我國鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景分析

梁冰

[提要] 本文對(duì)比分析我國鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)與發(fā)達(dá)國家的差距，介紹鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)點(diǎn)，著重分析當(dāng)前應(yīng)用較為廣泛的幾大鋼結(jié)構(gòu)住宅體系，深度剖析目前我國鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展所遇到的問題，并提出相應(yīng)建議，以推動(dòng)我國鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；住宅體系；產(chǎn)業(yè)化；造價(jià)

中圖分類號(hào)：F293.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

收錄日期：2017年7月7日

1968年日本提出了住宅產(chǎn)業(yè)化的概念，住宅產(chǎn)業(yè)化是指采用工業(yè)化生產(chǎn)的方式，在工廠生產(chǎn)部件、施工現(xiàn)場(chǎng)組裝，建造住宅，通過此種方式既能有效地降低勞動(dòng)力使用，又能提升住宅的整體品質(zhì)，降低資源的消耗。

一、鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展形式

當(dāng)前，鋼結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)越來越受到人們的重視，在發(fā)達(dá)國家鋼結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)處于主導(dǎo)地位。在美國，70%左右的居民住宅采用了鋼結(jié)構(gòu)形式，輕鋼架結(jié)構(gòu)體系在別墅的使用中尤為突出。鋼結(jié)構(gòu)建筑目前在住宅中大量的使用，推動(dòng)了整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在美國、日本等發(fā)達(dá)國家，建筑鋼結(jié)構(gòu)的用鋼量已占到整個(gè)鋼產(chǎn)量的30%以上，鋼結(jié)構(gòu)建筑面積占總建筑面積的約40%以上。在我國建筑用鋼占鋼產(chǎn)量的45%，建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼占鋼產(chǎn)量的6.2%，占建筑用鋼的13.8%左右。雖然，目前我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)消耗的鋼材的產(chǎn)量每年都有提升，但在整個(gè)建筑業(yè)中所占的比重并沒有明顯的提高，鋼結(jié)構(gòu)仍不是建筑產(chǎn)業(yè)的支柱產(chǎn)業(yè)，鋼結(jié)構(gòu)在建筑業(yè)的發(fā)展空間還很大。

（一）鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)點(diǎn)。鋼結(jié)構(gòu)建筑與傳統(tǒng)的木結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：

1、符合環(huán)保要求。鋼結(jié)構(gòu)建筑的構(gòu)件大部分可在工廠生產(chǎn)，施工現(xiàn)場(chǎng)直接安裝。通過采用型鋼、組合鋼建造鋼結(jié)構(gòu)，在整個(gè)施工過程中可有效地避免由混凝土攪拌、施工所產(chǎn)生的環(huán)境污染和噪聲污染，同時(shí)鋼構(gòu)件可以回收和重復(fù)使用，徹底解決混凝土建筑廢棄時(shí)，拆除困難和建筑垃圾難以處理的難題。

2、抗震性能較好。鋼材由于其組成成分、生產(chǎn)工藝的不同，使其具有良好的延性和韌性。鋼結(jié)構(gòu)在使用過程中一般條件下不會(huì)因超載而突然斷裂，對(duì)動(dòng)力荷載的適應(yīng)性強(qiáng)，適應(yīng)于抗震、抗風(fēng)要求高的建筑。

3、結(jié)構(gòu)自重輕。鋼結(jié)構(gòu)由于其強(qiáng)度高、力學(xué)性能較好，因此在高層、大跨度建筑中經(jīng)常使用。鋼結(jié)構(gòu)自重約為混凝土的63%。如跨度、所受外界荷載相同，采用鋼屋架的質(zhì)量最多不超過鋼筋混凝土屋架質(zhì)量的1/3～1/4，節(jié)省了大量的材料，也為施工提供了方便。

4、有利于工業(yè)化生產(chǎn)。鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件可以通過工廠預(yù)制、批量化生產(chǎn)、工地現(xiàn)場(chǎng)拼裝，同時(shí)安裝簡(jiǎn)單、方便，提高了建造速度、節(jié)約資源。鋼構(gòu)件吊裝方便，能減少人工的使用，施工速度約為混凝土結(jié)構(gòu)的1.5倍以上。

5、建筑形式種類繁多。由于鋼材的力學(xué)性能較好，如梁橫截面高度相同，鋼結(jié)構(gòu)的開間可比混凝土結(jié)構(gòu)的開間大50%左右，因此鋼結(jié)構(gòu)建筑具有較大的跨度，使平面布置更靈活，空間更具有創(chuàng)造性，建筑造型復(fù)雜、多樣。

（二）當(dāng)前幾大鋼結(jié)構(gòu)住宅體系。現(xiàn)今常用的鋼結(jié)構(gòu)住宅主體結(jié)構(gòu)體系可分為以下幾類：鋼框架結(jié)構(gòu)體系、鋼框架——剪力墻結(jié)構(gòu)體系、鋼框架——核心筒結(jié)構(gòu)體系、鋼框架——支撐結(jié)構(gòu)體系、交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)體系、輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系。

1、鋼框架結(jié)構(gòu)體系。框架結(jié)構(gòu)體系主要通過框架梁、框架柱抵抗豎向荷載和水平荷載。目前，鋼框架梁種類有H型鋼梁、工字型鋼梁、箱型梁等。鋼框架柱的種類較多，有H型鋼柱、空心圓鋼管或方鋼管柱、圓鋼或方鋼混凝土柱等。樓板通常采用壓型鋼板——現(xiàn)澆混凝土組合樓板，外墻體采用磚、砌塊砌筑，內(nèi)隔墻則采用砌塊或輕質(zhì)隔板。

2、鋼框架——剪力墻結(jié)構(gòu)體系。鋼框架——剪力墻結(jié)構(gòu)體系是在框架結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，布置一定數(shù)量的剪力墻，以此增加建筑的側(cè)向剛度，減小側(cè)向變形，常用做法是將樓梯間、電梯間的墻體做成剪力墻。采用此種結(jié)構(gòu)體系的建筑具有平面布置靈活、使用面積較大的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又具有較大的剛度，在多高層建筑中具有明顯的優(yōu)勢(shì)。

3、鋼框架——核心筒結(jié)構(gòu)體系。鋼框架——核心筒結(jié)構(gòu)體系是在鋼框架結(jié)構(gòu)體系的基礎(chǔ)上，在整個(gè)建筑的中心部位布置一定數(shù)量的現(xiàn)澆混凝土墻體，同時(shí)墻體圍成的核心筒狀，以增加整個(gè)結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度。該體系的主要豎向承重構(gòu)件為核心筒，因此鋼框架梁、柱的截面較小，有利于增加住宅的內(nèi)部空間。常用于高層、超高層住宅中。

4、鋼框架——支撐結(jié)構(gòu)體系。該結(jié)構(gòu)體系在低層的鋼結(jié)構(gòu)住宅中使用較多，通過在柱之間設(shè)置橫向支撐，形成一個(gè)整體的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)體系。

5、交錯(cuò)桁架結(jié)構(gòu)體系。該結(jié)構(gòu)體系中的桿件全部承受軸向拉力或壓力作用，鋼材的性能得到了充分的利用，但由于整個(gè)體系中桿件數(shù)量較多，對(duì)建筑的平面布置有一定的影響。

6、輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系。目前，輕鋼龍骨結(jié)構(gòu)體系可分為兩大類：（1）由冷彎薄壁型鋼組成的龍骨體系，它的梁柱一般由槽鋼組成，自重較輕，約為普通鋼結(jié)構(gòu)的1/2～1/3；（2）由熱軋型鋼組成的龍骨結(jié)構(gòu)體系。

二、我國鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展存在的問題

（一）鋼結(jié)構(gòu)住宅價(jià)格偏高。工程造價(jià)是開發(fā)商在整個(gè)項(xiàng)目的運(yùn)作過程中最為關(guān)注的問題。雖然，部分地方政府為了推廣、應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)住宅，陸續(xù)推出了一系列的激勵(lì)政策，但并沒有落到實(shí)處，沒有給鋼結(jié)構(gòu)開發(fā)商帶來實(shí)質(zhì)性的實(shí)惠，致使大部分對(duì)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)充滿希望的開發(fā)商一直處于觀望狀態(tài)，同時(shí)由于鋼結(jié)構(gòu)住宅價(jià)格較高，大多數(shù)消費(fèi)者難以接受，嚴(yán)重制約了鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。

（二）鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)人才缺乏。在鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工等方面、包含了大量的新技術(shù)，而我國目前在這方面的人才還比較缺乏。在我國各科研單位、設(shè)計(jì)院所、建筑施工企業(yè)的大多數(shù)技術(shù)人員，已經(jīng)習(xí)慣和熟悉了鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，從而造成了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員越來越少，施工技術(shù)工人更是奇缺。

（三）有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范不完善。由于標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的缺乏，制約了各部品、部件的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)，致使我國鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展受阻。目前，我國還沒有統(tǒng)一的鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)、施工等規(guī)程，全國各地對(duì)鋼結(jié)構(gòu)住宅的推廣方式不一，相關(guān)企業(yè)、科研院所對(duì)鋼結(jié)構(gòu)住宅的研究均是從頭開始，并沒有相互的借鑒、學(xué)習(xí)與推廣，造成研究進(jìn)展緩慢。

（四）宣傳力度不夠，民眾認(rèn)識(shí)不足。在我國，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)已經(jīng)深入人心，獲得了消費(fèi)者的認(rèn)同。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)建筑，其使用的樓板、墻體等與傳統(tǒng)的住宅有所不同，人們對(duì)這種新型結(jié)構(gòu)和材料的使用性、耐久性等存在著一個(gè)認(rèn)識(shí)和接受的過程，短時(shí)間內(nèi)難以改變。

三、解決方案

面對(duì)我國當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展所遇到的問題，我們可以從以下幾個(gè)方面加以改進(jìn)，推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

（一）各級(jí)政府部門應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展水平和住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀，制定出相應(yīng)的扶持政策。同時(shí)，加大鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)的宣傳力度，使更多的開發(fā)商實(shí)實(shí)在在地享受到選用鋼結(jié)構(gòu)住宅帶來的好處，使更多的設(shè)計(jì)、施工人員認(rèn)識(shí)鋼結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢(shì)，克服傳統(tǒng)觀念對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的片面認(rèn)識(shí)。

（二）支持企業(yè)研發(fā)、推廣工作，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。通過部分企業(yè)的發(fā)展，推動(dòng)整個(gè)行業(yè)的發(fā)展。各企業(yè)之間積極開展合作，形成配套的鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)鏈，同時(shí)相關(guān)的科研、設(shè)計(jì)等單位也應(yīng)支持企業(yè)的發(fā)展，企業(yè)之間各取所長(zhǎng)，形成以企業(yè)為核心的不同鋼結(jié)構(gòu)住宅體系。

（三）應(yīng)逐步建立起完善的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、安裝和施工規(guī)范、規(guī)程，設(shè)計(jì)軟件。盡可能地推出設(shè)計(jì)新穎、技術(shù)先進(jìn)的試點(diǎn)工程，提升消費(fèi)者對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的認(rèn)同感。

（四）技術(shù)專業(yè)人才的儲(chǔ)備是關(guān)鍵。在我國的各大專院校努力推廣鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)改革政策，提升學(xué)生對(duì)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)的信心，為今后參與鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與施工打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（五）加強(qiáng)行業(yè)交流，提高認(rèn)識(shí)。各相關(guān)企業(yè)和設(shè)計(jì)院所，應(yīng)積極邀請(qǐng)國內(nèi)外有關(guān)方面專家來企業(yè)開展講座、進(jìn)行輔導(dǎo)，加強(qiáng)對(duì)設(shè)計(jì)人員、工程人員的專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)。同時(shí)，也可派人對(duì)國內(nèi)外的經(jīng)典工程進(jìn)行參觀取經(jīng)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，使技術(shù)人員掌握先進(jìn)的設(shè)計(jì)理論、施工工藝等。

（六）加大對(duì)研究新技術(shù)、新工藝的企業(yè)或個(gè)人的支持力度。建立有效的激勵(lì)制度和相應(yīng)的傾斜政策，確保企業(yè)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和研究人員的經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)他們的信心，鼓勵(lì)和支持各企業(yè)、設(shè)計(jì)人員打破傳統(tǒng)觀念，敢于嘗試和創(chuàng)新。

（七）降低鋼結(jié)構(gòu)住宅的造價(jià)，提升性能比，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。價(jià)格問題是消費(fèi)者關(guān)注的重點(diǎn)，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)住宅的價(jià)格與普通混凝土結(jié)構(gòu)住宅的價(jià)格相同，或者低于普通混凝土結(jié)構(gòu)住宅的價(jià)格時(shí)，消費(fèi)者才會(huì)選擇此類結(jié)構(gòu)，才有利于鋼結(jié)構(gòu)住宅的推廣。

（八）必須通過現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方式來推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展。必須讓人們充分認(rèn)識(shí)到鋼結(jié)構(gòu)住宅在節(jié)能、環(huán)保方面的優(yōu)勢(shì)，使人們能從長(zhǎng)遠(yuǎn)的經(jīng)濟(jì)效益來看待鋼結(jié)構(gòu)住宅。

四、結(jié)語

近年來，我國在工業(yè)廠房、大跨結(jié)構(gòu)中常采用鋼結(jié)構(gòu)，但在住宅建筑中卻未能得到有效地推廣。我國應(yīng)順應(yīng)當(dāng)前住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展形勢(shì)，加大對(duì)鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)的研發(fā)、應(yīng)用與推廣，力爭(zhēng)在未來的住宅產(chǎn)業(yè)中占有一席之地。

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