鋼(steel)是鐵碳合金,人類采用鋼結(jié)構(gòu)的歷史和煉鐵、煉鋼技術(shù)的發(fā)展是密不可分的。早在公元前2000年左右,在人類古代文明的發(fā)祥地之一的美索不達米亞平原(位于現(xiàn)代伊拉克境內(nèi)的幼發(fā)拉底河和底格里斯河之間)就出現(xiàn)了早期的煉鐵術(shù)。
我國也是較早發(fā)明煉鐵技術(shù)的國家之一,在河南輝縣等地出土的大批戰(zhàn)國時代(公元前475~前221年)的鐵制生產(chǎn)工具說明,早在戰(zhàn)國時期,我國的煉鐵技術(shù)已很盛行了。公元65年(漢明帝時代),已成功地用鍛鐵(wrought iron)為環(huán),相扣成鏈,建成了世界上最早的鐵鏈懸橋——蘭津橋。此后,為了便利交通,跨越深谷,曾陸續(xù)建造了數(shù)十座鐵鏈橋。其中跨度最大的為1705年(清康熙四十四年)建成的四川瀘定大渡河橋,橋?qū)?.8m,跨長100m,由9根橋面鐵鏈和4根橋欄鐵鏈構(gòu)成,兩端系于直徑20cm、長4m的生鐵鑄成的錨樁上。該橋比美洲1801年才建造的跨長23m的鐵索橋早近百年,比號稱世界最早的英格蘭30m跨鑄鐵(cast iron)拱橋也早74年。
除鐵鏈懸橋外,我國古代還建有許多鐵建筑物,如公元694年(周武氏十一年)在洛陽建成的“天樞”,高35m,直徑4m,頂有直徑為11.3m的“騰云承露盤”,底部有直徑約16.7m用來保持天樞穩(wěn)定的“鐵山”,相當(dāng)符合力學(xué)原理。又如公元1061年(宋代)在湖北荊州玉泉寺建成的13層鐵塔,目前依然存在。所有這些都表明,我們中華民族對鐵結(jié)構(gòu)的應(yīng)用,曾經(jīng)居于世界領(lǐng)先地位ぁ考試大。
歐美等國家中最早將鐵做為建筑材料的當(dāng)屬英國,但直到1840年以前,還只采用鑄鐵來建造拱橋。1840年以后,隨著鉚釘(rivets)連接和鍛鐵技術(shù)的發(fā)展,鑄鐵結(jié)構(gòu)逐漸被鍛鐵結(jié)構(gòu)取代,1846-1850年間在英國威爾士修建的布里塔尼亞橋(Brittania Bridge)是這方面的典型代表。該橋共有4跨,跨長分別為70-140-140-70m,每跨均為箱型梁式橋,由鍛鐵型板和角鐵經(jīng)鉚釘連接而成。隨著1855年英國人發(fā)明貝氏轉(zhuǎn)爐煉鋼法和1865年法國人發(fā)明平爐煉鋼法,以及1870年成功軋制出工字鋼之后,形成了工業(yè)化大批量生產(chǎn)鋼材(steel products)的能力,強度高且韌性好的鋼材才開始在建筑領(lǐng)域逐漸取代鍛鐵材料,自1890年以后成為金屬結(jié)構(gòu)的主要材料。20世紀(jì)初焊接(welding)技術(shù)的出現(xiàn),以及1934年高強度螺栓(high-strength bolts)連接的出現(xiàn),極大地促進了鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展。除西歐、北美之外,鋼結(jié)構(gòu)在前蘇聯(lián)和日本等國家也獲得了廣泛的應(yīng)用,逐漸發(fā)展成為全世界所接受的重要結(jié)構(gòu)體系。
由于我國長期處于封建主義統(tǒng)治之下,束縛了生產(chǎn)力的發(fā)展,1840年鴉片戰(zhàn)爭以后,更淪為半封建半殖民地國家,經(jīng)濟凋敝,工業(yè)落后,古代在鐵結(jié)構(gòu)方面的技術(shù)優(yōu)勢早已喪失殆盡。我國在1907年才建成了漢陽鋼鐵廠,年產(chǎn)鋼只有0.85萬噸。日本帝國主義侵略中國期間,曾在東北的鞍山、本溪建設(shè)了幾個鋼鐵企業(yè),瘋狂掠奪我國的寶貴資源。1943年是我國歷史上鋼鐵產(chǎn)量最高的一年,生產(chǎn)生鐵180萬噸,鋼90萬噸,絕大部分是在東北生產(chǎn)的。這些鋼鐵很少用于建設(shè),大部分被日本帝國主義用于反動的侵略戰(zhàn)爭。
新中國成立后,隨著經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展,鋼結(jié)構(gòu)曾起過重要作用,如第一個五年計劃期間,建設(shè)了一大批鋼結(jié)構(gòu)廠房、橋梁。但由于受到鋼產(chǎn)量的制約,在其后的很長一段時間內(nèi),鋼結(jié)構(gòu)被限制使用在其他結(jié)構(gòu)不能代替的重大工程項目中,在一定程度上,影響了鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展。ぁ考試大
自1978年我國實行改革開放政策以來,經(jīng)濟建設(shè)獲得了飛速的發(fā)展,鋼產(chǎn)量逐年增加。自1996年超過1億噸以來,一直位列世界鋼產(chǎn)量的首位,2003年更達到創(chuàng)紀(jì)錄的2.2億噸,逐步改變著鋼材供不應(yīng)求的局面。我國的鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)政策,也從“限制使用”改為積極合理地推廣應(yīng)用。近年來,隨著市場經(jīng)濟的不斷完善,鋼結(jié)構(gòu)制作和安裝企業(yè)像雨后春筍般在全國各地涌現(xiàn),外國著名鋼結(jié)構(gòu)廠商也紛紛打入中國市場。在多年工程實踐和科學(xué)研究的基礎(chǔ)之上,我國新的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50017和《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》GB50018也已發(fā)布實施。所有這些,為鋼結(jié)構(gòu)在我國的快速發(fā)展創(chuàng)造了條件。