屋架、柱”，“网架、柱”，“拉索结构”等，由于钢结构自重轻，而且强度大，所以可以广泛地应于各种大跨度结构中，尤其是各种跨度要求比较大的厂房、体育馆、展览馆、食堂等。
4）构造措施
在混凝土结构中为了达到加强结构的目的，通或混凝土的标号以常采用加大配筋面积，截面尺寸、
36
及增加圈梁、构造柱等方式来局部加强构件或楼层的抗力性能。
在钢结构中为了加强构件之间的相互连接性能及整体或局部的稳定性，防止因为局部失移而导致（如柱整个结构体系被破坏。常用的措施有增加支撑间支撑、屋架上弦支撑、屋架下弦支撑），增加加劲肋（如柱脚加劲肋，H型钢梁上下翼缘间设加劲肋，H型钢柱上下翼缘间设加劲肋），设斜面短支撑（如檀条与屋架之间）等，总之由于轻钢结构的杆件比较多而且形式复杂多样，所以在构造上要比混凝土结构要求更为严格，同时构造的手法和措施二者之间也有很大区别。
5）震害的结果
根据大量的资料显示，混凝土结构的震害大多为出现裂缝，混凝土被压碎，钢筋屈服，局部倒塌或破坏，而整栋楼倒塌的情况不多见。
钢结构在地震力作用下由于钢材的延性比较好，构件部分不太会发生脆性破坏，出现扭曲、失稳、变形的情况比较多，而在各构件互相连接部位，合理地选择耗能段是至关重要的。在加强局部稳定的同时，还要注意加强整体的稳定性，即使各个杆件在受力分析的情况下不会失稳，整体仍然有失稳的可能性，所以在抗震验算时对于整体的稳定性一定要格混凝土外注意。这一点是和混凝土结构大为不同的，结构整体性比较好，只要构件不破坏一般不会出现整体失稳的情况。
6）建筑要求
混凝土结构虽然自重大，不能盖得太高，但是整密闭性、防火性都比钢结构好。而钢结构在防体性、
火，防雨、保温、隔热等方面的要求也比混凝土结构显得更为重要，同时钢结构容易被腐蚀，还要定期进行防腐处理，以确保钢材的使用寿命。这些工作将显得有些繁琐。随着超高层的大量出现，对建筑高度极限的挑战又迫使结构工程师们不得不选择钢结构作为主体结构，不论是美国的世贸大厦、香港中银大厦、上海东方明珠、金茂大厦，还是位于阿拉伯联合酋长国迪拜的世界第一高828m的迪拜高塔，都随处可见钢结构的身影。
建筑与结构设计
2从项目管理和造价角度比较
2.1共同点
1）管理的模式
不论混凝土结构还是轻钢结构，对管理者的要求都是相同，各组织之间的协调、各专业之间的协调、对施工过程中可能出现风险因素、安全隐患、质量问题都需要管理者及时发现，预先处理。在质量监督上都要求在施工单位自检的前提下，经监理单位、政府监督管理机构检查验收后方可进行后序工种的施工。
（2）基础部分
基础部分不论是设计还是施工，钢结构与混凝土结构基本相同，都选用混凝土构件做基础。从土方开挖到放线、支模、浇筑混凝土所有工序都是相同的。2.2不同点
（1）施工进度
相同建筑面积的单层或低层工程，当采用钢结构时施工速度会比混凝土结构快的多，这是钢结构在建筑领域被广泛使用的一个重要的原因，在施工速度上，混凝土结构是望尘莫及的，在今天这样一个瞬息万变的时代，快速高效地完成施工会有很大的尽早投产，另经济效益。一方面可以减少投资风险，
一方面也可以减少机械租赁费、人工费以及由于长期施工带来的安全隐患，而且钢结构工地干净便于清理，同时也不会象混凝土工地在浇筑时发生那样大的噪音和尘土。
2）施工工艺
混凝土结构大多需要把材料运进工地现场支模浇筑，在工厂加工预制构件的情况不多，而钢结构基本上都是在生产车间预先加工好各种杆件，然后运输到现场起吊安装，焊接。
3）经济性
对有些多层建筑采用混凝土结构或是采用轻钢二者的平方米造价差别不是很大，但钢结构的结构、
工期短，综合效益更好一些。对于有些大跨度的单层建筑工程采用轻钢结构却比采用混凝土结构造价更低很多，所以设计人员和投资方在事先确定设计方案时应注意到这一点，充分调查市场行情，总结同类
项目的实施情况是避免损失的一种好办法。
3从未来发展的角度比较
1）由于钢结构的重量轻、抗震性能好、工业化程度高，是一种绿色环保产品，住宅建筑也可以采用钢结构。对国民经济有重大推动作用的住宅钢结构，有利于迅速提升住宅产业化程度，推进我国建筑用钢的技术创新和产业结构调整。
我国发展钢结构市场前景非常广阔，它符合保护环境和土地资源的国策，我国钢铁产品总量居世界第一，为大力发展钢结构提供了物质基础。与西方发达国家的差距，会使我们奋起直追，钢结构的应用将引发一系列设计、施工的革命，相信通过奥运场馆及大型工程项目钢结构的大量应用，能迅速带动我国钢结构房屋的发展。
2）混凝土结构作为一种传统的结构形式依然会在各个领域被广泛使用，不论从耐久性还是从居住者的心理喜好角度来说，混凝土结构都其不可替代的优势。在全球发展低碳经济的新形势下，与混凝土相关的发展方向，正如美国加州理工学院教授Mehta所指出：“在建设新结构物时少用混凝土，在混凝土中减少水泥消耗量，在生产水泥时减少其中的熟料这个发展方向不仅与混凝土材料领域相关，而量。”
且和结构设计、水泥生产两个领域也密切相关。
由于国家工程建设向大型化发展，结构设计用钢量、混凝土用量越来越大，对混凝土强度的要求也越来越高。钢筋的密集给混凝土浇筑过程振捣密实带来极大的困难，造成混凝土的匀质性非常差，而强度发展快、强度级别高的混凝土硬化后形成的内应力（因其自生变形受约束而产生，通常是拉应力）就很高，开裂敏感性也就很大，这必然影响到混凝土的力学性能和耐久性，也必然会影响混凝土结构物的使用寿命。本来在设计钢混结构、混凝土使用性能、
结构时，只需考虑外荷载，而且基本不考虑混凝土内部承受的拉应力，但是实际上混凝土体内的拉应力如果超过其抗拉强度的50％，甚至100％就很容易出现贯穿性的裂缝。
3）从材料角度来讲，钢材的优点是强度高、自重轻、刚度大，其缺点是耐火性和耐腐性较差。钢结构
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建筑与结构设计
ArchitecturalandStructuralDesign
今后主要会研究高强度钢材，力求大幅度提高其屈服点强度；此外还有一些新品种轧制型钢，例如H型钢（又称宽翼缘型钢）和T形钢以及压型钢板等以适应大跨度结构和超高层建筑的需要。在未来的若干年之内我国钢结构高层超高层建筑将会越来越多，但由于钢结构作为单一材料也有他自身无法克服的缺点，因而工程师们设计出了组合结构，并成功的应用于现代建筑中。据统计现在日本的高层和超高层建筑中钢结构建筑体系与钢与混凝土结构组合体系约各占一半（在日本的阪神地震中组合结构建筑体系和钢结。有报导称构建筑体系都表现出了很好的抗震性能）我国已成为世界上使用钢管混凝土结构最多的国家。组合结构体系和钢结构体系在设计、施工及整体受力性能研究方面都会有比较好的前途。
目前，一些轻质高强、耐腐蚀的复合材料（如FRP，俗称玻璃钢）与混凝土组合构件正逐渐成为新的研究热点，其研究成果，国外已经在桥梁工程以及旧有建筑物的加固改造中开始应用并加以推广。
上述这些结构体系有各自的优点比如轻盈美观、可加快施工进度等，但混凝土所具有的良好抗压性能好与耐腐蚀性能，也是不可替代的。综合考虑到几种结构形式的工程适用性与造价，在我国建筑市场“百花齐放、百家争鸣”的局面。的未来几十年将会是
其次，从混凝土自身的研究角度讲，一些新型的混凝土，比如智能混凝土、纤维混凝土、绿色高性能混凝土(GHPC)和超高性能混凝土（UHPC）等也因其较好的性能在研究领域占重要的地位。GHPC是已故工程院院士吴中伟先生曾大力倡导的，"绿色"的含义能源；不破坏环境，更应有利于环境；可为：节约资源、持续发展，保证人类后代能健康、幸福地生存下去。GHPC应具有下列特征：
①更多地节约熟料水泥，减少环境污染；②更多地掺加工业废渣为主的细掺料；③更大地发挥高性能的优势，减少水泥与混凝土用量；扩大GHPC的应用范围。
UHPC（超高性能混凝土）源自上世纪90年代的RPC（活性粉末混凝土），由于RPC申报了专利，欧美近些年来在RPC技术上进一步发展，并越来越多地使用UHPC这个术语。该混凝土技术的核心，就是去
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除传统混凝土里的大颗粒骨料，并以极低的水胶比使混凝土十分密实，孔隙率很小，同时通过掺用钢纤维（单尺度或多尺度混杂）桥接其体内的微小裂缝，且通过纤维与基体的相对滑移吸收，使混凝土呈现类似于金属材料的应变硬化特性，从而使其断裂能也相当金属材料（钢材、铝材）的量级，且抗折（抗弯拉）强度也呈现很大的提高。此种混凝土与预应力的相结合，在美等国已用于公路桥梁等土木工程结构物的新建德、
可用于一些土与旧桥改造。由于UHPC的优异特性，
木工程的上部结构，减小断面尺寸并减轻自重，从而减小下部结构的尺寸，进而减少混凝土用量，并提高混凝土耐久性，延长结构物的使用寿命。
4结语
在科学技术发展日新月异的新时期，不论是钢结构还是混凝土结构，都有可能在技术上出现新的突破，作为建筑，结构形式本身已经不再单纯，绿色建筑、节能建筑、人文建筑，已经不可避免的成为未来建而钢结构和混凝土结构也将会有大量筑发展的主题。
的机会在同一栋建筑中一起出现，取长补短，共同扮演主角，互相配合使用。比如上海金茂大厦（高度420m），内部是八角形的钢筋混凝土核心筒，外部是中间由组合桁架或钢梁钢-混凝土复合巨形柱构成，
连接。局部还有组合宽翼缘钢梁架。而在一些大跨度的厂房或者展览馆，采用混凝土柱作为竖向支撑构件，采用钢结构作为屋盖水平支撑系统的例子也很如何在方案阶段布置好建筑物的结构形式需要设多。
计师从实际出发，结合自己的理论知识和工程经验，多方论证，反复比较，才能做出正确判断，设计出经济、合理的建筑。
【参考文献】
【1】张维斌.多层级高层钢筋混凝土结构设计释疑及工程实例
[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.
【2】轻钢结构设计指南（实例与图集）编辑委员会.轻钢结构设计指南（实例与图集）[K].北京：中国建筑工业出版社，2000.
【收稿日期】2010-04-09
作者简介
马磊（1976～），男，陕西绥德人，工程师，从事结构设计，[email protected]。（电子信箱）