鋼結構塑造中國建筑和諧發(fā)展新篇章

　　隨著中國共產(chǎn)黨十八屆三中全會的結束，國務院總理李克強強調中國必須走新型工業(yè)化之路，更加注重資源節(jié)約和環(huán)境保護，努力實現(xiàn)轉型發(fā)展、綠色發(fā)展。中國建筑業(yè)首當其沖成為產(chǎn)業(yè)轉型升級的關鍵領域，而鋼結構因為具有“低碳環(huán)?！边@一巨大特性越來越受到業(yè)內專家的一致認同，鋼結構正在中國建筑領域奏響新的篇章，今天我們有幸請到中國建筑鋼結構專家、國家一級注冊結構工程師、山東建筑大學建筑規(guī)劃設計研究院六院院長秦偉先生，針對鋼結構建筑相比其他建筑的優(yōu)勢，中國鋼結構未來的發(fā)展方向如何?秦偉院長談了他的看法。

　　鋼結構建筑的特點和優(yōu)勢

　　鋼結構建筑的優(yōu)勢有很多，譬如，自重輕、抗震性能好、結構安全可靠、生命周期長、材料可回收利用。根據(jù)有關機構對臺灣9·21地震建筑物破壞情況的統(tǒng)計：鋼筋混凝土結構為52.5%、磚混結構為24.1%、鋼結構僅0.6%;日本神戶市政廳在經(jīng)歷了阪神地震后基本完好，而與其相鄰的一幢8層鋼筋混凝土建筑卻遭到嚴重的破壞，其中一層被壓扁了，上部3層整體坍塌。遭到同樣的外力破壞，而結果不同的原因就是建筑的結構不同。兩組數(shù)據(jù)已經(jīng)清晰地顯示，鋼結構建筑較其他結構的建筑在抗震方面有著顯著的優(yōu)勢，這主要源于鋼結構建筑自身的延性好，即使在突然遇到外力的情況下也不會斷裂。

　　鋼結構建筑的產(chǎn)業(yè)化程度高，所有構件都可以工廠化預制生產(chǎn)，在現(xiàn)場進行標準化安裝，能夠提高施工效率、縮短工期，鋼結構建筑比一般鋼混建筑能縮短1/2~2/3的時間;能夠實現(xiàn)建筑精度由“厘米”到“毫米”的轉變，避免因現(xiàn)場施工的不可控造成質量缺陷，顯著提高了建筑質量；此外，鋼結構的構件截面和墻體厚度遠遠小于鋼筋混凝土建筑，因此，在同等面積的情況下，鋼結構建筑的使用面積較鋼筋混凝土建筑可增加6%~15%。

　　建筑施工活動在一定程度上破壞了環(huán)境之間的和諧和平衡。近年來，環(huán)保一直作為熱門話題貫穿于各個行業(yè)。在低碳建筑時代，在綠色意識不斷強化的今天，建筑形成的每個流程包括建筑材料、建筑施工、建筑使用等過程，都應減少化石能源使用，提高能效，不斷降低二氧化碳排放量，這已逐漸成為建筑業(yè)的主流趨勢。作為綠色建筑的鋼結構，能夠減少施工現(xiàn)場的濕作業(yè)，避免對環(huán)境的破壞，其施工過程更加綠色環(huán)保。

　　鋼結構建筑拆除后，60%~70%的材料可以循環(huán)使用，無疑節(jié)約了資源、減少了建筑垃圾，符合循環(huán)經(jīng)濟的要求。從另一個角度來說，建造鋼結構建筑的鋼材等于為國家儲備了大量的鋼鐵資源，這對國家的戰(zhàn)略安全是非常重要的。有資料顯示，美國62%的鋼產(chǎn)品主要原料使用的是回收鋼廢料;100%的建筑梁、柱和橋梁用鋼板都是使用再生鋼;46%的鋼材被重復使用，生產(chǎn)鋼鐵使用的鐵礦石不足總量的50% 。

　　國家大力提倡構建和諧社會，發(fā)展節(jié)能省地型住宅，推廣住宅產(chǎn)業(yè)化，特別是在一些大中型城市，更需要解決寸土寸金的實際情況及滿足人們對生活空間、生存環(huán)境等提出的更高要求，人們在追求舒適性的同時越來越注重建筑的美觀性及布局的獨特性；另外，低碳經(jīng)濟已成為全球經(jīng)濟發(fā)展的新潮流，此趨勢在我國也同樣受到高度重視。利用鋼結構，通過靈活設計來實現(xiàn)異形建筑則成為建筑中最好的選擇,鋼結構的外圍墻體多采用如節(jié)能磚、防火涂料等環(huán)保材料，這大大降低了鋼鐵污染所帶來的高風險，符合國家綠色環(huán)保、節(jié)能減排的政策；同時，多用于超高層及超大跨度建筑中的鋼結構，符合可持續(xù)發(fā)展的理念，能夠緩解人多地少的矛盾，拓展了人們的生存空間，提高了人們的生活質量。

　　我國鋼結構建筑的應用

　　鋼結構的應用在我國有悠久的歷史。目前我國鋼結構建筑的發(fā)展出現(xiàn)了未曾有過的

　　興旺景象。主要表現(xiàn)在：

　　1、高層、超高層建筑由中外合作到國產(chǎn)化的起步。我國著名的高層、超高層建筑大多

　　是中外合作的產(chǎn)物，如上海金茂大廈、環(huán)球金融中心、深圳地王大廈、北京京廣中心等。中

　　外合作設計對于掌握國外先進技術及鍛煉培養(yǎng)人才起到了促進和推動作用。

　　2、輕鋼結構建筑的迅猛發(fā)展與國外公司的大批涌入。近年來，輕鋼建筑以其商品化程

　　度高、施工速度快、使用效果好、應用面廣、造價低等優(yōu)勢獲得了迅猛發(fā)展。全國每年約有

　　200萬平方米輕鋼建筑竣工。在此背景下，國外輕鋼結構生產(chǎn)廠商也紛紛在我國設分公司、

　　制造廠，獲得了很大的銷售量。

　　3、空間結構得到了進一步的發(fā)展，大量大跨度的建設項目陸續(xù)興建。

　　我國鋼結構建筑雖達到了一定的水準，但在材料、工藝設計手段等方面與發(fā)達國家相比

　　仍存在不少差距，在有些領域尚屬空白，如大跨度開合空間結構等。

　　推動鋼結構發(fā)展需要重視的幾點問題

　　當前，我國鋼結構含輕鋼結構發(fā)展的形勢很好，我國鋼材年產(chǎn)量已超過6億噸，可以預言，21世紀將是鋼結構快速發(fā)展時期，長期以來，由混凝土結構、砌體結構一統(tǒng)天下的格局將被打破，從事鋼結構制造、施工企業(yè)前景寬闊，建筑設計院也面臨著新的機遇和挑戰(zhàn)。但是，以下幾點仍需各方加以重視。

　　1、應加大推廣鋼結構建筑的宣傳力度。目前，鋼結構行業(yè)的競爭非常激烈。這種競爭，不僅來自于各行業(yè)，、各企業(yè)之間，更重要的還來自于鋼結構和鋼筋混凝土結構這兩種建筑之間的競爭。日本等發(fā)達國家，鋼結構建筑要占整個建筑的50%以上，而我國只占5%還不到。差距甚遠。

　　2、對于鋼結構與混凝土結構的造價問題應有一個全面、綜合的認識，不能籠統(tǒng)地認為鋼結構造價比混凝土貴，從而排斥于比較方案之外，這一點對廣大設計人員尤為重要。事實上一個高層建筑的工程總投資、包括工程造價、動遷費、征地費等方面，工程造價只占工程總投資的50%。而工程造價又包括結構造價、裝飾費、設備費等，結構造價只占工程造價的30%左右。而結構造價又分上部結構和基礎造價，上部結構造價僅占基礎造價的50%~70%。而鋼結構只是指工程的上部結構，在工程總投資中僅占10%還不到。因此，高層建筑采用鋼結構與采用混凝土結構間的差價所占工程總投資的比例將更小，一般不到工程總投資的4%。再考慮到采用鋼結構因其自重輕、基礎造價低；因其強度高、建筑有效使用面積大；施工速度快及抗震性能好等諸多優(yōu)點，那么鋼結構的優(yōu)勢是不言而喻的。

　　3、推廣應用住宅鋼結構應提到重要位置。建筑鋼結構雖然發(fā)展很快，但在住宅領域還是空白。全國每年要建數(shù)千萬平方米的住宅建筑，但采用鋼結構的寥寥無幾。當然這和我國傳統(tǒng)思想、觀念以及對鋼結構的認識偏差有關。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(fā)展作出應有貢獻。

　　4、應積極提高各鋼結構制造、施工企業(yè)、設計院所等技術人員的業(yè)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(yè)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(yè)務水平。應充分發(fā)揮各高等院校、學術團體等舉辦鋼結構技術講座、規(guī)范培訓班等。

　　5、發(fā)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(fā)展上應將其納入國家建筑技術發(fā)展規(guī)劃并在科研項目、經(jīng)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(yōu)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(chǎn)鋼材以此和鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)形成良性循環(huán)。

　　中國鋼結構未來發(fā)展方向

　　為實現(xiàn)我國鋼結構設計與施工的協(xié)調，首先必須把設計搞好，實現(xiàn)鋼結構“最輕的結構、最短的工期和最好的延性”這固有的三大核心價值，其中的最短工期就是指設計出來的鋼結構，應該是工廠焊接大單元、工地用高強螺栓進行單元一次拼裝。鋼結構施工的關鍵是拼工廠焊接質量、工地高強螺栓拼裝、精度和工法，而不是我國目前拼現(xiàn)場特厚鋼板焊接、特重件吊裝，毋庸置疑，未來鋼結構的方向是集成化。從發(fā)達國家鋼結構建筑的發(fā)展軌跡，結合我國的實際，不難看出我國鋼結構發(fā)展前景光明，但會有許多不同于發(fā)達國家的特點。比如鋼管混凝土結構與其它結構相比，具有承載力高、塑性和抗震性能優(yōu)越、節(jié)省材料和施工簡便的特點，用于高層建筑中，這些特點尤為突出，中國在此領域目前已處于領先地位。

　　輕鋼結構除在大跨單層房屋中普遍應用外，今后會在住宅與中小型多層公共建筑中大面

　　積應用。鋼結構住宅建筑體系以其結構部件輕、預制程度高、便于推行設計標準化、定型化、施工機械化、裝配件制作工廠化、施工周期短等優(yōu)勢，在建筑用材市場中展示出其廣闊的應用及發(fā)展前景，成為替代現(xiàn)有小磚住宅的主要體系之一；中小型建筑則量大面廣，發(fā)展輕鋼結構對于資源、能源都非常短缺的我國意義猶為重大。

　　未來中國國內鋼結構還會向以下幾個方面快速發(fā)展：

　　1、能源建設還會加快，火力電廠的主廠房和鍋爐鋼架用鋼量會增加包括核電廠用鋼、風力發(fā)電用鋼等。

　　2、交通工程中的橋梁會有所增加，鐵路橋梁采用鋼結構，近幾年來公路橋梁采用鋼結構已成為發(fā)展趨勢。

　　3、城市建設采用鋼結構的量增加，特別是地鐵和輕軌工程。

　　總之，秦院長寄望未來10年中國的綠色建筑越來越多，在建筑的壽命周期內，最大限度地節(jié)能、節(jié)地、節(jié)水、節(jié)材，在保護環(huán)境的同時做到最少的污染排放，為人們提供健康、適應和高效的使用空間，真正做到與自然和諧共生。

來源：中國建筑新聞網(wǎng)

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