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行业新闻
钢结构建筑体系实现住宅产业化
发布日期:2018/5/17
一种新型的建筑体系有可通房地产业、建筑业、冶金业之间的行业界线,集合成为一个新的产业体系,这就是业内人士普遍看好的钢结构建筑体系。钢结构建筑的优点主要有:大大节约施工时间,施工不受季节影响;增大住宅空间使用面积;减少建筑垃圾和环境污染,建筑材料可重复利用;拉动其他新型建材行业的发展;抗震性能好;使用中易于改造、灵活方便;给人带来舒适感等等。由于土地资源不可再生,建设部已下令禁止使用传统的粘土砖,同时,我国的钢产量已达1.7亿吨,严重供过于求的状况已迫使钢铁企业另辟蹊径,引进国外已经成熟的钢结构住宅建筑体系,同时为建筑业和钢铁业找到了新的出路,因此,钢厂和建材企业走在了钢结构住宅的前列。 


近几年,钢结构建筑相比于砖混结构建筑在环保、节能、高效、工厂化生产等方面具有明显优势。深圳高 325米的地王大厦、上海浦东高421米的金茂大厦、北京的京广中心等大型建筑都采用了钢结构,北京、上海、山东等省市已开始进行钢结构住宅试点,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。高层钢结构建筑屡见不鲜人们预料21世纪是金属结构的世纪,钢结构将成为新建筑时代的脊梁。人类自 17世纪70年代开始使用生铁,19世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋,钢结构发展的历史要比钢筋混凝土结构发展的历史悠久,它的生命力也是越来越强。在美国,低层建筑如两层楼以下的非居住型建筑市场已有70%以上是建筑金属制品。全世界至今已完成的101幢超高层建筑中,钢筋混凝土结构16幢,纯钢结构 59幢,不同形式的钢砼混合结构27幢;可以看出钢结构的发展必将促使建筑业、冶金工业、机械工业、汽车工业、农业、石油工业、商业、交通运输业得到迅速发展。 


钢材的“容重与强度比”一般小于木材、混凝土和砖石,因此钢结构比较轻,与钢筋混凝土结构相比要轻 30%-50%;另外钢结构断面小,与钢筋混凝土结构相比可增加建筑有效面积8%左右。我国二十世纪初建造的松花江钢桁桥、黄河大桥、上海国际饭店等就采用了钢结构;新中国成立后,我国民用高层建筑钢结构发展速度进一步加快,全国十几幢高层钢结构建筑中北京就占了六幢:京广中心(208米高)、京城大厦 (182米高)、国贸中心(155.2米高)、长富宫饭店 (90.9米高)、香格里拉饭店(82.7米高)、中国工商银行总行(48.3米高),还有正在建设中的国家大剧院工程。全国上百个大小机场都将设计采用钢结构,以加快建设速度和增大空间。由此可见,高速度发展的经济需要钢结构。 


政策、技术条件已经具备。今年年初,建设部、国家冶金工业局联合组织建筑用钢技术协调组制定《国家建筑钢结构产业“十五”计划和2015年发展规划纲要》。纲要中明确阐述:钢结构具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工速度快、地基费用省、占地面积小、工业化程度高、外形美观等一系列优点,此外,钢结构建筑还具有良好的空间感,可设计成大量开放型办公室围绕着空中花园、中央天井加上合理的电梯设计可达到最低的能源消耗。因此钢结构又是环保型和节能型建筑结构。与混凝土结构相比它是环保型和可再次利用的、易于产业化的结构,发达国家在房屋建筑中广泛采用钢结构。金融街是北京最具现代化气息的街区,鉴于钢结构住宅有上述诸多优势,作为目前金融街上唯一的高档公寓,为了创造更舒适的空间感和更加节约能源,金宸公寓设计成了钢结构高品位住宅,并被评为纲要公布后北京首家建设部住宅钢结构体系示范工程,也是北京目前唯一的小高层钢结构住宅项目。 


钢产品和建筑钢材品种的增加为钢结构的发展打下了良好的基础。我国从1996年钢产量突破1亿吨,已成为世界的钢铁大国,随着国家二十一世纪狠抓冶金科技进步,提高我国钢铁工业的技术水平和装配水平,到2020年前后我国有望成为世界的钢铁强国。过去长期不能生产的H型钢,现在已可以在“马钢”、“莱钢”和鞍山第一轧钢厂生产了。 H型钢的最大截面已达700mm,年产能力可达140万吨,轻钢结构用的彩色钢板目前年生产能力已达70—90万吨,冷弯型钢年生产能力约120万吨。这为钢结构建筑的发展奠定了基础。“十五”期间建筑钢结构的发展目标,是争取达到每年建筑钢结构用钢材占全国钢材总产量的3%。2015年建筑钢结构的发展目标,是争取每年全国建筑钢结构的用钢量达到钢材总量的6%。由此可见,我国建筑钢结构的发展将上一个新台阶。高效的焊接工艺和新的焊接、切割设备的应用。如各种反面衬垫方法的双面成型单丝和多丝埋弧焊、龙门架工字梁双侧双丝快速焊接生产线、各种数控火焰机和激光切割机,为钢结构高效制作和生产高质量产品创造了良好条件。高效焊接材料的使用,如气体保护焊和自保焊药芯焊丝以及各种高效焊条,到 2005年要占焊接材料总产量的40%左右;摩擦型强力螺栓和采用扭力自动控制方法以及防腐、防火等新工艺、新材料的开发等都为深入发展钢结构工程创造了良好的条件。 


节能、高效、环保与产业化。20世纪后几年,我国城镇住宅建设以每年竣工面积4.4亿平方米,总产值 6000亿元(约占GDP9%)的建设迅猛发展,住宅产业成为国民经济中新世纪的新的增长点。实现住宅产业现代化,解决目前住宅建设中存在工业化水平低,部品化率低以及住宅用材档次低,寿命低,实心黏土砖能耗高,不利于环保等问题,已被列入新世纪急待解决的问题。我国建筑行业要求全行业研究钢结构在各类建筑中应用的新体系,扩大其应用范围,发展多层钢结构建筑。国际上,美国设计师和结构师非常重视研究金属结构及其耐用性、实用性和经济性,欧洲专家们提出,钢结构具备绿色建筑的条件,即为有利于保护环境,节约能源的建筑。他们认为金属结构建筑具有良好的空间感,能够实现创新的规划和空间设计,建筑,不光是居住、使用,更应考虑为人创造更舒适的空间,节约能源的空间。日本1998年钢产量5900万吨,建筑结构用钢量占13%,而钢结构住宅在建筑结构用钢中占了相当大的比例,香港更是高楼大厦到处林立。台湾地震,明显看出钢结构建筑优于钢筋混凝土建筑;从地震破坏情况看,一般的多层住宅基本全部塌为平地,而钢结构建造的住宅没有倒塌的,因此台湾当局要求多层房屋建筑一律要用钢结构。我国多层住宅和小高层住宅采用钢结构的试点,从天津开始。天津市采用三种不同结构,不同墙体材料,不同施工方法的方案。启动20万平方米以上的规模试点工程。其一是采用方钢管混凝土柱大开间结构形式;其二采用钢骨桁架结构形式;其三采用钢管混凝土结构形式。三种结构的平方米用钢量都小于钢筋混凝土结构的用钢量。在青岛、上海及新疆都列出一定面积的房屋住宅工程进行试点。由于目前我国 “钢住宅”刚刚起步,很多结构都无法批量生产,因此,钢结构会要比混凝土结构贵一些。北京金宸公寓的建设单位经过计算认为,尽管总体上钢结构的价格还比较高,但由于工期短、能耗少、使用率高、品质档次提高,因此综合造价并不高,同时,由于这是北京首座钢结构住宅示范工程,因此,供应商都以最优惠的价格提供钢结构部品,总造价与混凝土结构差不多。 


我国年钢产量超过亿吨后,钢材价格从1995年的价格上降下来了,如钢结构制作、安装费(包括材料、制作、运输、安装)从1995年的9000-10000元/吨到2000年末为5000-6000元/吨。为了迎接2008年奥运会,北京在未来几年将投入1800亿元来进行体育场馆改造、城市基础工程建设和新建一批高品位住宅和高级宾馆,同时北京又属于地震断裂带中为8度地震设防区。因此,钢结构的建筑无疑将成为北京未来建筑的主流。
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