有人提出问题：大家公认的钢结构优点很多，但为什么高层住宅在中国发展十多年了，所有高层住宅然还是混凝土结构的呢？

    我在此说下我的理解，不足之处。未必准确，抛砖引玉。

    首先我是搞混凝土的，但我仍然认为在没有新材料出现的情况下，钢结构是未来发展方向。

    原因不是钢结构与混凝土结构相比造价方面的劣势。

    我所想到的钢结构是未来发展方向的最大原因，也就是钢结构最大的优势，是它废弃之后，会比较好处理。

    我们想象一下，港珠澳大桥，三峡工程，在200年后，我们的子孙，如何处理这些混凝土。

    说到钢结构的不足，我说几点，未必准确，抛砖引玉。

    1、结构刚度与质量问题

    钢结构一大优势是高强轻质，这在常规建筑上是优点。但是在某些结构上，这可能会成为缺点。

    钢的密度比混凝土大，但为什么说钢材是轻质呢，是因为钢材的强度高，承受相同荷载情况下，钢材需要量少，总体来说质量会比混凝土轻。这是钢结构的一大优点。

    同时由于钢结构用量少，会导致刚度不足的问题。同时在动力问题中，质量小，也未必就是一个好事情。

    高层超高层抗风抗震是个大问题，这里说的抗风抗震不是强度问题，而是刚度问题。

    也就说，大风地震情况下，不怕楼会倒，而是怕晃动太大，确切地说是怕晃动的加速度太大。

    想象一下，一个一直在晃动的大楼，你敢去住不？

    一个没有正常使用功能的建筑，无疑就是个定时炸弹。

    这时候强度优势很难发挥出来，刚度问题虽然可以通过结构手段处理，但是质量太轻，可能会是个致命问题。

    在大跨度桥梁中，尤其是悬索桥，由于钢结构质量太轻，我们甚至要往钢箱里面添加配重，改善其动力特性。

    对应的房屋结构中要采用钢结构与混凝土核心筒配合，来解决刚度问题。

    帝国大厦，双塔，西尔斯大厦确实是钢结构的超高层，但他们都是奔着世界纪录去的，他们解决的关键问题都是钢结构高层抗风，还有他们太贵了，如果用来做住宅。

    另外，动力问题要注意的是，动力问题很复杂，刚度低未必合适，刚度高也未必好，只有合适的范围才是合理的。

    2、防腐问题

    钢结构防腐是个大问题，尤其是沿海地区。下面这张图，是某海湾大桥，1991年通车。

    20年后，钢管已经锈蚀成一片一片的页片样了。

    3、钢结构防火问题

    钢结构通常在450～650℃温度中就会失去承载能力、发生很大的形变、导致钢柱、钢梁弯曲，结果因过大的形变而不能继续使用，一般不加保护的钢结构的耐火极限为15分钟左右。这一时间的长短还与构件吸热的速度有关。

    从施工上说，钢结构可能施工难度高点。

    1、运输问题

    我的观点恰恰相反，运输问题才是钢结构的一大优势。

    混凝土运输真的很便宜吗？那是低强度混凝土。

    C60混凝土以上，对骨料的要求是很高的。

    举例而言，贵州省全省就没有合格的骨料可供配置C60以上的混凝土。

    我们现在有个拱桥项目在贵州，C60混凝土的所有骨料都是从湖北运进来的。你看看这个运输成本。

    所以远距离运输并不是钢结构独有的情况。

    钢结构在工厂预制好构件，到现场拼装，可以节约大量的现场成本，同时控制工程质量。

    相同的一辆卡车，运一吨的钢材和运一吨的砂石，当然运钢材的成本（单位价格成本）低一些。

    同时，把混凝土弄上100米以上的高层的运输成本，恐怕也比钢结构高。

    顺便提一下，钢结构的成本不仅仅是钢材的成本，还包括加工成本，两者大概是1:1的关系，也就是说5000一吨的钢材，加工成构件，总成本会变成10000元一吨。运输成本再贵，和10000元每吨来说，也是个小数字。

    1方混凝土，成本不到500元把，折合成每吨也就是200块钱。两者相差50倍啊，当然考虑到强度差距，这个成本差距会缩小一点。

    2、大跨度恐怕不能说是钢结构独有的优势。钢结构为什么要做成桁架，桁架从整体上讲，就是个掏空的梁。单一钢结构构件，没法做出这么大的梁高，所以用桁架来拼装。但由于压杆稳定的问题，用钢桁架做的跨度是很有限的。桁架的跨度能做100m?200m？同时桁架的面外稳定性也是个大问题。

    3、漏水和隔音的问题，倒不是什么难度问题，那是因为做厂房对这方面没注意或者就没搞好。就那漏水的来说，现浇一层混凝土薄楼面就解决问题了呀。

    最后，结构工程师恐怕更多的是不会钢结构吧，说不屑真是有点自欺欺人了。

    （老实承认，我也不懂钢结构设计）作者 徐腾飞，西南交通大学桥梁工程系，教师