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促进促进我国建筑钢结构产业发展的几点思考

发表时间：2020/7/15 来源：《基层建设》2020年第6期作者：蒋铁鑫

[导读] 摘要：在我国科学进步日新月异的今天，钢铁产能越来越大，甚至于已经出现了产能过剩的情况，所以我国各大建筑公司也开始能够接受钢材价格，逐渐大量应用钢结构，在钢材产品质量迭代后，产品性能越来越高，钢材产品也适应了建筑结构的要求，使用钢材作为建筑结构能够节约成本，还可以使建筑安全系数更高。

        安徽新华学院,土木与环境工程学院
        摘要：在我国科学进步日新月异的今天，钢铁产能越来越大，甚至于已经出现了产能过剩的情况，所以我国各大建筑公司也开始能够接受钢材价格，逐渐大量应用钢结构，在钢材产品质量迭代后，产品性能越来越高，钢材产品也适应了建筑结构的要求，使用钢材作为建筑结构能够节约成本，还可以使建筑安全系数更高。这篇文章就钢结构在建筑中的应用进行讨论，并且提出了钢结构促进建筑业发展的思考。
        关键词：钢结构；建筑；建筑业发展
        前言：我国建筑钢结构的发展过程十分曲折。在中国新成立之初，经济建设发展需要建筑业发展，建筑业的钢结构也得到了发展，但是在那个时代钢材产能有限，故而造成钢结构只在大型厂房和一些大跨度的建筑物当中才有一定应用。在我们国家实行改革开放政策以后，经济得到突飞猛进的发展，钢铁行业也发展迅猛，钢铁应用领域也逐渐拓宽。在这段时间内，有许多高层建筑、大型会展中心、机场的候机楼以及一些大型客机的检修库等都运用钢结构作为结构件，特别是上海金茂大厦的建成，更是标志着我国超高层的钢结构应用已经迈入了世界先进水准；时间发展到二十一世纪以后，因为钢材生产技术不断迭代更新，钢材产能逐渐释放，导致钢材产能过剩，钢材价格降低后，钢材应用逐渐受到各大建筑公司的青睐，大量的钢结构被应用到建筑领域，建筑钢结构逐渐进入黄金时代，还有就是钢材性能越来越高，钢结构的理论也越来越成熟，为钢结构的广泛应用打下了坚实基础。
        1. 建筑钢结构市场发展
        改革开放以后，我国开始倡导发展市场经济。市场开放后，民营企业、合资企业和外资企业建立的钢结构制作公司大量涌现。其中不乏一些优秀企业，他们不断发展壮大，成为行业翘楚。市场经济的发展和成熟给了这些企业平等公平的发展机会，同时这些企业也不负众望，有力带动了建筑钢结构产业的发展壮大。
        企业规模不同造成了他们各自的发展方向也有所差异。民营企业发展速度快，逐渐发展成大规模和高产能的企业。大型的民营和国营钢结构企业则主要侧重于大型、重型和高层建筑的钢结构构件的生产，这些企业型材钢生产能力很强。一些外企也在扩张，他们在PEMB（专业人士、经理、管理层及商人）方面具备先天优势，这些企业主要以金属系统建筑为主要产品方向，主打集成能力[1]。
        随着建筑钢在生产制作，集成加工方面的快速发展，各大建筑企业对建筑钢结构件的性价比也有了更深的了解，并且尝试在一些领域内主动选择建筑钢结构的建筑形式，这位建筑钢结构件的发展提供的动能。
        在市场经济逐步发展和钢铁企业发展的背景下，建筑钢结构的发展顺应时代，将必然进入高速发展期。建筑钢结构用钢在钢材消费中占有大量比例，相比传统的混凝土结构，建筑钢更具有环保优势和经济优势，有特比好的前景。其一，钢材具有可回收性，具有可以回收再利用的特点，使用钢材作为结构件能有效减少施工过程中的粉尘，符合国家提倡的环境发展要求。其二，钢材具有高强度的特点，相比同等强度的混凝土可以采用更小的截面。此外，钢结构因其高强度，可以承受更大的载荷，所以可以跨越大跨度的建筑，建筑用钢便于运输，安装方便。其三，钢材具有更好的材料性能。钢材质地均匀、各向同性、弹性模量大、有很好的塑性及韧性、为理想的弹性-塑性体[2]。所以，局部受力或者超载不会导致钢材突然折断。还能够适应震动载荷，具有优良的抗震性能。钢材因为其稳定的力学性能，在设计时可以有更可靠的设计参数。钢材组织密封性好，可以用焊接铆接等方式连接，完全适用于对气密性要求高的建筑。因为钢材产业化程度高，制作加工更加方便，安装更加迅速快捷，在缩短工期的同时减少了工程造价。钢结构相比于混凝土结构更容易拆卸、加固和改建。钢结构在防腐维护的条件下，力学性能不会发生变化，具有良好的耐久性。但是，钢材也有自身的缺点。相比于混凝土，钢材的价格更加高昂，钢材的耐火和腐蚀性也比混凝土差。

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但是现代技术的抗火和表面处理技术处理，能够达到使用要求。我们国家如今正在提倡低碳社会，可持续发展是人类发展的必经之路，建筑行业一直是消耗资源的行业，而且废旧建筑和建筑垃圾的处理也成为一大难题。建筑结构钢的出现和发展，极大的缓解了建筑行业这一情况，建筑结构钢产业发展也符合国家战略发展的要求。
        2. 建筑结构设计理论及技术问题
        在我国建国以来，建筑结构设计的科研技术人员刻苦钻研，形成了现有的建筑钢结构的基本结构用钢材、基本结构体系及基本应用领域。但是，与建筑业发达国家对比，我国建筑钢结构行业还处于初级阶段，不停出现的新材料、新技术、新结构将推动建筑钢结构产业不断前进。推动建筑刚结构发展的同时，还应对已有的建筑设计结构规范进行更新补充，尤其对新型结构体系及新的应用领域的建筑结构设计规范的编制工作特别重要。
        近十年来，因为产业技术人才不断涌现，国内的建筑钢结构领域的科研环境越来越好，科研成果也越来越多。但是，科研试验的经验仅限于工程试验的实践经验，大部分技术为外资企业技术垄断。发达国家已经应用的就有大跨度开合结构体系、张拉整体结构体系等等。近年来，我国也对这些课题进行了研究探索，但工程实践还没有成果，更缺少相关的标准规范。
        另外，建筑钢结构企业的产业集成方面也严重不足，安装过程与结构设计过程对接不畅，创新的截面形式在安装规范中没有及时更新，导致规范比实际应用技术滞后。这些情况都导致了建筑刚接过在设计施工过程中系统优化不彻底，建筑钢结果产业化扩大受限。
        在设计人员方面，我国建筑设计主要以混凝土领域，多数设计人员不适应建筑钢结构领域。钢结构比混凝土结构刚性不足，却性能高、截面小，使设计人员很难掌握其中的稳定性问题。因为钢结构比较轻柔，使这种结构在风载和地震中变形量特别大，掌握混凝土设计的人员不具备扎实的钢结构力学理论基础。现代钢结构体系发展较快，从重钢厂房到轻钢厂房、薄钢厂房，设计理念和设计方法要求都不尽相同。所以，发展建筑结构钢产业的前提，就是提高设计人员在此领域的设计水准[3]。
        3.建筑钢结构行业产业链的问题
        现代我国市场经济处于发展阶段，虽然建筑结构钢产业发展十分迅猛，但是我国建筑钢产业因为发展不均衡，导致产业链存在着隐患。主要表现为结构钢产品多样性不足，不能满足市场需要，结构钢生产企业没有自主研发意识也没有研发能力，在国际市场当中没有竞争力，一些高端产品主要依赖进口[4]。因为快速发展，建筑钢结构有些领域严重脱节，工程化能力不足，速度不及时，一些新结构不能第一时间得到市场推广应用。科研单位与设计施工单位缺乏有效沟通，缺乏有序过程，设计队伍相对薄弱。安装施工和检测技术队伍不能满足要求。此外，市场存在一些恶性竞争，用低价中标高加索赔的方式索取利益，导致质量事故。
        除此之外，建筑钢结构的一些配套产业也发展缓慢。这会拖慢建筑钢结构本身快速发展的速度，同时，这些落后的配套产业将会使建筑钢结构的优势无法发挥，导致建筑成本提高，阻碍了建筑钢结构的发展。
        参考文献：
        [1]周立斌. 建筑钢结构企业发展研究[D].浙江大学,2006.
        [2]詹瑜. 钢结构住宅发展现状及效益分析[D].华南理工大学,2012.
        [3]李英攀. 我国钢结构住宅建筑及其产业化研究[D].武汉理工大学,2003.
        [4]蒋海杰. 我国钢结构住宅体系评价及产业化发展对策研究[D].北京工业大学,2004.