鋼結構調查報告

時間：2021-02-23 12:23:47 調查報告我要投稿

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　　鋼結構調查報告【1】

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　　鋼結構調查報告

　　摘要: 由鋼板、熱軋型鋼或冷加工成型的薄壁型鋼以及鋼索為主材建造的工程結構，如房屋、橋梁等，稱為鋼結構。由于鋼結構自身具有強度高、自重輕、抗震性能好等優點被廣泛的應用于高層建筑、體育場館、機場航站樓、鋼制活動房等各類建筑中。作為一個相對新型的行業，本文主要對合肥市鋼結構的發展和運用情況進行系統的調查研究，目前，合肥工業建筑、公共建筑、抗災援建以及市政建設項目已廣泛使用鋼結構，但與先進地區相比較，鋼結構在合肥市城市規劃運用中仍存在阻力，鋼材漲價，市場無序競爭，極大地阻礙了鋼結構在合肥的發展與運用。

　　關鍵詞：鋼結構;合肥;發展;應用.

　　一.鋼結構特點

　　1 塑性韌性好，且材質均勻。

　　與磚石和混凝土相比，鋼材屬單一材料，由于生產過程質量控制嚴格，因此組織構造比較均勻，且接近各向同性，鋼材的彈性模量很高，在正常使用情況下具有良好的延性，可簡化為理想彈塑性體，最符合一般工程力學的基本假定，計算結果比較可靠。由于重量輕和韌性好，鋼結構的抗震性能也好于其他結構。

　　2 鋼結構制作簡便、施工速度快、周期短。

　　鋼結構構件，可以實行工廠化生產，現場安裝。由于現場作業量小，對周圍環境污染少，同時，施工機械化程度高，加快了施工速度。根據統計，同樣面積建筑物，鋼結構比砼結構工期，可縮短三分之一，而且可節省支模材料。

　　3 良好的加工性能和焊接性能。

　　鋼材具有良好的冷熱加工性能和焊接性能，便于在專業化的金屬結構廠大批量生產出精度較高的構件，然后運至現場，進行工地拼接和吊裝，既可保證質量，又可縮短施工周期。

　　4 鋼結構材料自重輕、抗震性能好。

　　相同建筑面積的建筑樓層，鋼結構自重輕，根據比較，六層輕鋼結構住宅的重量，僅相當于四層磚混結構住宅的重量。由于鋼材屬于金屬晶體具有各向同性的性質，有很高的抗拉、抗壓和抗剪強度，更重要的是鋼材具有良好的延性。在地震的作用下，鋼結構因其延性，不僅能減弱地震反應，而且屬于較理想的彈塑性結構，且有抵抗強烈地震的變形能力。 5 密封性好。

　　采用焊接連接的鋼板結構，具有較好的水密性和氣密性，可用來制作壓力容器、管道，甚至載人太空結構。

　　6 耐腐蝕性差。

　　鋼材耐銹蝕的性能較差，因此必須對鋼結構采取防護措施，使它的維護費用較磚石和鋼筋混凝土結構為高。不過在沒有侵蝕性介質的一般廠房中，鋼構件經過徹底除銹并涂上合格的油漆后，銹蝕問題并不嚴重。對處于濕度大，有侵蝕性介質環境中的結構，可采用耐候鋼

　　或不銹鋼提高其抗銹蝕性能。

　　7鋼材耐熱但不耐火。

　　鋼材長期經受100℃輻射熱時，性能變化不大，具有一定的耐熱性能。但當溫度超過200℃時，會出現蘭脆現象，當溫度達600℃時，鋼材進入熱塑性狀態，將喪失承載能力。因此在有防火要求的建筑中采用鋼結構時，必須采用耐火材料加以保護。

　　2.鋼結構的發展

　　我國建筑業發展的總目標是：提高建筑業的整體素質、生產工業與技術裝備水平，達到在國際建筑市場中具有較強的競爭能力，并充分發揮建筑業在帶動國民經濟增長和結構調整中的先導產業作用，到2010年使建筑業成為名副其實的國民經濟支柱產業。建筑業要帶動相關產業發展，加快發展鋼結構工程是一個很重要的方面。

　　高層建筑鋼結構近年來雨后春筍般的拔地而起，發展很迅速。大跨度空間鋼結構最先讓人們了解的是網架工程，其發展的速度較快，計算也比較成熟，國內有許多專用網架計算和繪圖程序，是其迅速發展的重要原因。網殼在我國已在應用，已建成的網殼工程以球面和柱面較多，還有雙曲拋物面、雙曲扁殼等形式。它比網架又有許多優點，特別是在超大跨度時。懸索及斜拉結構、膜和索膜結構在國內應用也較多，主要用于體育館、車站等大空間公共建筑中。其他大跨度空間鋼結構還包括立體桁架、預應力拱結構、弓式結構、懸吊結構、網格結構、索桿雜交結構、索穹頂結構等在全國各地均有實例。

　　輕鋼結構是近十年來發展最快的領域，在美國采用輕型鋼結構占非住宅建筑投資的50%以上。這種結構工業化、商品化程度高，施工快，綜合效益高，市場需求量很大，已引起結構設計人員認識。輕鋼住宅的研究開發已在各地試點，是輕鋼發展的一個重要方向，目前已經有多種的低層、多層和高層的設計方案和實例。因其可做到大跨度、大空間，分隔使用靈活，而且施工速度快、抗震有利的特點，必將對我國傳統的住宅結構模式產生較大沖擊。

　　隨著社會分工的不斷細化，鋼結構設計也必將走向專業化發展的道路。專業鋼結構設計也可彌補由于不熟悉鋼結構形式而無法優化結構設計方案的問題。我們相信，只要加強領導，合理規劃，積極組織，政府、行業、企業共同努力，產、學、研緊密結合協作，鋼結構產業更加興旺發展的新局面就在眼前。

　　3.鋼結構在合肥市的應用

　　由于國情，我國目前建筑用鋼量只達到22%，鋼結構建筑占整個建筑的1%不到，而世界各國建筑業都是鋼材的主要用戶之一，以工業發達國家為例，其中美國、日本等發達國家，鋼結構建筑占整個建筑的50%。隨著我國經濟的發展，鋼結構建筑的發展非常迅速;合肥市緊跟中國時代發展需求，漸漸將鋼結構應用于住宅樓、寫字樓等;就近幾年來看，鋼結構在合肥的發展還是相當不錯的：合肥三大國家級開發區內新招商引資的項目上應用最廣，據市工商聯發布合肥市鋼結構產業調查報告，合肥市鋼結構企業已超過50家，年產值已達百

　　億，但92%的企業還停留在經營輕型鋼結構的初級階段，資質水平還普遍較低，發展仍需添薪。

　　3.1合肥市鋼結構應用主要有下列幾個形式：

　　(1)工業廠房

　　吊車起重量較大或者其工作較繁重的車間的主要承重骨架多采用鋼結構，結溝形式多為由鋼屋架和階形柱組成的門市鋼架或排架，也有采用網架做屋蓋的結構形式，隨著壓型鋼板等輕型屋面材料的采用，輕鋼結構工業廠房得到了迅速發展。其結構形式主要為實腹式變截面門式鋼架。如：合肥彩虹公司屋架、合肥第二發電廠等

　　(2)可拆卸的結構

　　鋼結構不僅質量輕，還可以用螺栓或其他便于拆裝的手段來連接，因此非常適用于需要搬遷的結構。合肥市絕大多數工程活動房便是鋼結構的。

　　(3)受動力荷載影響的結構

　　由于鋼材具有良好的韌性，設有較大鍛錘或產生動力作用的其他設備的廠房，即使屋架跨度不大，也往往由鋼制成。對于抗震能力要求高的結構，采用鋼結構也是比較適宜的。如合肥奧林匹克中心的大懸臂鋼網架，合肥火車站站臺樓的鋼架雨棚，都具有較高的抗風、抗震能力。

　　(4)容器和其他結構

　　冶金、是由、化工企業中大量采用鋼板做成的容器結構，包括油罐、高爐、熱風爐等此外，經常使用的還有管道支架、鍋爐支架等其他鋼構筑物，海上采油平臺也大都采用鋼結構。

　　(5)組合結構

　　鋼構件和板件受壓時必須滿足穩定性要求，往往不能充分發揮它的強度高的作用，而混凝土則最適宜于受壓不適于受拉，將鋼材和混凝土并用，使兩種材料都發揮它的長處，是一種和合理的結構。主要構件形式有鋼與混凝土組合梁和鋼管混凝土柱。如合肥要素大市場、合肥市證大樓等

　　3.2 合肥鋼結構建筑應用舉例

　　(1)合肥濱湖國際會展中心

　　合肥濱湖國際會展中心位于濱湖新區廬州大道與錦繡大道交口西南角，占地58.62公頃，總建筑面積約33.28萬平方米，建設包括展覽中心、會議中心和配套酒店，其中展覽部分建筑面積約23.08萬平方米，投資估算15億元，是我省規模最大、配套最齊全的會展項目。建成后，合肥濱湖國際會展中心將成為國內展覽面積最大及配套設施最齊全的會展中心之一，可滿足國內外各種類型展覽需求;會展中心的6座展廳共有300根“肋骨”，有1根72米長、40噸重的橫梁，總用鋼量達2萬噸。

　　(2)合肥新橋國際機場

　　合肥新橋國際機場是國內4E級樞紐干線機場，位于安徽省合肥市肥西縣高劉鎮，距合肥市中心31.8公里。機場總共分三期建設。一期工程航站樓面積為10.85萬平方米，跑道長3400米，設計年旅客吞吐量為1100萬人次。合肥新橋機場航站樓鋼結構跨度大且復雜，而且部分梁為桁架梁且截面為倒三角形截面。航站樓橫向長約804m，最大寬度約161m，建筑最大高度約30m，結構分為5區段，以3區段中軸線向兩邊呈對稱布置，從3區向兩側的1、5區結構由最大標高為30m 過渡到17m。通過屋面結構連成整體。航站樓屋面完全采用鋼結構形式，弧形梁全部采用鋼架梁。

　　合肥新橋國際機場圖

　　(3)合肥大劇院

　　合肥大劇院位于合肥

　　市政務文化新區科技綠軸

　　西側，西至懷寧路，北臨

　　東流路，南接天鵝湖，建

　　筑面積60000平方米，主

　　要由歌劇廳、音樂廳、多

　　功能廳等部分組成。它的

　　建設具有極高的技術含

　　量，該建筑鋼架外圍的中

　　間隔層就多達11層，其中

　　屋蓋采用加厚巖棉金屬體

　　系，以起到良好的保溫隔熱隔音效果。“大劇院”內部方正，外部則采用了不少弧形結構，

　　加上建成后流線型的頂棚，就像一片“波浪”，和天鵝湖畔的地理環境非常協調。可見，在最近的十幾年里，合肥鋼結構的發展是相當迅速的。

　　4.合肥鋼結構應用發展趨勢

　　4.1 發展問題

　　合肥近幾年鋼結構雖然得到了很好的發展，前景也十分的優越，但不排除合肥鋼結構任然存在著一些問題尤為突出：

　　(1)鋼結構企業資質水平較低，無法參與國家大型工程建設，鋼結構制作小企業多, 多數無資質, 技術水平和管理水平差距。

　　(2)鋼結構工程項目管理不規范，存在著大量的個人掛靠現象。

　　(3)本地鋼結構工程招標壁壘重重，不利于本地鋼結構企業競標。

　　(4)鋼結構工程項目采用最低價中標法，已為行業發展埋下隱患。

　　(5)鋼結構企業盲目上馬，一哄而起，造成產能過剩，浪費大量資源。

　　4.2 發展趨勢

　　(1)加大對本地鋼構企業的政策扶持力度，幫助提升資質水平。

　　借鑒浙江鋼構行業的發展經驗，本地建筑管理部門的政策支持對鋼構企業的發展至關重要，特別是要重點引導、扶持企業做好資質升級、增項工作，幫助企業引進技術人才、整合工程業績。

　　(2)推廣應用住宅鋼結構應提到重要位置

　　建筑鋼結構雖然發展很快，但在住宅領域還是空白。全國每年要建數千萬平方米的住宅建筑，但采用鋼結構的幾乎沒有。當然這和我國傳統思想、觀念以及對鋼結構的認識偏差有關。可喜的是，天津市政府已率先垂范，決定于今年啟動輕型鋼結構建筑，將建設10萬m2的輕鋼住宅，其示范效應將不可低估，希望各地有關職能部門及廣大設計人員應有超前意識，作出響應，對輕鋼住宅建筑的發展作出應有貢獻。

　　(3)積極提高各鋼結構制造、施工企業、設計院所等技術人員的業務水平

　　我國在較長的一段時間內，由于鋼結構使用很少，各設計院所、建筑企業大多從事單一的混凝土結構工程的設計和施工。目前應大力加強和提高各級技術人員的鋼結構業務水平。應充分發揮各高等院校、學術團體等舉辦鋼結構技術講座、規范培訓班等。

　　(4) 發展鋼結構要在政策上給予支持和傾斜

　　這種政策性的扶植應包括：在鋼結構技術的發展上應將其納入國家建筑技術發展規劃并在科研項目、經費等方面予以重點支持;對于鋼結構的住宅建筑，在土地征用、稅收等方面予以優惠，以降低建設成本，使其更具市場競爭力;大力推廣使用國產鋼材以此和鋼鐵生產企業形成良性循環。

　　5.總結

　　鋼結構應用情況調查報告【2】

　　合肥市鋼結構應用情況調查報告摘要：隨著我國城市化進程的加快，如今的高層建筑形態呈現出千奇百怪的特點，鋼結構被廣泛的應用于各類建筑中，并且鋼結構作為我國未來住宅發展的一個趨勢,受到人們越來越多的關注。建筑鋼結構是指用鋼板和熱軋、冷彎或焊接型材通過連接件連接而成的能承受荷載、傳遞荷載的結構形式。作為一個相對新型的行業，自上世紀80年代末開始，鋼結構在建設領域得到廣泛應用。90年代后，隨著經濟的發展鋼鐵工業技術和產能的提升，高層建筑、體育場館、機場航站樓等建筑物逐漸增多，鋼結構進入了快速發展期。鋼結構建筑與傳統的建筑方式相比，具有強度高、自重輕、抗震性能好、施工周期短、工業化程度高、環境污染少等優點。為此本文對國內鋼結構住宅的應用情況進行了系統的調查研究,以期找到制約鋼結構住宅發展的瓶頸,從社會和技術兩個層面為鋼結構住宅的發展應用找到突破口。

　　關鍵詞：鋼結構應用鋼材優勢大跨度

　　1、鋼結構簡述

　　1.1 鋼結構是由型鋼和鋼板通過焊接、螺栓連接或鉚接而制成的工程結構。

　　1.2鋼結構的連接方法

　　焊接連接螺栓連接鉚釘連接

　　1.3鋼結構的特點

　　鋼結構自重較輕、鋼結構工作的可靠性較高、鋼材的抗振(震)性好、鋼結構制造的工業化程度較高、鋼結構可以準確快速地裝配、鋼結構室內空間大、容易做成密封結構、鋼結構易腐蝕、鋼結構耐火性差、鋼結構可回收利用、鋼結構工期較短。

　　2、鋼結構的優點

　　2.1能合理布置功能區間

　　利用鋼材強度高的特點，設計可采用大開間布置，使建筑平面能夠合理分隔，靈活方便，創造開放式住宅。而傳統結構(磚混結構、砼結構)由于材料性質限制了空間布置的自由，以往開間一般常在3.2米、3.4米、3.6米，如果過大，就會造成板厚、梁高、柱大，出現"肥梁胖柱"現象，不但影響美觀，而且自重增大，增加造價，購房者在二次裝飾時，經常由于自行改變墻體位置，增加隱患。

　　2.2自重輕、抗震性能好

　　相同建筑面積的建筑樓層，鋼結構自重輕，根據比較，六層輕鋼結構住宅的重量，僅相當于四層磚混結構住宅的重量。而且鋼材具有延性，能比較好的消耗地震帶來的能量，所以抗震性能好，結構安全度高。

　　2.3施工方便、工期短

　　2.4綜合造價低

　　由于自重輕，基礎費用降低，總體用料減少，直接成本降低，建設工期短，間接費又可減少，所以綜合造價低。

　　2.5符合住宅產業化和可持續發展的要求

　　鋼結構適宜工廠大批量生產，工業化程度高，并且能將節能、防水、隔熱、門窗等先進成品集合于一體，成套應用，將設計、生產、施工一體化，提高住宅產業化的水平。

　　綜上所述，鋼結構是適合創新的住宅結構體系。鋼結構可隨著人們審美觀的不同，使用功能要求的不同，設計各種造型、尺度、空間的新型房型。生產廠家能高精度、高質量、高速度完成，使建筑物達到既美觀又經濟的效果。

　　3、現代鋼結構的應用

　　3.1工業廠房

　　吊車起重量較大或者其工作較繁重的車間的主要承重骨架多采用鋼結構，結溝形式多為由鋼屋架和階形柱組成的門市鋼架或排架，也有采用網架做屋蓋的結構形式，隨著壓型鋼板等輕型屋面材料的采用，輕鋼結構工業廠房得到了迅速發展。其結構形式主要為實腹式變截面門式鋼架。

　　3.2受動力荷載影響的結構

　　由于鋼材具有良好的韌性，設有較大鍛錘或產生動力作用的其他設備的廠房，即使屋架跨度不大，也往往由鋼制成。對于抗震能力要求高的結構，采用鋼結構也是比較適宜的。

　　3.3可拆卸的結構

　　鋼結構不僅質量輕，還可以用螺栓或其他便于拆裝的手段來連接，因此非常適用于需要搬遷的結構。

　　3.4容器和其他結構

　　冶金、是由、化工企業中大量采用鋼板做成的容器結構，包括油罐、高爐、熱風爐等此外，經常使用的`還有管道支架、鍋爐支架等其他鋼構筑物，海上采油平臺也大都采用鋼結構。

　　3.5組合結構

　　鋼構件和板件受壓時必須滿足穩定性要求，往往不能充分發揮它的強度高的作用，而混凝土則最適宜于受壓不適于受拉，將鋼材和混凝土并用，使兩種材料都發揮它的長處，是一種和合理的結構。主要構件形式有鋼與混凝土組合梁和鋼管混凝土柱。

　　4、鋼結構應用舉例

　　1 奧體中心

　　合肥奧林匹克體育中心總用地面積34.7萬m2(521畝)，建筑面積15.3萬m2，總投資約15億元。包括一座能容納60000人的主體育場、一座容納8000人的綜合體育館、一座容納3000人的游泳跳水館、一個三星級的體育賓館及附屬用房、室外網球場、室外足球場及熱身訓練館，商業娛樂設施、五環噴泉廣場等。主體育館的屋蓋是由鋼桁架連接的鋼結構屋蓋，鋼結構應用使得體育館的外型上顯得格外的有活力，展示出了體育帶給人的激情與活力，它是網架屋頂結構，是使用比較普遍的一種大跨度屋頂結構。這種結構整體性強，穩定性好，空間剛度大，防震性能好。網構架高度較小，能利用較小桿形構件拼裝成大跨度的建筑，有

　　效地利用建筑空間。適合工業化生產的大跨度網架結構，外形可分為平板型網架和殼形網架兩類，能適應圓形、方形、多邊形等多種平面形狀。平板型網架多為雙層，殼形網架有單層和雙層之分，并有單曲線、雙曲線等屋頂形式。50年代后期上海同濟大學曾建造了裝配整體式鋼筋混凝土單層聯方網架殼形結構建筑，大廳部分凈跨度為40米，外跨度54米。上海文化廣場的改建設計采用鋼結構球節點平板型網架，1970年建成。1976年建成的美國新奧爾良市體育館，圓形平面直徑達207.3米,是當今世界上最大的鋼網架結構建筑。雖然奧體中心不及這些世界著名的建筑，但是它的誕生也帶動了安徽體育館的鋼結構大跨度屋蓋的使用。

　　2 新橋機場航空樓

　　合肥新橋國際機場是國內4E 級樞紐干線機場,其航站樓橫向長約804m, 縱向最大寬度約161m,建筑最大高度約30m, 分為五個區段, 以3區段中軸線向兩邊呈對稱布置,為多種結構形式組合的新型大跨剛架結構。

　　在本工程中, 1 區與5 區大跨鋼架為本工程中無支撐跨度最大的箱型梁剛架,其吊裝過程是施工的重點也是難點, 經綜合考慮采用鋼結構分段吊裝的施工方案。1、5 區基本對稱,分別由13榀剛架以及3.78m、7.8m 鋼框架結構共同組成結構受力體系。鋼框架結構體系則主要由圓管柱與主次梁組成。

　　機場航站樓的3區鋼結構由11榀鋼架組成鋼架柱體部分為箱型, 梁體部分為桁架結構。鋼架最大外輪廓超過1 0m, 柱距為18m, 最大跨度54m。為解決3 區鋼結構吊裝, 特設置兩臺行走式塔吊。塔吊軌道所相交混凝土梁每間隔9m, 采用鋼管柱進行加固, 上部行走式塔吊及其全部作業荷載通過軌道梁傳遞至鋼管加固位置。此行走式塔吊的設置與加固帶來結構荷載以及荷載傳遞方式的改變, 故需對其相關構件進行施工監控。

　　5、鋼結構的發展

　　高層建筑鋼結構近年來雨后春筍般的拔地而起，發展很迅速。我國80年代建成的11幢高層建筑鋼結構最高為208米，而90年代以來正在建造或設計的高層建筑鋼結構共約32幢，最高的達420米(已建)和460米(設計)。最近在大連興建的高度200米的遠洋大廈鋼結構，設計、制造、安裝和材料全部是由國內承擔和供應的，這說明完全由我國自己來建造超高層鋼結構是可以做到的。

　　大跨度空間鋼結構最先讓人們了解的是網架工程，其發展的速度較快，計算也比較成熟，國內有許多專用網架計算和繪圖程序，是其迅速發展的重要原因。網殼在我國已在應用，已建成的網殼工程以球面和柱面較多，還有雙曲拋物面、雙曲扁殼等形式。它比網架又有許多

　　優點，特別是在超大跨度時。懸索及斜拉結構、膜和索膜結構在國內應用也較多，主要用于體育館、車站等大空間公共建筑中。其他大跨度空間鋼結構還包括立體桁架、預應力拱結構、弓式結構、懸吊結構、網格結構、索桿雜交結構、索穹頂結構等在全國各地均有實例。輕鋼結構是近十年來發展最快的領域，在美國采用輕型鋼結構占非住宅建筑投資的50%以上。這種結構工業化、商品化程度高，施工快，綜合效益高，市場需求量很大，已引起結構設計人員認識。輕鋼住宅的研究開發已在各地試點，是輕鋼發展的一個重要方向，目前已經有多種的低層、多層和高層的設計方案和實例。因其可做到大跨度、大空間，分隔使用靈活，而且施工速度快、抗震有利的特點，必將對我國傳統的住宅結構模式產生較大沖擊。

　　6、鋼結構規范的學習

　　6.1按承載能力極限狀態設計鋼結構時，應考慮荷載效應的基本組合，必要時應考慮荷載效應的偶然組合。

　　按正常使用狀態設計鋼結構時，應考慮荷載的標準組合，對剛與混凝土組合梁，尚應考慮準永久組合。計算結構或構件的強度、穩定性以及連接的強度時，應采用荷載設計值，計算疲勞時，應采用荷載標準值。

　　6.2當鋼結構工程施工質量不符合規范要求時，應按下列規定進行處理：

　　(1)經返工重做或更換構配件的檢驗批，應重新進行驗收。(2)經由自治的檢測單位檢測鑒定能夠達到設計要求的檢驗批，應予以驗收。(3)經返修或加固處理的分項、分部工程，雖然改變外形尺寸但仍能滿足使用要求，可按處理技術方案和協商文件進行驗收。

　　6.3焊縫表面不得有裂紋、韓熘等缺陷。

　　一級、二級焊縫不得有表面氣孔、夾渣、弧坑裂紋、電弧擦傷等缺陷。且一級焊縫不許有咬邊、未焊滿、根部收縮等缺陷。對于需要進行焊前預熱或焊后熱處理的焊縫，其預熱溫度或后熱溫度應符合國家現行，且不應小于100mm,后熱處理應在焊后立即進行，保溫時間應根據板厚按每25mm板厚確定。

　　參考文獻：

　　【1】蔡玉春. 鋼結構住宅產業化的現狀與進展[J]鋼結構, 2005, (01) .

　　【2】孫永振. 輕鋼結構的市場應用前景分析及動力特性研究[D]西安理工大學, 2002 .

　　【3】孫永振. 輕鋼結構的市場應用前景分析及動力特性研究[D]西安理工大學, 2002 .

　　【4】何一民,史萬春. 關于發展新型輕鋼結構建筑的建議[J]鋼結構, 1996, (03) .