搜索
©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.期合肥工业大学学报(自然科学版)Vol.26No.12003年2月JOURNALOFHEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGYFeb.2003我国钢结构建筑的发展现状及前景摘要:介绍了当前我国钢结构建筑的发展现状,钢结构建筑具有明显的优势,在轻钢结构、大跨钢结构、高层钢结构以及住宅钢结构等方面发展很快,说明我国目前已具备长期发展的基本条件,积极推广钢结构建筑符合国家可持续发展战略的需要,市场前景广阔。文章对目前国内在发展钢结构建筑过程中存在着的一些不容忽视的问题进行了分析。关键词:钢结构建筑;优越性;发展现状;前景PresentsituationandoutlookofsteelconstructionbuildinginChinaXIAOYa2ming(SchoolofCivilEngineering,HefeiUniversityofTechnology,Hefei230009,China)Abstract:ThepresentsituationofsteelconstructionbuildinginChinaisintroduced.Itisthoughtthatthesteelconstructionbuildingpossessesobviousadvantagesandthedevelopmentoflight2steelconstruction,long2spansteelconstruction,high2risesteelconstructionandhousingsteelconstructionisrapidinChina,soChinahasbasicconditionsforthelong2termdevelopmentandtheactivedevelopmentandpopularizationofsteelconstructionbuildingaccordswiththesustainabledevelopmentstrategyofChina,andthemarketprospectisfavorable.Inaddition,someproblemswhichshouldnotbeneglectedinthedevelopmentprocessarediscussed.Keywords:buildingofsteelconstruction;superiority;presentsituation;outlook0引言随着我国的改革开放和经济的不断发展,我国的钢材年产量已连续多年超过1×10t,成为世界上钢产量最多的国家[1,2],钢材产量的增长为发展我国的钢结构建筑事业创造了良好的时机。钢结构建筑具有轻质高强、力学性能良好、抗震性能优越、工业化程度高、施工速度快、外形美观、投资回收快、可再次利用及符合可持续发展政策等一系列的优点,近几年来钢结构建筑在我国出现了非常快的发展势头,应用范围不断地扩大,目前,我国钢结构建筑的发展处在建国以来最好的一个时期。但是,与国外的一些发达国家相比,我国在许多方面还存在着明显的差距,如美国、日本、德国等国家,在工程建设中广泛采用钢结构,钢结构建筑要占整个建筑的40%以上,而目前我国的钢结构建筑所占的比重还不到5%。由©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.此可见,今后我国的钢结构建筑市场有着巨大的发展空间。1发展条件成熟目前,钢结构建筑在我国发展较快不是偶然的,而且这种发展趋势将会持续相当长的一个时期,这是因为我国已经具备了长期发展而形成的基本条件。1.1国家政策的支持1997年国家建设部发布《中国建筑技术政策》(1996～2010年)[3,4],明确提出发展建筑钢材、建筑钢结构和建筑钢结构施工工艺的具体要求,使我国的钢结构产业政策出现了重大转变,由长期以来实行的“节约钢材”已转变为“合理用钢”、“鼓励用钢”的积极的政策,这将进一步促进我国建筑产品结构的调整,使我国多年来由混凝土结构和砌体结构一统天下的局面,发生了向多种材料、多种结构合理使用的变化,开创了钢结构在建筑中应用的新时期。目前,我国建筑钢结构的用钢量仅占钢材总产量的1.5%左右,按照国家制定的我国建筑钢结构产业“十五”计划和2010年发展规划纲要,在“十五”期间建筑钢结构的发展目标,争取达到每年建筑钢结构用钢材占全国钢材总产量的3%,2010年争取每年全国建筑钢结构的用钢量达到钢材总产量的5%左右,即年均钢材的消费量为5×106～6×106t,钢结构行业在最近几年必将获得一次巨大的飞跃。虽然这一比例与发达国家还相差甚远,但是,今后我国的建筑钢结构必将得到前所未有的发展,市场前景广阔。1.2具备了必要的物质基础20世纪80年代以来,我国的钢铁工业持续发展。自1996年起,我国钢材的年产量连续多年超过81×10t,成为世界上钢产量最多的国家,市场供应充足[1,5]。国产的普通碳素钢和低合金钢的主要性能基本能满足钢结构建筑的要求。国内长期空缺的H型钢,现在已在马钢、莱钢和鞍钢等生产[6],最大截面高度为700mm,年产能力达14×105t。随着宝钢、武钢等彩涂钢板生产厂的投产,各类彩板、镀锌薄板等板材有了很大的发展,逐渐掀起了一个发展研究彩板在建筑业中应用的高潮,并随之不断推广应用。50多个主要钢铁企业较均匀地分布在全国各地区,钢材的供应比较便捷,这些为较快地发展我国的建筑钢结构提供了基本的物质基础。1.3具备了必要的技术基础从发展钢结构的技术基础来看,在普通钢结构、薄壁轻钢结构、门式刚架轻型房屋钢结构、压型钢板结构、网架结构、高层民用建筑钢结构、钢结构焊接和高强度螺栓连接、钢与混凝土组合楼盖、钢管混凝土结构及钢骨(型钢)混凝土结构等方面的设计、施工、验收的规范规程及行业标准已发行20余本。有关的钢结构规范规程还在不断地修订、更新和完善,为建筑钢结构体系的应用奠定了必要的技术基础,为设计、制作、安装提供了依据。各种高层钢结构、轻型钢结构、空间网格结构等国内、国外的专用设计分析软件陆续投入市场,如STS、3D3S、MSTCAD、STAADIII及ANSYS等,可以满足当前各类钢结构的设计和分析的需要。国内的一些科学研究院所、相关高等院校及钢结构企业等单位,在钢结构技术的开发和应用中进行了卓有成效的科研工作,取得了一大批研究成果,为我国的建筑钢结构的发展提供了必要的技术基础。1.4具备了必要的经济基础目前,国内的门式刚架轻型钢结构建筑和压型钢板拱壳结构建筑的单位面积造价,已能与同类的单层钢筋混凝土结构建筑和砌体结构建筑大体持平,有些甚至更低,而且这类轻型钢结构建筑具有商品化程度较高、制作和安装速度快、施工工期短、投资回收快、外形美观等许多优点,因此,门式刚架轻型钢结构建筑和压型钢板拱壳结构建筑具有明显的优势和非常强的竞争能力。随着我国的钢材产量和质量持续提高,其价格正逐步下降,钢结构的造价也相应有较大幅度的降低,为我国的建筑钢结构的发展提供了必要的经济基础。©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.发展速度较快由于我国已经具备了长期发展钢结构建筑而形成的基本条件,近几年我国的钢结构建筑出现了非常好的势头,其发展速度之快从以下几个方面表现出来。2.1轻钢结构当前发展最快目前全国已建成门式刚架结构的建筑面积达600万m2,每年的增长量[7～9]约为70万m2。1997年在芜湖建成的整体连片门式刚架厂房建筑面积达7.6万m2,1998年在北京西郊机场建成的72m跨的门式刚架机库是目前国内跨度最大的一个。已建成的压型钢板拱壳结构的建筑面积[10,11]达200万m2,每年的增长量约为60万m2。门式刚架、压型钢板拱壳等结构是我国轻钢结构的主体,目前国内的轻钢结构建筑每年的总增长量约为200万m2。2.2大跨度钢结构应用广泛近年来我国的大跨度钢结构在体育馆、会展中心、展览馆、车站及候机楼等大空间公共建筑中应用广泛[12,13],有较大的发展。目前全国已建成的各类网架、网壳结构约10000余幢,其中网壳结构占4%左右,约为400余幢,总建筑面积约1200万m2,年增长建筑面积为80～100万m2。在云南玉溪建成的连片网架厂房建筑面积达12万m2,1999年新建成的厦门机场太古机库的网架为(155+157)m×70m,是目前国内跨度最大的单体网架建筑,1998年建成的长春体育馆,平面为120m×166m枣形,是我国目前跨度和覆盖建筑面积最大的网壳结构。其它大跨度空间钢结构还包括悬索及斜拉结构、膜和索膜结构、预应力拱结构、立体桁架及索穹顶结构等,在国内应用也较多。2.3高层钢结构建筑近年来发展迅速20世纪80年代,我国建成的12幢高层钢结构建筑,其中最高的是京广中心为57层,高208m。自1990年以来,我国已建成和正在设计的高层钢结构建筑(含钢2混凝土组合结构)增至50多幢。1998年建成的上海金茂大厦为88层、高420m,是目前国内最高的建筑,世界高度第三。正在建造的上海环球金融中心为94层、高466m,将于2005年建成。但这些超高层的钢结构建筑多数都是国外设计的[14,15]。近年建成的高达200m的大连远洋大厦高层钢结构建筑[16],其设计、制作、安装和材料已全部由国内承担和供应,说明我国完全有能力自己来建造超高层的钢结构建筑。2.4住宅钢结构正在起步国家为加快住宅产业现代化的步伐,采取了一系列的措施,不但明确提出要积极合理地扩大钢结构在建筑中的应用,同时,还明确规定了被淘汰建材品种及淘汰的时间表:即从2000年起3年里在住宅建筑中逐渐禁止使用实心粘土砖,代之以其它的建筑材料。钢结构住宅建筑体系以其外形美观、室内空间大、结构部件轻、抗震性能好、工业化程度高、施工周期短及占用面积小等一系列优势,在建筑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[17～22]。目前,北京、上海、天津、山东等省市已开始进行钢结构住宅的试点工程,其中,北京金宸公寓已被列为建设部住宅钢结构体系示范工程。我国住宅钢结构的研究和开发进入了实施阶段。3发展中存在的问题3.1钢结构企业规模小,技术水平差距大近年来,随着国内的钢结构市场的不断扩大,各地新建和转产的钢结构制作安装企业迅速增多。包括普钢、轻钢、网架及拱壳在内的各类钢结构企业,至今已发展到约700余家。如徐州一地就有各种网架厂70多家,既有国内知名的大型企业,也有不少个人承包的私人作坊。目前,国内的这些钢结构企业中,©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.左右,其它均属小型企业。对于钢结构制©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.作安装企业资质等级的划分,除部分的钢结构制作企业套用一般施工企业的资质标准获得了资质等级外,多数的企业都在建筑市场上无区别地承担着钢结构工程。一些小规模的钢结构制作企业,由于缺少必要的专业技术人员,制造设备和手段落后,管理制度不健全,工程质量得不到保证。3.2专业人员的素质有待提高钢结构在建筑工程中属于技术要求高且较复杂的一种结构。由于钢结构建筑近些年才在我国逐步得到较快的