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钢结构塑造中国建筑和谐发展新篇章
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//www.lgmi.com 发表日期：2013/12/11 16:18:12
兰格钢铁 |
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----访中国建筑钢结构专家、国家一级注册结构工程师秦伟院长
随着中国共产党十八届三中全会的结束，国务院总理李克强强调中国必须走新型工业化之路，更加注重资源节约和环境保护，努力实现转型发展、绿色发展。中国建筑业首当其冲成为产业转型升级的关键领域，而钢结构因为具有“低碳环保”这一巨大特性越来越受到业内专家的一致认同，钢结构正在中国建筑领域奏响新的篇章，今天我们有幸请到中国建筑钢结构专家、国家一级注册结构工程师、山东建筑大学建筑规划设计研究院六院院长秦伟先生，针对钢结构建筑相比其他建筑的优势，中国钢结构未来的发展方向如何?秦伟院长谈了他的看法。
钢结构建筑的特点和优势
钢结构建筑的优势有很多，譬如，自重轻、抗震性能好、结构安全可靠、生命周期长、材料可回收利用。根据有关机构对台湾9·21地震建筑物破坏情况的统计：钢筋混凝土结构为52.5%、砖混结构为24.1%、钢结构仅0.6%;日本神户市政厅在经历了阪神地震后基本完好，而与其相邻的一幢8层钢筋混凝土建筑却遭到严重的破坏，其中一层被压扁了，上部3层整体坍塌。遭到同样的外力破坏，而结果不同的原因就是建筑的结构不同。两组数据已经清晰地显示，钢结构建筑较其他结构的建筑在抗震方面有着显著的优势，这主要源于钢结构建筑自身的延性好，即使在突然遇到外力的情况下也不会断裂。
钢结构建筑的产业化程度高，所有构件都可以工厂化预制生产，在现场进行标准化安装，能够提高施工效率、缩短工期，钢结构建筑比一般钢混建筑能缩短1/2~2/3的时间;能够实现建筑精度由“厘米”到“毫米”的转变，避免因现场施工的不可控造成质量缺陷，显著提高了建筑质量；此外，钢结构的构件截面和墙体厚度远远小于钢筋混凝土建筑，因此，在同等面积的情况下，钢结构建筑的使用面积较钢筋混凝土建筑可增加6%~15%。
建筑施工活动在一定程度上破坏了环境之间的和谐和平衡。近年来，环保一直作为热门话题贯穿于各个行业。在低碳建筑时代，在绿色意识不断强化的今天，建筑形成的每个流程包括建筑材料、建筑施工、建筑使用等过程，都应减少化石能源使用，提高能效，不断降低二氧化碳排放量，这已逐渐成为建筑业的主流趋势。作为绿色建筑的钢结构，能够减少施工现场的湿作业，避免对环境的破坏，其施工过程更加绿色环保。
钢结构建筑拆除后，60%~70%的材料可以循环使用，无疑节约了资源、减少了建筑垃圾，符合循环经济的要求。从另一个角度来说，建造钢结构建筑的钢材等于为国家储备了大量的钢铁资源，这对国家的战略安全是非常重要的。有资料显示，美国62%的钢产品主要原料使用的是回收钢废料;100%的建筑梁、柱和桥梁用钢板都是使用再生钢;46%的钢材被重复使用，生产钢铁使用的铁矿石不足总量的50%。
国家大力提倡构建和谐社会，发展节能省地型住宅，推广住宅产业化，特别是在一些大中型城市，更需要解决寸土寸金的实际情况及满足人们对生活空间、生存环境等提出的更高要求，人们在追求舒适性的同时越来越注重建筑的美观性及布局的独特性；另外，低碳经济已成为全球经济发展的新潮流，此趋势在我国也同样受到高度重视。利用钢结构，通过灵活设计来实现异形建筑则成为建筑中最好的选择,钢结构的外围墙体多采用如节能砖、防火涂料等环保材料，这大大降低了钢铁污染所带来的高风险，符合国家绿色环保、节能减排的政策；同时，多用于超高层及超大跨度建筑中的钢结构，符合可持续发展的理念，能够缓解人多地少的矛盾，拓展了人们的生存空间，提高了人们的生活质量。
我国钢结构建筑的应用
钢结构的应用在我国有悠久的历史。目前我国钢结构建筑的发展出现了未曾有过的
兴旺景象。主要表现在：
1、高层、超高层建筑由中外合作到国产化的起步。我国著名的高层、超高层建筑大多
是中外合作的产物，如上海金茂大厦、环球金融中心、深圳地王大厦、北京京广中心等。中
外合作设计对于掌握国外先进技术及锻炼培养人才起到了促进和推动作用。
2、轻钢结构建筑的迅猛发展与国外公司的大批涌入。近年来，轻钢建筑以其商品化程
度高、施工速度快、使用效果好、应用面广、造价低等优势获得了迅猛发展。全国每年约有
200万平方米轻钢建筑竣工。在此背景下，国外轻钢结构生产厂商也纷纷在我国设分公司、
制造厂，获得了很大的销售量。
3、空间结构得到了进一步的发展，大量大跨度的建设项目陆续兴建。
我国钢结构建筑虽达到了一定的水准，但在材料、工艺设计手段等方面与发达国家相比
仍存在不少差距，在有些领域尚属空白，如大跨度开合空间结构等。
推动钢结构发展需要重视的几点问题
当前，我国钢结构(含轻钢结构)发展的形势很好，我国钢材年产量已超过6亿吨，可以预言，21世纪将是钢结构快速发展时期，长期以来，由混凝土结构、砌体结构一统天下的格局将被打破，从事钢结构制造、施工企业前景宽阔，建筑设计院也面临着新的机遇和挑战。但是，以下几点仍需各方加以重视。
1、应加大推广钢结构建筑的宣传力度。目前，钢结构行业的竞争非常激烈。这种竞争，不仅来自于各行业，、各企业之间，更重要的还来自于钢结构和钢筋混凝土结构这两种建筑之间的竞争。日本等发达国家，钢结构建筑要占整个建筑的50%以上，而我国只占5%还不到。差距甚远。
2、对于钢结构与混凝土结构的造价问题应有一个全面、综合的认识，不能笼统地认为钢结构造价比混凝土贵，从而排斥于比较方案之外，这一点对广大设计人员尤为重要。事实上一个高层建筑的工程总投资、包括工程造价、动迁费、征地费等方面，工程造价只占工程总投资的50%。而工程造价又包括结构造价、装饰费、设备费等，结构造价只占工程造价的30%左右。而结构造价又分上部结构和基础造价，上部结构造价仅占基础造价的50%~70%。而钢结构只是指工程的上部结构，在工程总投资中仅占10%还不到。因此，高层建筑采用钢结构与采用混凝土结构间的差价所占工程总投资的比例将更小，一般不到工程总投资的4%。再考虑到采用钢结构因其自重轻、基础造价低；因其强度高、建筑有效使用面积大；施工速度快及抗震性能好等诸多优点，那么钢结构的优势是不言而喻的。
3、推广应用住宅钢结构应提到重要位置。建筑钢结构虽然发展很快，但在住宅领域还是空白。全国每年要建数千万平方米的住宅建筑，但采用钢结构的寥寥无几。当然这和我国传统思想、观念以及对钢结构的认识偏差有关。希望各地有关职能部门及广大设计人员应有超前意识，作出响应，对轻钢住宅建筑的发展作出应有贡献。
4、应积极提高各钢结构制造、施工企业、设计院所等技术人员的业务水平。我国在较长的一段时间内，由于钢结构使用很少，各设计院所、建筑企业大多从事单一的混凝土结构工程的设计和施工。目前应大力加强和提高各级技术人员的钢结构业务水平。应充分发挥各高等院校、学术团体等举办钢结构技术讲座、规范培训班等。
5、发展钢结构要在政策上给予支持和倾斜。这种政策性的扶植应包括：在钢结构技术的发展上应将其纳入国家建筑技术发展规划并在科研项目、经费等方面予以重点支持；对于钢结构的住宅建筑，在土地征用、税收等方面予以优惠，以降低建设成本，使其更具市场竞争力；大力推广使用国产钢材以此和钢铁生产企业形成良性循环。
中国钢结构未来发展方向
为实现我国钢结构设计与施工的协调，首先必须把设计搞好，实现钢结构“最轻的结构、最短的工期和最好的延性”这固有的三大核心价值，其中的最短工期就是指设计出来的钢结构，应该是工厂焊接大单元、工地用高强螺栓进行单元一次拼装。钢结构施工的关键是拼工厂焊接质量、工地高强螺栓拼装、精度和工法，而不是我国目前拼现场特厚钢板焊接、特重件吊装，毋庸置疑，未来钢结构的方向是集成化。从发达国家钢结构建筑的发展轨迹，结合我国的实际，不难看出我国钢结构发展前景光明，但会有许多不同于发达国家的特点。比如钢管混凝土结构与其它结构相比，具有承载力高、塑性和抗震性能优越、节省材料和施工简便的特点，用于高层建筑中，这些特点尤为突出，中国在此领域目前已处于领先地位。
轻钢结构除在大跨单层房屋中普遍应用外，今后会在住宅与中小型多层公共建筑中大面
积应用。钢结构住宅建筑体系以其结构部件轻、预制程度高、便于推行设计标准化、定型化、施工机械化、装配件制作工厂化、施工周期短等优势，在建筑用材市场中展示出其广阔的应用及发展前景，成为替代现有小砖住宅的主要体系之一；中小型建筑则量大面广，发展轻钢结构对于资源、能源都非常短缺的我国意义犹为重大。
未来中国国内钢结构还会向以下几个方面快速发展：
1、能源建设还会加快，火力电厂的主厂房和锅炉钢架用钢量会增加(包括核电厂用钢、风力发电用钢等)。
2、交通工程中的桥梁会有所增加，铁路桥梁采用钢结构，近几年来公路桥梁采用钢结构已成为发展趋势。
3、城市建设采用钢结构的量增加，特别是地铁和轻轨工程。
总之，秦院长寄望未来10年中国的绿色建筑越来越多，在建筑的寿命周期内，最大限度地节能、节地、节水、节材，在保护环境的同时做到最少的污染排放，为人们提供健康、适应和高效的使用空间，真正做到与自然和谐共生。 |
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