淺談影響我國鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的關(guān)鍵問題

呂曉熠　楊鴻生

摘要：作為住宅建筑一個分支，鋼結(jié)構(gòu)住宅具有傳統(tǒng)住宅無法比擬的優(yōu)點(diǎn)，在美、英等國的發(fā)展和應(yīng)用已有上百年的歷史，同時給當(dāng)?shù)氐淖≌a(chǎn)業(yè)和建筑行業(yè)帶來了一場深層次的革命。我國建筑鋼結(jié)構(gòu)有著良好的發(fā)展前景和廣闊的發(fā)展空間。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；住宅；影響因素

建筑技術(shù)對建筑的推動作用涉及到經(jīng)濟(jì)、社會和文化諸多方面，其中最為直接的是材料與方法兩方面內(nèi)容，具體涉及結(jié)構(gòu)選型、設(shè)備配置、建筑材料及其構(gòu)造措施，以及施工方法和經(jīng)濟(jì)比較。建筑技術(shù)的優(yōu)劣體現(xiàn)在對建筑的安全性、功能性、健康性、舒適性、耐久性、經(jīng)濟(jì)性、以及藝術(shù)性的綜合考量中。許多工業(yè)發(fā)達(dá)國家由于大量采用新技術(shù)新材料，鋼結(jié)構(gòu)住宅屬于技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)，包含了相當(dāng)強(qiáng)的技術(shù)性因素，開發(fā)建設(shè)中暴露出來的問題也大多為技術(shù)性問題。也可以說鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的發(fā)展是包含建筑、結(jié)構(gòu)、節(jié)能、環(huán)保等綜合技術(shù)的系統(tǒng)工程，因此，其相關(guān)領(lǐng)域的系統(tǒng)技術(shù)集成與開發(fā)也顯得尤為關(guān)鍵。我國鋼結(jié)構(gòu)住宅體系還剛剛開始應(yīng)用，與這些發(fā)達(dá)國家相比，我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)無論在人均鋼材占有量、鋼材品種、質(zhì)量、科研、開發(fā)、設(shè)計(jì)制作和施工安裝方面都還存在著較大差距，有待于不斷改進(jìn)和提高，特別是距離住宅的商品化、產(chǎn)業(yè)化要求還有很大的差距。制約我國鋼結(jié)構(gòu)住宅推廣應(yīng)用和發(fā)展的主要技術(shù)問題包括以下方面:

1建筑材料應(yīng)用

我國鋼產(chǎn)量不斷提高，建筑鋼材在數(shù)量、品種上都有了較大的發(fā)展。各種熱軋H型鋼、冷彎薄壁型鋼等新的規(guī)格和品種層出不窮。目前，我國熱軋H型鋼最大截面達(dá)到700mm，年生產(chǎn)能力可達(dá)140萬噸，冷彎型鋼年生產(chǎn)能力約為120萬噸。但是對于某些鋼材，尤其是板材，雖然產(chǎn)量增加，但價格仍不斷上漲，反映出目前國內(nèi)建材市場鋼結(jié)構(gòu)住宅用鋼相對短缺的現(xiàn)象。另一方面，從現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)住宅用鋼特點(diǎn)及選用標(biāo)準(zhǔn)來看，目前我國鋼材材質(zhì)、材性及相關(guān)選用標(biāo)準(zhǔn)比較齊全，而且逐漸與國際標(biāo)準(zhǔn)一致化;但某些應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)相對缺項(xiàng)、滯后。譬如，與發(fā)達(dá)國家相比，國內(nèi)冷彎型鋼結(jié)構(gòu)在板材厚度范圍和強(qiáng)度范圍方面，其發(fā)展己經(jīng)受到基礎(chǔ)理論及技術(shù)方面的瓶頸制約。

2 結(jié)構(gòu)體系優(yōu)化

對于各種鋼結(jié)構(gòu)住宅體系，目前還沒有明確規(guī)定其適用范圍，因此在住宅結(jié)構(gòu)選型時應(yīng)從結(jié)構(gòu)的受力性能出發(fā)，以優(yōu)化結(jié)構(gòu)性能為目標(biāo)，從而得到定性的結(jié)論。結(jié)構(gòu)體系優(yōu)化不單單指結(jié)構(gòu)的合理性，經(jīng)濟(jì)性、節(jié)能性、環(huán)保性等也是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該考慮的問題。一個經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)的鋼結(jié)構(gòu)能夠使其結(jié)構(gòu)體系最大限度的發(fā)揮優(yōu)勢，滿足人們對結(jié)構(gòu)的使用要求，也能節(jié)約更多的鋼材，從而使工程造價降低。對于多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)化設(shè)計(jì)，是十分復(fù)雜的，但也是十分必要的。雖然在這方面已經(jīng)進(jìn)行了不少的研究工作，但是還沒有能夠在實(shí)際的工程中廣泛推廣應(yīng)用。鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的選型和結(jié)構(gòu)優(yōu)化任重而道遠(yuǎn)。

3 圍護(hù)材料改進(jìn)

鋼結(jié)構(gòu)住宅體系是一個綜合復(fù)雜的技術(shù)體系，其中重點(diǎn)之一就是對圍護(hù)材料、技術(shù)及相關(guān)配套產(chǎn)品的研發(fā)應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)住宅的高性價比。目前，國內(nèi)只是簡單套用國外的建造模式，綜合造價普遍偏高，市場無法接受，所以我們有必要在勞動力資源豐富、人工費(fèi)用低廉的國情下開發(fā)自己的鋼結(jié)構(gòu)住宅體系，加大對墻體材料性能的革新和墻體構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的研究。由于我國鋼結(jié)構(gòu)住宅起步較晚，己經(jīng)采用的一些新型墻體材料及構(gòu)造措施大部分只有實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)，尚需時間來檢驗(yàn)材料的真實(shí)可靠性。

總的來說，我國墻體材料在品種推出和性能改進(jìn)方面已有顯著性發(fā)展，但是與國際工業(yè)化水平相比仍存在著不足，主要表現(xiàn)為綜合性能較差、品種較為短缺，尤其是配套外墻材料。比如，目前比較好的外墻板造價比較高，而價格低的預(yù)制板材料在解決保溫隔熱、冷橋等物理性能方面又達(dá)不到要求。

4 防火防腐問題

鋼材的物理性能決定了鋼結(jié)構(gòu)住宅必須考慮防火、防腐問題，這是限制鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的關(guān)鍵因素，也是各方面專家所潛心研究的課題。

按照我國防火規(guī)范要求，一般建筑鋼結(jié)構(gòu)必須涂刷防火涂料或采取其他措施。由于住宅對防火的要求更高，因此主體鋼結(jié)構(gòu)就必須有更加可靠的防火措施:一般可用滿足消防要求的防火涂料噴涂主體鋼結(jié)構(gòu)，再在鋼結(jié)構(gòu)外包石膏板，也可用混凝土外包主鋼結(jié)構(gòu)。然而各種方法均有其天然缺陷:防火涂料耐久性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于建筑物本身，其后期維護(hù)非常重要。而且，傳統(tǒng)防火涂料質(zhì)量較差，這些將會增加工程造價;外包混凝土雖簡單實(shí)用，但澆搗混凝土施工時間增加，使鋼結(jié)構(gòu)失去優(yōu)勢。另外，采用耐火耐候鋼是近年來提出的新思路，但尚屬理論研究，無法大量應(yīng)用于工程實(shí)踐。

鋼結(jié)構(gòu)的耐腐蝕性差，必須注意防腐，特別是薄壁構(gòu)件更要注意。因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)經(jīng)過溫度的不斷變化及水汽、電解質(zhì)的影響，生銹老化的可能性在任何部位都可能發(fā)生。怎樣保證1幢建筑在50年中滿足其應(yīng)有的強(qiáng)度，首先應(yīng)該是使鋼結(jié)構(gòu)老化不能過重而鋼結(jié)構(gòu)之間的互相關(guān)聯(lián)性，決定了每個鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件都需滿足其足夠的強(qiáng)度及耐久性。由于結(jié)構(gòu)老化導(dǎo)致強(qiáng)度、穩(wěn)定性降低而最終坍塌的工程事例時有發(fā)生。傳統(tǒng)的防腐涂層的處理方法己不能滿足當(dāng)前大規(guī)模的工程建設(shè)，需加大力度進(jìn)行新材料、新技術(shù)的研發(fā)。目前的鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)通常都會根據(jù)業(yè)主的要求或建筑物的使用情況提出最優(yōu)的涂裝方案。

近幾年我國鋼結(jié)構(gòu)防火防腐技術(shù)有了很大的發(fā)展，但與工業(yè)化要求相比，無論是防火防腐技術(shù)，還是防火防腐材料都還有待進(jìn)一步研制和開發(fā)。

5 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)欠缺

目前我國鋼結(jié)構(gòu)住宅的建筑及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)還不夠完善，特別是缺少相關(guān)的部件標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。發(fā)達(dá)國家都有專門的鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，相對來說我國建筑鋼結(jié)構(gòu)單一的技術(shù)規(guī)程規(guī)范比較齊全，而成套的鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)規(guī)范和施工規(guī)程還不夠全面;同時缺乏鋼結(jié)構(gòu)住宅施工、安裝技術(shù)系統(tǒng)及統(tǒng)一的鋼結(jié)構(gòu)住宅質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)。系統(tǒng)性、前瞻性的理論研究及工程技術(shù)成果積累仍是發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅及其產(chǎn)業(yè)的瓶頸所在。

6 工程造價偏高

造價過高仍是阻礙鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的又一關(guān)鍵因素。根據(jù)目前國內(nèi)的建筑物全壽命過程中利益的分配體系，一般業(yè)基本不會像發(fā)達(dá)國家一樣關(guān)心整個建筑物在使用壽命內(nèi)的總投資，更不會主動考慮建筑物對未來環(huán)境的影響以及壽命終結(jié)后是否可以回收利用等建筑結(jié)構(gòu)可持續(xù)發(fā)展的問題。因此，鋼結(jié)構(gòu)住宅不可避免地會遇到前期投資較大、造價偏高的問題。資料統(tǒng)計(jì)，住宅鋼結(jié)構(gòu)體系造價要比磚混和鋼筋混凝土土建造價高5%-10%幅度。

影響鋼結(jié)構(gòu)住宅造價的主要因素是墻體材料、用鋼量以及防火防腐費(fèi)用。但是在利息、人工費(fèi)、使用面積等方面鋼結(jié)構(gòu)住宅有著更明顯的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，具有較好的綜合經(jīng)濟(jì)效益。發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)，地方政府應(yīng)在政策等方面給予支持和傾斜，以降低工程成本，使其更具市場競爭力。

7 消費(fèi)觀念改變

整個社會對鋼結(jié)構(gòu)住宅體系這種新住宅體系的接受需要一個過程。鋼結(jié)構(gòu)住宅體系雖然在國外己經(jīng)十分成熟和完善，但是對于我國來說還是新鮮事物，市場接受起來比較緩慢。因?yàn)槿藗儗鹘y(tǒng)的東西總是容易接受，對新的事物總會抱有懷疑的態(tài)度;只有對新事物有了正確的認(rèn)識，才會有科學(xué)的態(tài)度。鋼結(jié)構(gòu)住宅體系，在國內(nèi)已引起各方面廣泛的關(guān)注和討論，市場推廣和學(xué)術(shù)研究活動日漸頻繁，各種各樣的似是而非的問題得到解決，人們在心理上也在逐步接受它。

此外，目前整個社會對對建筑結(jié)構(gòu)中采用鋼結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性和必要性仍存在很大的誤解。包括普通百姓、業(yè)主、政府官員、甚至部分設(shè)計(jì)人員都對鋼結(jié)構(gòu)耐火性能、抗腐蝕性能等涉及建筑安全性的關(guān)鍵問題存在疑慮，鋼材表面的高價、以及對施工隊(duì)伍的專業(yè)化要求等也讓他們直觀上難以接受。由于對建筑鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢及整體性價比缺乏足夠的了解，很容易導(dǎo)致他們認(rèn)為一般建筑物首選的結(jié)構(gòu)形式為混凝土結(jié)構(gòu)體系，僅在混凝土結(jié)構(gòu)體系無法實(shí)現(xiàn)時才會選擇鋼結(jié)構(gòu)體系，更加無法認(rèn)識到一些建筑可能應(yīng)該或完全可以采用鋼結(jié)構(gòu)，從而獲得一個整體或長期的經(jīng)濟(jì)效益。

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