浅谈我国钢结构住宅的发展现状

浅谈我国钢结构住宅的发展现状陈峰①太原理工大学建筑工程学院②山西建筑职业技术学院建筑工程系〔摘要〕钢结构是建筑工程中很重要的结构形式之一，本文对我国钢结构住宅的特点和优势进行了简要分析，并就其发展现状和尚需解决的问题进行了阐述和总结。〔关键词〕钢结构住宅住宅产业化环保建筑可持续发展引言随着我国钢产量的不断提高，经济的不断发展，对绿色环保型建筑的不断要求，钢材应用于住宅建筑主体结构是历史所趋。2003年11月18-19日，建没部在北京召开“钢结构住宅建筑技术发展研讨会”，来自全国各地建设系统的领导、专家学者聚集一堂，共同总结交流近几年来钢结构住宅起步阶段的经验，共同研究讨论我国钢结构住宅建筑技术发展的思路和举措。几年来，在建设部的组织协调和各地建设系统的辛勤努力下，我国钢结构住宅从研究开发到工程试点，发展的速度较快，步子较大，已建成100多万平方米，关键技术的研究取得了阶段性成果，符合中国国情的钢结构住宅体系正在形成，钢结构住宅正以全新的面貌走近我们。一、什么是“钢结构住宅”?钢结构住宅建筑是住宅建筑的一个分支，与砖石结构、钢筋混凝土结构、木结构一样是住宅建筑的重要组成部分，它以工厂化生产的钢梁、钢柱为骨架，同时配以新型轻质、保温、隔热、高强的墙体材料作为围护结构建造而成，其主要承重骨架是由钢构件或钢管(园管或矩形管)混凝土构件所组成。它在美国、英国等国家的发展应用已有上百年历史，由于具备其他结构无法比拟的优点，钢结构住宅已经给住宅产业和建筑行业带来了一场深层次的革命，从设计、施工、到一系列新材料的使用都出现了革命性的变化，因而在国际范围内代表了未来的住宅发展新模式。二、钢结构住宅的特点和优势从住宅建筑的发展来看，钢结构住宅具有以下技术优势：1、比起传统的结构，可以更好的满足建筑上大开间、灵活分隔的要求，并可以提高使用面积率5～8％。2、与钢结构配套技术的轻质墙板、复合楼板等采用新型材料，符合节能建筑的要求。3、钢结构住宅体系可以实现住宅建筑技术集成化和产业化的新思路。4、钢结构住宅体系工业化生产程度高，现场湿作业少，其材料本身可再生利用，不受天气的影响；施工临时用地小，且不用模板，建筑垃圾、建筑施工噪声等都减少到最低的程度，改建和拆迁容易，符合环保建筑的要求。5、钢结构体系自重轻约为混凝土结构的1／2，砖混结构的：1／6～1／4，可减轻建筑物的重量约30％，因而地基及基础的处理就简单，这样大大减少了基础的造价。6、钢结构构件及其配套技术相应部件绝大部分可以实现工厂化制作、产品化。钢结构体系施工周期短，约为混凝土结构的三分之一至二分之一，可以大大缩短投资资金的占有周期，可以大大提高资金的投资效益。从可持续发展角度来说，钢结构住宅采用的材料是以钢结构为骨架，配合多种复合材料的轻型墙体拼装而成，所用材料均为工厂标准化、系列化、批量化生产，改变了传统的住宅和沿用已久的钢筋混凝土建筑砖、瓦、灰、沙、石传统的现场作业。可以利用建筑方面的新技术、新产品向住户提供多样化、选择性、适应性的经济住宅。即使是钢结构坏了，还可以拆掉再用，但是，砖混等建筑坏了的话，就成了废物，不可再用。再者它对环境的影响少，符合环保要求。钢结构住宅现还处于试点阶段，价格会高一些，根据我国现有的钢结构发展水平，钢结构住宅的土建造价要比钢筋混凝土住宅高１０％～２０％左右，但钢结构住宅较混凝土结构在基础造价上可节约３０％，且钢结构住宅的得房率较混凝土高７％～１０％，此外钢结构住宅的施工工期也可减少约３０％，考虑以上综合因素，钢结构住宅的造价大致可与混凝土住宅持平，特别是随着房屋层数的增加，钢结构住宅更能体现其优越性，对于北方地区，钢结构住宅更能节约费用８％。但如果按工业化批量生产，价格就会降下来。由此可见，钢结构住宅的经济性较一般住宅而言是很显见的，发展钢结构住宅具有较大的理想空间。三、钢结构住宅在我国的发展现状我国钢结构住宅正处在起步阶段，为促进我国钢结构住宅产业化发展，建设部于2002年发布了《钢结构住宅产业化技术导则》，并评审通过了三批共36项钢结构住宅科研项目立项和北京赛博思金属结构工程管理公司的第一个建设部钢结构住宅产业化科技示范工程。我国“十五”期间计划每年建筑用钢量将占全国钢材总产量的3％；到2015年将达到钢材总产量的6％，这是已经公布的《国家建筑钢结构产业“十五”计划和2015年发展规划纲要》明确提出的发展目标、在这些措施有力的推动下，日前我国钢结构住宅的开发应用已呈现出更为活跃的趋势。全国各地相继建成一批钢结构住宅试点工程，如上海中启集团建设的上海中福城项目，上海现代集团在新疆库尔勒建造的8层钢结构住宅，河北唐山的几幢3—5层钢结构住宅，天津建筑设计院和天津建工集团分别开发的11层钢管混凝土住宅，长沙远大的集成住宅，马鞍山钢铁公司建造的18层钢结构住宅楼，莱钢建造的一批住宅楼，北京埃姆思特开发的冷弯超薄型钢住宅体系以及北京赛博思公司开发和承建的西三旗钢结构住宅楼，福建师大学生公寓，建设部钢结构示范工程北京水利基础总队住宅楼和12万平方米的北京经济开发区青年公寓等。北京市以“建设新北京，迎接新奥运”为契机，积极贯彻“科技奥运”、“绿色奥运”和“人文奥运”三大理念，十分重视和支持钢结构住宅的研究发展逐步推进钢结构住宅产业化，已建成多层、小高层钢结构住宅近18万平方米以及一批钢结构低层别墅，有9个钢结构科技项目列入建设部《钢结构住宅建筑体系及关键技术》科技攻关计划，北京北新房屋有限公司和北京赛博思金属结构工程公司已被建设部命名为国家住宅产业化基地。中国钢结构协会专家委员会主任陈禄如分析说，我国已经具备了发展钢结构住宅的条件。住宅建设逐步成为国民经济的支柱产业，预计2030年我国人均建筑面积要达到40平方米，21世纪的前30年我国需新建住宅460亿平方米。如按年竣工面积5．6亿平方米的1％～5％采用钢结构住宅计算，每年需用钢材28万吨——150万吨。据统计，我国2005年钢材产量已达到37117．02万吨，比上年增长24．13％。陈禄如说，建筑钢材数量、品种、质量基本满足钢结构住宅建筑的需要，这为发展钢铁结构住宅提供了材料基础。随着钢结构用量不断增加，一大批钢结构建筑不断出现，青藏铁路、西气东输、西电东输、南水北调、国家石油储备、北京2008奥运会等项目都广泛使用了钢结构建筑。优秀的钢结构设计和设计软件、科研成果不断开发，有的钢结构制造水平达到了国际先进水平。政策层面的支持也为我国发展钢结构住宅创造了条件。陈禄如说，建设部编制2010年《建设事业技术政策纲要》，并于2001年底发布了《钢结构住宅建筑产业化技术导则》。目前北京、天津等地建了大量低层、多层、高层钢结构住宅试点示范工程，体现了钢结构住宅发展的良好势头。四、钢结构发展尚需解决的问题近年来，我国钢结构已有很大的进步，但是与日本、美国等钢结构技术比较成熟的国家相比，无论在使用量和应用范围上，还是在成套技术标准上，都存在着较大的差距。我国年钢产量虽然很高（高达１．２亿吨），建筑用钢似乎很大（占钢产量的３０％左右）。但是，我国用钢结构不合理。大都用于钢筋混凝土结构和砖混结构，真正钢结构的用钢量只占建筑用钢的１．５％左右。钢结构体系在我国的应用也仅限于高层、超高层建筑、厂房和试点住宅小区。在住宅方面，真正实现大规模生产应用的钢结构体系还是空白。钢结构体系住宅成套技术，由于过去缺乏技术引导，市场需求没有达到产业化程度，因此，我国的相关产品功能性单一，工业化程度不高，产品质量还不能满足住宅产业化标准的要求。目前，该技术零散而不系统，技术水平及标准参差不齐，不配套，尚需进一步研究创新并进行整合。从结构设计角度仍存在许多问题需要解决：钢结构应用于大跨度的工业厂房及公共建筑，能充分发挥钢材的力学性能，用于住宅，相同的承载力其断面比较小，则刚度减小，会带来不稳定感和对楼板和支撑等的要求比较高，从其抗震力学性能来讲，纯钢结构并不适宜板式高层住宅。实际上，钢结构住宅不是简单的用钢材替代混凝土作为支撑结构。而是要解决与钢结构住宅相配套的体系和材料的问题，包括墙体、楼板等。如目前比较好的外墙板造价偏高，而价格低的预制墙板材料在解决保温隔热、冷桥等方面又达不到要求。造价也是制约钢结构发展的因素。从理论上分析，钢结构占有一定优势，但在实际操作中，由于经验不足、专业技术人才的缺乏，而且配套体系不完善，会使钢结构住宅的造价达到混凝土结构的1.5倍左右，使钢结构在中低层、中低档住宅方面缺乏竞争力。钢结构住宅的技术要求高，涉及的材料、部品种类特别多，防火性能、防腐性能都是其中的技术难点。去年的9·11事件人们亲眼目睹了钢结构建筑垮塌的惨景，愈发关注钢结构住宅的防火性能。规范对于钢结构房屋而言，虽然目前单一的技术规程规范比较齐全，但是对于作为住宅房屋的钢结构的技术规程目前还没有建立。相应的验收规范更无从谈起。五、结束语住宅产业化是我国住宅业发展的必由之路，直接影响着我国住宅产业的发展水平和前途。我国在加入WTO之后，房地产也面临着与国际接轨，而国内的建筑业生产效率较低，尚属劳动密集型产业，而钢结构住宅属于高技术高效率的产业，加快对钢结构住宅的研究，将促进建筑业向技术密集型产业转化，并将带动建材、冶金、信息机械尤其是钢铁企业的发展。钢结构住宅的发展将带动住宅施工行业的革新：如果说钢筋混凝土结构的发展使施工从手工业进入了机械化，那么钢结构的应用就将使住宅施工实现现代化。当然，钢结构住宅在我国的住宅产品中，还是初出茅庐的新秀，但其集众多长处于一身，足以让人瞩目。让我们拭目以待，早日迎接钢结构住宅时代的全面到来。Discussesourcountrysteelstructurehousingshallowlydevelopmentpresentsituation〔Abstract〕Thesteelconstructionisoneoftheveryimportantstructureformsintheconstructionwork,Thisarticlehascarriedonthebriefanalysistoourcountrysteelstructurehousingcharacteristicandthesuperiority,andthequestionwhichmustsolve.〔Keywords〕steelstructurehousinghousingindustrialproductiontheenvironmentalprotectionconstructssustainabledevelopment参考文献：［1］王陪文，周平，陈爱洁.我国建筑钢结构应用现状及发展［2］钢结构住宅建筑产业化技术导则.施工技术.2002No.8［3］蔡益燕钢结构住宅发展情况简介钢结构住宅建筑体系技术发展研讨会上的发言［4］凌光容钢结构住宅体系现状及对若干技术问题的讨论，《天津建筑科技》，2000，（3）［5］钢结构设计规范（GB50017-2003）。中国计划出版社，2003作者简介：陈峰(1975-)，男(汉族)，辽宁营口人，国家一级注册结构师，一级注册建造师，2000年6月毕业于天津市城市建设学院，土木建筑工程专业，2008年获太原理工大学钢结构研究方向硕士学位。现任山西建筑职业技术学院教师，讲师，山西省太原市学府街山西建筑职业技术学院建筑工程系邮编030006电话：[phone]