中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展概況

        作者:鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
        時(shí)間:2009-12-23 10:05:50 [收藏]

          中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展概況
            摘要:本文從我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展,鋼材生產(chǎn)數(shù)量和品種規(guī)格,政府政策引導(dǎo)和支持及鋼結(jié)構(gòu)本身具備優(yōu)勢(shì)說(shuō)明鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的發(fā)展原因和動(dòng)力。同時(shí)介紹了日本、加拿大、英國(guó)政府和研究機(jī)構(gòu)提出發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)符合的環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展經(jīng)濟(jì)的新理念。作者在丈中詳細(xì)介紹了20O8年北京奧運(yùn)場(chǎng)館鋼結(jié)構(gòu)工程技術(shù)創(chuàng)新之處,通過(guò)奧運(yùn)場(chǎng)館的建設(shè),鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)得到了提升和發(fā)展。作者將鋼建筑結(jié)構(gòu)分為高層重型、大跨度空間、輕鋼結(jié)構(gòu)、鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)住宅五大類并分別論說(shuō)其技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)展。文章結(jié)尾提出了鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)和存在的問(wèn)題。

            關(guān)鍵詞:鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展奧運(yùn)場(chǎng)館技術(shù)創(chuàng)新各類鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)特點(diǎn)存在問(wèn)題

            一、我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)迅速發(fā)展的原因

            1我國(guó)經(jīng)濟(jì)正以lO%左右的速度持續(xù)發(fā)展,建筑業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè),2005年建筑業(yè)增加值占GDP的比重為55%。

            22007年鋼材產(chǎn)量達(dá)到5646081萬(wàn)噸(含重復(fù)材,不含重復(fù)材為46719萬(wàn)噸),人均消費(fèi)300多公斤。建筑鋼材數(shù)量、品種、質(zhì)量基本滿足鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展的需要。

            馬鋼、萊鋼生產(chǎn)的熱軋H型鋼從零開始到2006年底產(chǎn)量達(dá)到50341萬(wàn)噸。2006年彩涂板產(chǎn)量31721萬(wàn)噸。中厚、特厚板產(chǎn)量逐年增加,2006年達(dá)3500多萬(wàn)噸今年將進(jìn)一步增產(chǎn)。其他鋼結(jié)構(gòu)用的型鋼、鋼管、高頻焊接H型鋼、冷彎型鋼及鍍層鋼板等都有明顯增長(zhǎng)。

            3鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展迅速、應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大、用量不斷增加。近幾年各地成立了一些鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究所,專門從事鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、詳圖設(shè)計(jì)和咨詢工作。涌現(xiàn)出一大批優(yōu)秀鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)軟件和科研成果。修訂鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范、編寫技術(shù)規(guī)程、設(shè)計(jì)圖集90多本。出版了大量鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)教材、論文著作和應(yīng)用手冊(cè)。

            30多家特級(jí)(年產(chǎn)量超過(guò)5萬(wàn)噸)構(gòu)件質(zhì)量?jī)?yōu)良、管理科學(xué)的鋼結(jié)構(gòu)制造企業(yè)走在行業(yè)前頭,有的年產(chǎn)量己超過(guò)30萬(wàn)噸,制造水平達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。一大批中小企業(yè)發(fā)揮自己的特長(zhǎng),形成鋼結(jié)構(gòu)加工行業(yè)百舸爭(zhēng)流的大好形勢(shì)。

            一大批有實(shí)力的鋼結(jié)構(gòu)安裝企業(yè)承擔(dān)了國(guó)內(nèi)重點(diǎn)大型鋼結(jié)構(gòu)工程安裝。新技術(shù)、新工法、新設(shè)備層出不窮。其施工安裝水平達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。

            鋼結(jié)構(gòu)配套產(chǎn)品齊全(高強(qiáng)度螺栓、栓釘、各類專用焊接材料、各種連接件及保溫、隔熱材料等),加工設(shè)備制造廠發(fā)展迅速,滿足了鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的需求。

            4我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)總量及預(yù)測(cè)見表1。(統(tǒng)計(jì)包括工業(yè)與民用建筑、鐵路與公路橋梁、水電與火電建設(shè)、城市建設(shè)等)并具有以下特點(diǎn):

            (1)上海、浙江、江蘇地區(qū)鋼結(jié)構(gòu)加工量約為350萬(wàn)噸以上,約占全國(guó)鋼結(jié)構(gòu)加工量1/3以上;

            (2)2005年中冶集團(tuán)下屬冶金建發(fā)公司鋼結(jié)構(gòu)加工總量達(dá)200萬(wàn)噸;

            (3)工業(yè)建筑(廠房)鋼結(jié)構(gòu)用量約為230萬(wàn)噸,民用建筑(房屋)約為150萬(wàn)噸,他們之間的比例約為6:4;

            (4)所用鋼材品種比例,中厚板(包括特厚板)約占50%以上,熱軋H型鋼占15%左右,彩涂板(包括鍍鋅板)占12%,管材占35%左右,其他型鋼及冷彎型鋼約占19%;

            如按國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的比例計(jì)算,鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量每年按10%速度增長(zhǎng),2006年達(dá)到r738萬(wàn)噸,2007年預(yù)計(jì)達(dá)到2000萬(wàn)噸。按目前經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度2010年鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量達(dá)到2600萬(wàn)噸的預(yù)測(cè)將被突破。以下部分統(tǒng)計(jì)反映出鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展勢(shì)頭可觀:2006年浙江蕭山地區(qū)鋼結(jié)構(gòu)達(dá)170萬(wàn)噸,廣播電視微波通信鐵塔及桅桿用量50多萬(wàn)噸,輸變電塔150萬(wàn)噸,鐵路橋梁達(dá)50萬(wàn)噸,公路橋梁和設(shè)置用鋼量增加迅猛。

            5政府加強(qiáng)了鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的政策引導(dǎo)和支持

            (1)建筑鋼結(jié)構(gòu)的鋼材、設(shè)計(jì)、制造、施工有關(guān)國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范約90本,已基本編制修訂完成,并編制《住宅性能評(píng)定指標(biāo)體系》、《公共建筑節(jié)能設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》、《健康住宅建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》等標(biāo)準(zhǔn)。建設(shè)部編制2010年《建設(shè)事業(yè)技術(shù)政策綱要》,并于2001年底發(fā)布了《鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑產(chǎn)業(yè)化技術(shù)導(dǎo)則》。

            (2)編制“十一五”建筑鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展目標(biāo)。1)積極擴(kuò)展建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼材的品種,提高產(chǎn)品性能。研究和開發(fā)高性能建筑專用鋼材系列產(chǎn)品,包括優(yōu)質(zhì)焊接結(jié)構(gòu)鋼、高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)厚板、熱成型管材、優(yōu)質(zhì)可焊鑄鋼等。擴(kuò)大冷彎型鋼和熱軋H型鋼的品種和規(guī)格,包括大截面冷彎管材、大截面H型鋼和輕型H型鋼等。合理推廣采用耐候鋼、耐火鋼、z向鋼和藥芯焊條等。2010年,基本實(shí)現(xiàn)建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼國(guó)產(chǎn)化的目標(biāo)。2)大力推動(dòng)建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展,進(jìn)一步提高應(yīng)用技術(shù)水平。高層和超高層建筑優(yōu)先采用合理的鋼結(jié)構(gòu)或鋼一混凝土結(jié)構(gòu)體系。大跨度建筑積極采用空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)、立體桁架結(jié)構(gòu)、索膜結(jié)構(gòu)以及施加預(yù)應(yīng)力的結(jié)構(gòu)體系。低層建筑大力推廣采用經(jīng)濟(jì)適用的輕型鋼結(jié)構(gòu)體系??偨Y(jié)試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn),結(jié)合市場(chǎng)需求,積極開發(fā)鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系,并逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

            2010年,建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼量爭(zhēng)取達(dá)到國(guó)家產(chǎn)鋼量總的6%,同時(shí),建筑鋼結(jié)構(gòu)的綜合技術(shù)水平接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

            (3)最近經(jīng)科技部批準(zhǔn)成立的“國(guó)家鋼結(jié)構(gòu)工程技術(shù)研究中心”在北京揭牌成立。

            該研究中心將實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)工程高新技術(shù)研發(fā)創(chuàng)新基地、鋼結(jié)構(gòu)工程技術(shù)創(chuàng)新成果工程應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化促進(jìn)中心、鋼結(jié)構(gòu)工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范編制修訂領(lǐng)銜單位、鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)權(quán)威機(jī)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)工程技術(shù)文獻(xiàn)信息中心、鋼結(jié)構(gòu)工程技術(shù)職業(yè)人員培訓(xùn)中心等6個(gè)國(guó)家級(jí)研發(fā)平臺(tái)建設(shè)。

            6重視和發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑逐漸得到了認(rèn)同

            鋼結(jié)構(gòu)建筑是一種新型的節(jié)能環(huán)保的建筑體系,被譽(yù)為21世紀(jì)的“綠色建筑”之一。是一種節(jié)能環(huán)保型、能循環(huán)使用的建筑結(jié)構(gòu),符合發(fā)展省地節(jié)能建筑和經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展的要求。發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),建設(shè)節(jié)約型社會(huì),是總結(jié)國(guó)際和國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)建設(shè)后,提出的國(guó)策,發(fā)達(dá)國(guó)家已積累了很多經(jīng)驗(yàn)。

            在高層建筑、大型工廠、大跨度空間結(jié)構(gòu)、交通能源工程、住宅建筑中更能發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)建筑的自身優(yōu)勢(shì)。

            二、國(guó)外對(duì)推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)住宅的新理念和措施

            可持續(xù)發(fā)展的需要是基于這樣一種前提:星球自我再生的能力是有限的,而人類的活動(dòng)眼下正在毀壞地球的復(fù)雜的生命支持系統(tǒng)。再加上世界人口每40年增加一倍,材料的消耗每20年增加一倍。自從聯(lián)合國(guó)發(fā)表《我們共同的未來(lái)》文件,在過(guò)去的15年當(dāng)中,可持續(xù)發(fā)展的概念已經(jīng)得到了全世界范圍的廣泛認(rèn)可。

            (1)1999年,英國(guó)政府發(fā)表了一份文件,題為《更好的生活質(zhì)量一英國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略》。在英國(guó),建筑工業(yè)被認(rèn)為是獲得可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)關(guān)鍵行業(yè)。2000年4月份,英國(guó)政府出版了一個(gè)可持續(xù)建筑的戰(zhàn)略,題目是《建設(shè)更好的生活質(zhì)量》,這份文件證明政府本身將如何通過(guò)政府采購(gòu)政策,促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施,為建筑工業(yè)提供可持續(xù)發(fā)展主題方面指導(dǎo)的可持續(xù)發(fā)展委員會(huì)于2000年10月成立。包括英國(guó)鋼鐵制造和鋼鐵建筑業(yè)的代表(Corus公司)、鋼建筑研究院(SteelConstructionInstitute)、英國(guó)建筑鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)(BritishConstr’uctionalSteelworkAssociation)。這些原則可以應(yīng)用于一切建筑活動(dòng):(1)功能與社會(huì)影響;資源高效設(shè)計(jì);消息靈通做決策;靈活可變的設(shè)計(jì);經(jīng)濟(jì)效益;創(chuàng)新;終生經(jīng)濟(jì)學(xué)(在設(shè)計(jì)階段,就應(yīng)該考慮樓房的終生成本,包括生產(chǎn)成本、建筑成本、運(yùn)營(yíng)成本、拆除成本以及處理(disposal)成本);環(huán)境影響;道德責(zé)任與社會(huì)責(zé)任;透明報(bào)道。

            鋼鐵建筑行業(yè)每年有35億英鎊的價(jià)值(約等于英國(guó)建筑活動(dòng)的5%),雇用大約42萬(wàn)人,用鋼120萬(wàn)噸/年。尤其是多層樓房,建筑速度足選擇鋼材的第一原因,第二個(gè)原因就是’最低的整體成本’。最新數(shù)字顯示,鋼材占了整個(gè)市場(chǎng)的70%,使用最多的是多層工業(yè)房屋(92%)以及非家用單層房屋(90%)。

            英國(guó)95%的建筑用鋼材被回收,10%重復(fù)使用,85%回收利用。

            在加拿大,新建住宅建筑中輕型鋼框架的使用繼續(xù)以每年約及噸用于新建。去年,加拿大的住宅建筑使用了大約4000噸鍍鋅的和GalvalumeTM鋼框架,比前一年大約增長(zhǎng)了50%。2010年將能夠達(dá)到25%的市場(chǎng)份額。

            在加拿大的多倫多,3%的新住宅是用鋼框架建成的。多倫多的新建住宅之所以選擇鋼材,是因?yàn)殇摬哪軌驗(yàn)榻ㄖ毯蜆I(yè)主提供建筑質(zhì)量和速度。另外,鋼材對(duì)室內(nèi)外空氣質(zhì)量沒有影響,因?yàn)樗慌欧懦鲇泻怏w,也不發(fā)霉。室內(nèi)空氣質(zhì)量已成為業(yè)主的一個(gè)重要問(wèn)題,因?yàn)樗c住戶的身體健康有關(guān)系。

            為推廠輕型鋼框架住宅進(jìn)行了研究和開發(fā)一系列配套新產(chǎn)品:1)輕型鋼框架墻壁和地板的耐火性能;2)型鋼框架墻壁和地板的聲學(xué)性能3)輕型鋼框架系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)表現(xiàn)(振動(dòng));4)輕型鋼框架墻壁系統(tǒng)的保暖習(xí)性能;5)鍍鋅和GalvalumeTM輕型鋼框架的耐用性;6)輕型鋼框架系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與建筑規(guī)范制定。

            (3)日本最流行的樓房建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)就是鋼構(gòu),鋼結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)勢(shì),其中之一就是它們可以用多種用途。圖1說(shuō)明了日本樓房建筑在結(jié)構(gòu)系統(tǒng)方的趨勢(shì)。根據(jù)日本樓房建筑的年度統(tǒng)計(jì)數(shù)字,1990為開工樓面面積總和最大的一年,共有大約27億平:米樓面面積的樓房在這一年開工建造。每年開工建的樓房,其樓面面積總和約為2億平方米。

            按照用途類型和建筑類型統(tǒng)計(jì)說(shuō)明了日本在2000年新建成的樓房的樓面面積總和中,大多數(shù)商店、工廠廠房以及倉(cāng)庫(kù),都是用鋼結(jié)構(gòu)。

            制定法律,公布對(duì)建筑業(yè)影響重大的《廢物處理和公共衛(wèi)生法》、《促進(jìn)有效利用資源法》、《建筑材料回收法案》以及《促進(jìn)綠色采購(gòu)法》。有五家與建筑業(yè)有關(guān)的主要組織,如日本建筑學(xué)院,于2000年宣布了《全球環(huán)境建筑憲章》。為了在建筑領(lǐng)域保護(hù)全球環(huán)境,《全球環(huán)境建筑憲章》里面提出了五個(gè)主題如長(zhǎng)壽、自然共生、能源保護(hù)、資源保護(hù)以及回收利用。

            日本鋼材俱樂部(KozaiClub?,F(xiàn)為日本鋼鐵協(xié)會(huì)(IronandSteelInstituteofJapan)在2000年3月成立了樓房環(huán)境下屬委員會(huì)(BuildingEnvironmentSuncommittee),此下屬委員會(huì)一直在進(jìn)行各種調(diào)查,其目的就是揭示鋼結(jié)構(gòu)樓房的特點(diǎn)和與全球環(huán)境有關(guān)的問(wèn)題,為循環(huán)社會(huì)做出貢獻(xiàn)。

            在日本,強(qiáng)烈要求建筑領(lǐng)域減輕環(huán)境負(fù)擔(dān),因?yàn)槎趸寂欧趴偭康娜种c建筑活動(dòng)有關(guān),包括樓房晌采暖和照明等能源利用方面的活動(dòng)。

            對(duì)日本的鋼結(jié)構(gòu)樓房來(lái)說(shuō),考慮到它們的壽命周期,最重要的課題就是“延長(zhǎng)使用年限”、“回收利用建筑材料”和“重復(fù)使用構(gòu)件”。另外,從減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)著眼,鋼結(jié)構(gòu)樓房的壽命周期評(píng)估(LCA)也很重要。

            實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)樓房長(zhǎng)壽的方法之一,SI(S=支撐,I:填料)的住房概念最近在日本開始引起人們的注意。這一概念把結(jié)構(gòu)部分(S=支撐)和內(nèi)部以及設(shè)備部分(I=填料)明確分離開來(lái)。

            通過(guò)延長(zhǎng)樓房的使用年限,我們將能夠限制二氧化碳的增加,二氧化碳是造成全球變暖的主要原因。如果把使用年限從25年延長(zhǎng)到100年,建造一幢樓房每年的二氧化碳將減少一半。

            “重復(fù)使用”這個(gè)詞有兩層含義:一層是指把鋼材當(dāng)作主要結(jié)構(gòu)材料,在構(gòu)件這個(gè)水平上(當(dāng)作構(gòu)件)加以回收,如立柱(COlumns)、橫梁(beams),而不把它退回到材料的水平。二層是當(dāng)作原料送鋼廠。

            產(chǎn)品的整個(gè)壽命周期(原料的開采、鋼材的生產(chǎn)、制作、應(yīng)用、回收利用、處理),LCA(壽命周期評(píng)估)是一種方法,用來(lái)量化評(píng)估產(chǎn)品的原材料和燃料的輸入以及產(chǎn)品的環(huán)境負(fù)擔(dān)(空氣和水污染、廢物等等)。

            三、2008年北京奧運(yùn)場(chǎng)館建設(shè)為鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)提供了發(fā)展機(jī)遇

            12008年奧運(yùn)場(chǎng)館的鋼結(jié)構(gòu)工程共使用12萬(wàn)噸鋼材(不包括混凝土結(jié)構(gòu)用鋼材),國(guó)內(nèi)外數(shù)十家著名設(shè)計(jì)院參與方案、施工圖設(shè)計(jì)咨詢,幾十家鋼結(jié)構(gòu)加工廠承擔(dān)制作,上百家施工企業(yè)承擔(dān)安裝施工任務(wù),上千家產(chǎn)品供應(yīng)商提供了各類產(chǎn)品。這為鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展提供千載難得的機(jī)遇,促進(jìn)了鋼結(jié)構(gòu)的技術(shù)進(jìn)步,縮短了與國(guó)外的差距,進(jìn)入了世界先進(jìn)水平。但也承擔(dān)了巨大的壓力和風(fēng)險(xiǎn)。在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工關(guān)鍵技術(shù)、膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工關(guān)鍵技術(shù)、預(yù)應(yīng)力鋼結(jié)構(gòu)工程關(guān)鍵技術(shù)、在體育場(chǎng)館建筑中采用檢測(cè)與監(jiān)測(cè)技術(shù)、編制各類體育場(chǎng)館的施工質(zhì)量驗(yàn)收專項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)等方面取得很好的技術(shù)創(chuàng)新和經(jīng)濟(jì)效益,確保了奧運(yùn)場(chǎng)館按時(shí)竣工,其質(zhì)量達(dá)到和超過(guò)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)的要求。

            2主要場(chǎng)館技術(shù)創(chuàng)新如下:

            (1)在國(guó)家體育場(chǎng)工程中采用國(guó)內(nèi)鋼廠生產(chǎn)的高強(qiáng)高效鋼材Q460E―Z35;

            (2)國(guó)家體育場(chǎng)的箱型彎扭件及多向微扭節(jié)點(diǎn)制作技術(shù),填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)外建筑鋼結(jié)構(gòu)加工制作領(lǐng)域的空白;

            (3)國(guó)家體育場(chǎng)(跨度330m)屋蓋鋼結(jié)構(gòu)支撐卸載技術(shù);

            (4)奧運(yùn)場(chǎng)館工程中厚板與鑄鋼的焊接工程難題;

            (5)國(guó)家游泳中心鋼結(jié)構(gòu)的新型多面體空間剛架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工技術(shù);

            (6)國(guó)家體育館、奧林匹克籃球館等大跨度雙向鋼桁架累積滑移技術(shù);

            (7)老山自行車館150m直徑網(wǎng)殼、國(guó)家會(huì)議中心188m跨度桁架、北京科技大學(xué)體育館網(wǎng)架的大跨度鋼結(jié)構(gòu)整體提升技術(shù);

            (8)國(guó)家體育場(chǎng)的屋面新型膜結(jié)構(gòu)技術(shù);

            (9)國(guó)家游泳中心ETFE氣枕膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工;

            (10)國(guó)家體育館1445mXll4m雙向預(yù)應(yīng)力張弦桁架設(shè)計(jì)與施工,建成后成為目前世界上同類結(jié)構(gòu)中跨度最大的雙向張弦桁架結(jié)構(gòu);

            (11)北京工業(yè)大學(xué)體育館93m直徑弦支穹頂設(shè)計(jì)與施工技術(shù);

            (12)北京大學(xué)體育館新型預(yù)應(yīng)力張弦鋼結(jié)構(gòu)識(shí)計(jì)與施工技術(shù)。

            上述鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)、制作、安裝施工技術(shù)經(jīng)同行專家評(píng)審認(rèn)為:達(dá)到國(guó)外先進(jìn)水平,不少技術(shù)已達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

            四、各類建筑鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展和技術(shù)特點(diǎn)

            (1)高層重型鋼結(jié)構(gòu)

            高層鋼結(jié)構(gòu)建筑是一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科技水平的反映,又往往當(dāng)作一個(gè)城市標(biāo)志性建筑。80年代至今已建成和在建高層鋼結(jié)構(gòu)達(dá)80多幢,總面積約6007平方米,鋼材用量60多萬(wàn)噸。包括正在規(guī)劃和建設(shè)的已有100幢高層鋼結(jié)構(gòu)。

            最近北京、上海在建和新建高層鋼結(jié)構(gòu)就超過(guò)l0幢。如:上海環(huán)球金融中心(101層,高492米,用鋼量65萬(wàn)噸);中關(guān)村金融中心(建筑面積11萬(wàn)平方米。,高度為150m,用鋼量15萬(wàn)噸);北京電視心(建筑面積183萬(wàn)m2,高度為41層,22705m,用鋼量38萬(wàn)噸);國(guó)貿(mào)中心三期(建筑面積54萬(wàn)m2、高度為330m);LG大廈(建筑面積25萬(wàn)m2,高度為110m,用鋼量1O萬(wàn)噸);銀泰中心(建筑面積35萬(wàn)m2,高度為249m,用鋼量20萬(wàn)噸)、央視新址主樓等(建筑面積50萬(wàn)m。,高度為234m,用鋼量128萬(wàn)噸);廣州西塔(高度為432m,用鋼量48萬(wàn)噸)等。估計(jì)全國(guó)每年有200萬(wàn)一300萬(wàn)m2。高層鋼結(jié)構(gòu)建筑施工,用鋼量約45萬(wàn)噸。

            (2)大跨度、空間鋼結(jié)構(gòu)(包括膜結(jié)構(gòu))

            近年來(lái),以網(wǎng)架和網(wǎng)殼為代表的空間結(jié)構(gòu)繼續(xù)大量發(fā)展。不僅用于民用建筑,而且用于工業(yè)廠房(開發(fā)區(qū)工業(yè)廠房、煙草行業(yè)廠房等)、機(jī)庫(kù)、候機(jī)樓、體育館、展覽中心、大劇院、博物館等。無(wú)論在使用范圍、結(jié)構(gòu)型式、安裝施工工法等均具有中國(guó)建筑結(jié)構(gòu)的特色。如杭州、成都、西安、長(zhǎng)春、上海、北京、南京、廣州、深圳、南寧、哈爾濱、大連、長(zhǎng)沙、重慶、武漢、濟(jì)南、鄭州等一批飛機(jī)航站樓、機(jī)庫(kù)、會(huì)展中心、體育場(chǎng)館、大劇院、音樂廳。采用圓鋼管、矩型鋼管制作空間桁架、拱架及斜拉網(wǎng)架結(jié)構(gòu),加上波浪形屋面成為各地新穎和富有現(xiàn)代特色的標(biāo)志性建筑物。

            2008奧運(yùn)會(huì)在北京舉行以國(guó)家體育場(chǎng)、國(guó)家游泳中帆國(guó)家體育館為代表一大批體育場(chǎng)館的新建和改造,2010上海世博會(huì)場(chǎng)的建設(shè)和2010年亞運(yùn)會(huì)(廣州),深圳世界大學(xué)生運(yùn)動(dòng)會(huì)等大型項(xiàng)目建設(shè),鋼結(jié)構(gòu)用量將會(huì)較大增加。

            最近在懸索和膜的張拉結(jié)構(gòu)研究開發(fā)和工程應(yīng)用取得新的進(jìn)展。預(yù)應(yīng)力空間結(jié)構(gòu)開始得到應(yīng)用。杭州雷峰塔、海南千年塔和廣州新電視塔(高度610米、用鋼量40萬(wàn)噸)。昆明世博園藝術(shù)廣場(chǎng)膜結(jié)構(gòu)等一大批各種新型鋼結(jié)構(gòu)建筑和構(gòu)筑物在祖國(guó)大地涌現(xiàn)。

            據(jù)中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)空間結(jié)構(gòu)分會(huì)統(tǒng)計(jì):網(wǎng)架和網(wǎng)殼近三年生產(chǎn)已處于趨平穩(wěn)狀態(tài),每年1500座,約250萬(wàn)平方米,用鋼約7萬(wàn)噸。空問(wèn)桁架2001年建造20座60萬(wàn)平方米。懸索結(jié)構(gòu)1991年至今建造7座15218平方米。膜結(jié)構(gòu)2001年建造40座117萬(wàn)平方米。懸索和膜結(jié)構(gòu)目前處于發(fā)展階段,用量還不大,專家預(yù)計(jì)每年將以20%的速度增加。

            網(wǎng)架和網(wǎng)殼的設(shè)計(jì)規(guī)程正在修訂,合二為一。膜結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程己經(jīng)出版。國(guó)內(nèi)已有多家膜結(jié)構(gòu)工程公司,承擔(dān)很多體育場(chǎng)館、機(jī)場(chǎng)、公園和街道景觀的設(shè)計(jì)和施工。目前高中檔膜材仍需進(jìn)口(如PTFE、ETFE)??臻g結(jié)構(gòu)的學(xué)術(shù)交流、網(wǎng)站、期刊等出現(xiàn)一片興旺景象。

            (3)輕鋼結(jié)構(gòu)

            我國(guó)輕鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展較快,主要用于輕型的工業(yè)廠房、棉花和糧食倉(cāng)庫(kù)、碼頭和保稅區(qū)倉(cāng)庫(kù)、農(nóng)產(chǎn)品、建材、家具等各類交易市場(chǎng)、體育場(chǎng)館、展覽廳及活動(dòng)房屋、加層建筑等。

            輕鋼結(jié)構(gòu)是相對(duì)于重鋼結(jié)構(gòu)而言,其類型有門式剛架、拱型波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu)等。用鋼量一般30kg/m2左右(不含鋼筋用量),在我國(guó)發(fā)展很快、應(yīng)用廣泛。全國(guó)每年新建輕鋼房屋800萬(wàn)平方米、用鋼約20萬(wàn)噸。

            門式剛架房屋:跨度一般不超過(guò)40米,個(gè)別達(dá)到70多米,單跨或多跨均用,單層為主,也可用于二或三層建筑。廠房單體面積已超過(guò)10萬(wàn)m2。

            拱型波紋鋼屋蓋結(jié)構(gòu):跨度一般為8米,自重僅為20kg/m2左右,每年增長(zhǎng)約100萬(wàn)m2,用鋼4萬(wàn)噸。

            門式剛架和拱型波紋鋼屋蓋都有相應(yīng)的設(shè)計(jì)施工規(guī)程、專用軟件和通用圖集。

            (4)鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)

            眾所周知,鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)是充分發(fā)揮鋼材和混凝土兩種材料各自優(yōu)點(diǎn)的合理組合。不但具有優(yōu)異的靜、動(dòng)力工作性能,而且能大量節(jié)約鋼材、降低工程造價(jià)和加快施工進(jìn)度,是可以廣泛推廣的結(jié)構(gòu)。對(duì)環(huán)境污染也較少,是符合我國(guó)建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展方向的一種比較新穎的結(jié)構(gòu)。

            自20世紀(jì)80年代開始,在我國(guó)的發(fā)展十分迅速,已廣泛應(yīng)用于冶金、造船、電力、交通等部門的建筑中。并以迅猛的勢(shì)頭進(jìn)入了橋梁工程和高層與超高層建筑中。

            20世紀(jì)90年代我國(guó)已建成了世界跨度最大的采用組合結(jié)構(gòu)的公路拱橋,如廣州丫鬢沙大橋,橋長(zhǎng)360m,重慶萬(wàn)州長(zhǎng)江大橋,跨度420m,前者為鋼管混凝土拱橋,后者為勁性鋼管混凝土骨架拱橋。全國(guó)已建成的組合結(jié)構(gòu)拱橋已超過(guò)300座之多。在高層建筑方面,建成了全部采用組合結(jié)構(gòu)的超高層建筑-深圳賽格廣場(chǎng)大廈,高291.6m,屬世界最高的鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)。全國(guó)已建成的采用組合結(jié)構(gòu)的高層建筑也已超過(guò)40幢之多。鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)已有幾本專門設(shè)計(jì)施工規(guī)程可參照。

            (5)鋼結(jié)構(gòu)住宅

            發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)住宅的自身優(yōu)勢(shì),可提高住宅的綜合經(jīng)濟(jì)效益:1)用鋼結(jié)構(gòu)建造的住宅質(zhì)量是鋼筋混凝土住宅的1/2左右,可滿足住宅大開間的需要,使用面積比鋼筋混凝土住宅提高4%左右;2)抗震性能好,其延性比鋼筋混凝土好,從國(guó)內(nèi)外震后調(diào)查結(jié)果看,鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑是倒塌數(shù)量最少的;3)鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件、墻板及有關(guān)部品在工廠制作,減少現(xiàn)場(chǎng)工作量,縮短施工工期,鋼結(jié)構(gòu)住宅工地實(shí)質(zhì)上是工廠產(chǎn)品的組裝和集成的場(chǎng)所,再補(bǔ)充少量無(wú)法在工廠進(jìn)行的工序項(xiàng)目,符合產(chǎn)業(yè)化的要求;4)鋼結(jié)構(gòu)工廠制作質(zhì)量可靠,尺寸精確,安裝方便,易與相關(guān)部品配合;5)鋼材可以回收,建造和拆除時(shí)對(duì)環(huán)境污染較少,符合推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展節(jié)能省地型住宅的國(guó)家政策。

            研究開發(fā)、設(shè)計(jì)制造、施工安裝鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系還是近幾年才發(fā)展起來(lái)。建設(shè)部組織46項(xiàng)鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系及關(guān)鍵技術(shù)研究課題,開展試點(diǎn)工程。并組織編制《鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)s計(jì)規(guī)程》和《低層輕鋼裝配式住宅技術(shù)要點(diǎn)》等。這些條件都極大地促進(jìn)了我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑產(chǎn)業(yè)的快速健康發(fā)展。在北京、天津、山東、安徽、上海、廣東、浙江等地建了低層、多層、高層鋼結(jié)構(gòu)住宅試點(diǎn)示范工程,目前已建成500多萬(wàn)平米體現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的良好勢(shì)頭。

            五、我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)和存在的問(wèn)題

            在今后一段時(shí)間內(nèi),在下列幾個(gè)領(lǐng)域內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)量會(huì)增加:

            1火力電廠的建設(shè)還會(huì)加快,主J一房和鍋爐鋼架用鋼量會(huì)增加(包括核電廠廠房用鋼、風(fēng)力發(fā)電用鋼等)。

            2交通工程中的橋梁會(huì)有所增加,鐵路橋梁均采用鋼結(jié)構(gòu),近幾年來(lái)公路橋梁采用鋼結(jié)構(gòu)已成為發(fā)展趨勢(shì),京滬高速、跨海、跨江大橋采用鋼橋,高速公路中的護(hù)欄、收費(fèi)站、交通標(biāo)志的鋼結(jié)構(gòu)用量也不少。飛機(jī)場(chǎng)候機(jī)樓、火車站候車大廳和站臺(tái)的新建和擴(kuò)建項(xiàng)目不斷增加。

            3市政建設(shè)中采用鋼結(jié)構(gòu)的量會(huì)增加,地鐵和輕軌工程、城市立交橋、高架橋、環(huán)保工程、城市公共設(shè)施及臨時(shí)房屋等均越來(lái)越多的采用鋼結(jié)構(gòu)。尤其在北京、上海、天津、重慶和各大省會(huì)城市,經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的中型城市,鋼材消耗量會(huì)明顯增加。如北京每年用于高架橋用鋼約2萬(wàn)多噸。北京奧運(yùn)會(huì)、上海世博會(huì)、廣州亞運(yùn)會(huì)、深圳世青會(huì)的配套設(shè)施將采用大量鋼結(jié)構(gòu)建筑。

            4鋼結(jié)構(gòu)住宅將增加。國(guó)家提倡建設(shè)節(jié)能省地住宅,有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計(jì)規(guī)范及配套技術(shù)、材料基本具備。目前我國(guó)僅有幾百萬(wàn)m2的鋼結(jié)構(gòu)住宅,發(fā)達(dá)國(guó)家卻達(dá)到40%-50%。

            如我國(guó)每年竣工6億平方米的城鎮(zhèn)住宅建設(shè)有5%采用鋼結(jié)構(gòu),按多層、高層建筑平均、50kg/m2。鋼書計(jì),用鋼量將達(dá)到每年150萬(wàn)噸。上述數(shù)字未將農(nóng)村建筑用鋼結(jié)構(gòu)統(tǒng)計(jì)在內(nèi)。

            5由于中國(guó)鋼材價(jià)格比國(guó)際價(jià)格低,勞動(dòng)力成本低,鋼結(jié)構(gòu)制作質(zhì)量?jī)?yōu)良,在國(guó)際工程市場(chǎng)有較強(qiáng)強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力,這幾年國(guó)外企業(yè)在中國(guó)采購(gòu)鋼結(jié)構(gòu)有所增加,許多鋼構(gòu)廠承接了不少海外訂單。

            我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展存在的主要問(wèn)題有:

            1對(duì)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)是符合節(jié)能環(huán)保型、可持續(xù)性發(fā)展的行業(yè)認(rèn)識(shí)還待于提高。最近幾年日本、加拿大

            英國(guó)政府和研究機(jī)構(gòu)發(fā)表了很多文章,專門論述發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)房屋的優(yōu)點(diǎn)和措施,可供借鑒。

            2設(shè)計(jì)理念不能適應(yīng)市場(chǎng)需要。如目前超高層和有特殊要求的建筑大都由國(guó)外建筑師的方案中標(biāo),他們?cè)谝?guī)劃、環(huán)境、建筑、功能上確有其獨(dú)特之處。但連接點(diǎn)過(guò)于復(fù)雜,消耗過(guò)多的鋼材并給制作和安生帶來(lái)了更多的難題,也增加了工程成本。

            3增加建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼材的品種,進(jìn)一步提高,品性能。開發(fā)高性能建筑專用鋼材系列產(chǎn)品,包括質(zhì)焊接結(jié)構(gòu)鋼、高強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)厚板、熱成型管材、優(yōu)質(zhì)可焊鑄鋼等。

            擴(kuò)大冷彎型鋼和熱軋H型鋼的品種和規(guī)格,包括大截面冷彎管材(方矩管)、大截面H型鋼和T型剖分鋼、蜂窩梁等新產(chǎn)品。

            4部分地區(qū)鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)盲目上馬,一哄而起,導(dǎo)致產(chǎn)能過(guò)剩并浪費(fèi)了大量資源。

            5市場(chǎng)運(yùn)行不規(guī)范,投標(biāo)企業(yè)競(jìng)相壓價(jià)加上鋼材漲價(jià),造成部分加工和安裝企業(yè)虧損。

            6鋼結(jié)構(gòu)科研開發(fā)資金不足,標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范修訂周期太長(zhǎng);標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)用規(guī)范、規(guī)程缺項(xiàng)、滯后;鋼材標(biāo)準(zhǔn)與工程設(shè)計(jì)、施工規(guī)范規(guī)程銜接不上。
            7鋼結(jié)構(gòu)加工廠和施工安裝企業(yè)裝備、計(jì)算機(jī)管理、勞動(dòng)生產(chǎn)率還需進(jìn)一步提高。

            8鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)技術(shù)人員、技術(shù)工人缺乏,尤其在中小企業(yè)更短缺,產(chǎn)品質(zhì)量不夠穩(wěn)定,技術(shù)和企業(yè)管理與生產(chǎn)的需要不適應(yīng)。

            9.行業(yè)協(xié)會(huì)作用和功能遠(yuǎn)未到位。特別在規(guī)范和引導(dǎo)市場(chǎng)秩序、服務(wù)于企業(yè)、開拓鋼結(jié)構(gòu)市場(chǎng)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的修訂和專業(yè)人才的培養(yǎng)等方面,有大量工作要做。
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