鋼管結(jié)構(gòu)起初用于海上或近海結(jié)構(gòu)，如海洋平臺(tái)結(jié)構(gòu)。當(dāng)時(shí)人們對(duì)焊接鋼管節(jié)點(diǎn)的性能了解甚少，直到1947年世界上第一個(gè)現(xiàn)代化的海洋平臺(tái)在墨西哥海灣建成后，人們才真正認(rèn)識(shí)到鋼管作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的優(yōu)越性，從而促使人們開始探索鋼管結(jié)構(gòu)的性能。而后，在將近半個(gè)多世紀(jì)里，世界各國涌現(xiàn)出許多造型獨(dú)特、構(gòu)造優(yōu)美、功能卓越的鋼管結(jié)構(gòu)，如德國Stuttgart機(jī)場候機(jī)大廳采用鋼管構(gòu)件鑄鋼節(jié)點(diǎn)的樹形支承結(jié)構(gòu)，具有造型獨(dú)特、簡捷明快的特點(diǎn)；日本大阪的Kansai機(jī)場航站樓屋面結(jié)構(gòu)，采用了圓管截面的曲線三角桁架；英國倫敦布什來恩宮，外露式的圓管截面桁架把立面荷載傳遞到立柱里，管截面內(nèi)注入水用于防火，正好彌補(bǔ)了鋼結(jié)構(gòu)建筑耐火性差的弱點(diǎn)；還有加拿大多倫多Skydome的開合屋蓋、法國戴高樂機(jī)場的高速鐵路火車站等都是著名的鋼管結(jié)構(gòu)建筑。
鋼結(jié)構(gòu)
直縫鋼管的發(fā)展要晚于西歐、北美、日本等國，但在最近十年，鋼管結(jié)構(gòu)在我國也得到了飛速發(fā)展。特別是以鳥巢為代表的奧運(yùn)場館落成，不僅為2008年奧運(yùn)會(huì)樹立一座獨(dú)特的歷史性的標(biāo)志性建筑，而且在世界建筑發(fā)展史上也具有開創(chuàng)性意義，為21世紀(jì)的中國和世界建筑發(fā)展提供歷史見證，該工程首次采用低合金高強(qiáng)鋼Q460，大大節(jié)省了鋼材用量。除此以外，我國先后建成了一些大型的鋼管結(jié)構(gòu)建筑，如國家大劇院、長春體育館、上海體育館、虹口體育館、廣州體育館、首都機(jī)場新航站樓、成都雙流機(jī)場新航站樓、廣州新白云機(jī)場航站樓、沈陽桃仙機(jī)場、濟(jì)南遙墻國際機(jī)場等，其中，國家大劇院大廳立柱首次采用耐火耐候埋弧焊鋼管，鋼管由珠江鋼管公司提供，可在600℃以上的溫度下，不變形不軟化，在室外不作任何防腐操施的情況下，可長期不受腐蝕；長春體育館是我國首次使用大截面方鋼管的國內(nèi)最大跨度的方鋼管網(wǎng)殼工程；廣州新白云國際航站樓屋蓋是國內(nèi)大型的圓管結(jié)構(gòu)建筑，它的指廊和高架連廊則采用了方管結(jié)構(gòu)。這些鋼管結(jié)構(gòu)的建成對(duì)管結(jié)構(gòu)在我國的推廣應(yīng)用起著非常積極的作用。
直縫鋼管鋼結(jié)構(gòu)作為新型的結(jié)構(gòu)形式，近幾年來在世界各國得到了迅速發(fā)展。最近5年，歐洲的鋼管用量增加了25%。來自北美鋼鐵研究所的統(tǒng)計(jì)數(shù)字證實(shí)，隨著美國鋼鐵工業(yè)以底層商業(yè)建筑市場為開發(fā)目標(biāo)，鋼管結(jié)構(gòu)的需求也呈上升之勢(shì)，1999年的交貨量為225萬t，有替代露天結(jié)構(gòu)材料的趨勢(shì)。據(jù)美國LTV鋼鐵公司估計(jì)，在最近5年，美國結(jié)構(gòu)管材的消耗量每年以5%～10%的速度增長。日本是一個(gè)多地震國家，建筑業(yè)采用H型鋼結(jié)構(gòu)比較多，但最近幾年也在大力開發(fā)和應(yīng)用
直縫鋼管鋼結(jié)構(gòu)，且規(guī)格大型化，斷面復(fù)雜化，現(xiàn)已生產(chǎn)邊長為700mm，壁厚16～32mm的大型鋼管結(jié)構(gòu)，用于建筑結(jié)構(gòu)柱。
近年來，隨著我國鋼鐵產(chǎn)量的不斷增長，鋼結(jié)構(gòu)以其自身的優(yōu)勢(shì)，在建筑中所占的比例越來越大，鋼管結(jié)構(gòu)也取得較大的突破。鋼管結(jié)構(gòu)中的管桁架結(jié)構(gòu)以它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)受到人們的青睞。管桁架整體性能好，扭轉(zhuǎn)剛度大且外表美觀，制作、安裝、翻身、起吊都比較容易；制作的鋼管屋架，具有結(jié)構(gòu)輕、剛度好、節(jié)省鋼材，并能充分發(fā)揮材料強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，尤其是在由長細(xì)比控制的壓桿及支撐系統(tǒng)中采用更為經(jīng)濟(jì)。目前采用這種結(jié)構(gòu)的建筑物基本屬于公共建筑，我國現(xiàn)已采用這種結(jié)構(gòu)的建筑物有10多個(gè)，其跨度為50～90m。該結(jié)構(gòu)具有造型美觀（可建成平板形、圓拱形、任意曲線形）、制作安裝方便、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、屋蓋剛度大、經(jīng)濟(jì)效果好等特點(diǎn)。與網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相比，管桁架結(jié)構(gòu)省去下弦縱向桿件和網(wǎng)架的球節(jié)點(diǎn)，可滿足各種不同建筑形式的要求，尤其是構(gòu)筑圓拱和任意曲線形狀比網(wǎng)架結(jié)構(gòu)更有優(yōu)勢(shì)。從網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)可以看出，當(dāng)其邊長比大于1.5時(shí)，其受力特點(diǎn)從雙向變?yōu)閱蜗蚴芰�，因此�?duì)于大多數(shù)矩形平面建筑來說，主要是單向受力結(jié)構(gòu)。鋼管桁架結(jié)構(gòu)類似于平面鋼桁架，屬于單向受力結(jié)構(gòu)，但桁架的上弦由于增大寬度后，使原平面桁架起控制作用的上弦桿件的穩(wěn)定性得到了提高，其各向穩(wěn)定性相同，節(jié)省材料用量。鋼管桁架結(jié)構(gòu)是在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，與網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相比具有其獨(dú)特的優(yōu)越性和實(shí)用性，結(jié)構(gòu)用鋼量也較經(jīng)濟(jì)。目前這種結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用在一些大型公共建筑中，在工業(yè)廠房柱及屋架、輕鋼結(jié)構(gòu)和住宅鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用潛力也很大。
我國鋼結(jié)構(gòu)直縫鋼管的發(fā)展要晚于西歐、北美、日本等國，但在最近十年，鋼管結(jié)構(gòu)在我國也得到了飛速發(fā)展。特別是以鳥巢為代表的奧運(yùn)場館落成，不僅為2008年奧運(yùn)會(huì)樹立一座獨(dú)特的歷史性的標(biāo)志性建筑，而且在世界建筑發(fā)展史上也具有開創(chuàng)性意義，為21世紀(jì)的中國和世界建筑發(fā)展提供歷史見證，該工程首次采用低合金高強(qiáng)鋼Q460，大大節(jié)省了鋼材用量。除此以外，我國先后建成了一些大型的鋼管結(jié)構(gòu)建筑，如國家大劇院、長春體育館、上海體育館、虹口體育館、廣州體育館、首都機(jī)場新航站樓、成都雙流機(jī)場新航站樓、廣州新白云機(jī)場航站樓、沈陽桃仙機(jī)場、濟(jì)南遙墻國際機(jī)場等，其中，國家大劇院大廳立柱首次采用耐火耐候埋弧焊鋼管，鋼管由珠江鋼管公司提供，可在600℃以上的溫度下，不變形不軟化，在室外不作任何防腐操施的情況下，可長期不受腐蝕；長春體育館是我國首次使用大截面方鋼管的國內(nèi)最大跨度的方鋼管網(wǎng)殼工程；廣州新白云國際航站樓屋蓋（表2）是國內(nèi)大型的圓管結(jié)構(gòu)建筑，它的指廊和高架連廊則采用了方管結(jié)構(gòu)。這些鋼管結(jié)構(gòu)的建成對(duì)管結(jié)構(gòu)在我國的推廣應(yīng)用起著非常積極的作用。
鋼管結(jié)構(gòu)作為新型的結(jié)構(gòu)形式，近幾年來在世界各國得到了迅速發(fā)展。最近5年，歐洲的鋼管用量增加了25%。來自北美鋼鐵研究所的統(tǒng)計(jì)數(shù)字證實(shí)，隨著美國鋼鐵工業(yè)以底層商業(yè)建筑市場為開發(fā)目標(biāo)，鋼管結(jié)構(gòu)的需求也呈上升之勢(shì)，1999年的交貨量為225萬t，有替代露天結(jié)構(gòu)材料的趨勢(shì)。據(jù)美國LTV鋼鐵公司估計(jì)，在最近5年，美國結(jié)構(gòu)管材的消耗量每年以5%～10%的速度增長。日本是一個(gè)多地震國家，建筑業(yè)采用H型鋼結(jié)構(gòu)比較多，但最近幾年也在大力開發(fā)和應(yīng)用鋼管結(jié)構(gòu)，且規(guī)格大型化，斷面復(fù)雜化，現(xiàn)已生產(chǎn)邊長為700mm，壁厚16～32mm的大型鋼管結(jié)構(gòu)，用于建筑結(jié)構(gòu)柱。
近年來，隨著我國鋼鐵產(chǎn)量的不斷增長，鋼結(jié)構(gòu)以其自身的優(yōu)勢(shì)，在建筑中所占的比例越來越大，鋼管結(jié)構(gòu)也取得較大的突破。鋼管結(jié)構(gòu)中的管桁架結(jié)構(gòu)以它獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)受到人們的青睞。管桁架整體性能好，扭轉(zhuǎn)剛度大且外表美觀，制作、安裝、翻身、起吊都比較容易；制作的鋼管屋架，具有結(jié)構(gòu)輕、剛度好、節(jié)省鋼材，并能充分發(fā)揮材料強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，尤其是在由長細(xì)比控制的壓桿及支撐系統(tǒng)中采用更為經(jīng)濟(jì)。目前采用這種結(jié)構(gòu)的建筑物基本屬于公共建筑，我國現(xiàn)已采用這種結(jié)構(gòu)的建筑物有10多個(gè)，其跨度為50～90m。該結(jié)構(gòu)具有造型美觀（可建成平板形、圓拱形、任意曲線形）、制作安裝方便、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好、屋蓋剛度大、經(jīng)濟(jì)效果好等特點(diǎn)。與網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相比，管桁架結(jié)構(gòu)省去下弦縱向桿件和網(wǎng)架的球節(jié)點(diǎn)，可滿足各種不同建筑形式的要求，尤其是構(gòu)筑圓拱和任意曲線形狀比網(wǎng)架結(jié)構(gòu)更有優(yōu)勢(shì)。從網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的受力特點(diǎn)可以看出，當(dāng)其邊長比大于1.5時(shí)，其受力特點(diǎn)從雙向變?yōu)閱蜗蚴芰Γ虼藢?duì)于大多數(shù)矩形平面建筑來說，主要是單向受力結(jié)構(gòu)。鋼管桁架結(jié)構(gòu)類似于平面鋼桁架，屬于單向受力結(jié)構(gòu)，但桁架的上弦由于增大寬度后，使原平面桁架起控制作用的上弦桿件的穩(wěn)定性得到了提高，其各向穩(wěn)定性相同，節(jié)省材料用量。鋼管桁架結(jié)構(gòu)是在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，與網(wǎng)架結(jié)構(gòu)相比具有其獨(dú)特的優(yōu)越性和實(shí)用性，結(jié)構(gòu)用鋼量也較經(jīng)濟(jì)。目前這種結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用在一些大型公共建筑中，在工業(yè)廠房柱及屋架、輕鋼結(jié)構(gòu)和住宅鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用潛力也很大。
