陳自寧

（士興（福建）鋼結(jié)構(gòu)有限公司　福建　福州　350003）

未來建筑推廣采用鋼結(jié)構(gòu)探析

陳自寧

（士興（福建）鋼結(jié)構(gòu)有限公司福建福州350003）

本文主要從國家政策，鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等方面，詳細(xì)闡述未來建筑采用鋼結(jié)構(gòu)趨勢，結(jié)合多年從事鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)驗(yàn)，提出了未來建筑推廣采用鋼結(jié)構(gòu)思路，以供同仁參考之用。

鋼結(jié)構(gòu)；發(fā)展趨勢；特點(diǎn)

前言

隨著鋼結(jié)構(gòu)新型建材的更新以及施工技術(shù)不斷完善，我們可以看到大量工業(yè)建筑均采用鋼結(jié)構(gòu)，如生產(chǎn)車間，物流倉庫等等，但公共建筑及居住建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用還是比較少，公共建筑目前只有少部分商場，體育館，車站使用鋼結(jié)構(gòu)，居住建筑也就只有少部分住宅使用鋼結(jié)構(gòu)。結(jié)合這么多年從事鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)，整理一些自已積累的經(jīng)驗(yàn)，對未來建筑采用鋼結(jié)構(gòu)趨勢進(jìn)行分析和提出了未來建筑推廣采用鋼結(jié)構(gòu)思路，以供參考和討論。

1　未來建筑采用鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展趨勢

近年來我國不斷推動綠色建筑的發(fā)展和應(yīng)用，隨的新版《綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》2015年實(shí)施，綠色建筑行業(yè)市場規(guī)則，競爭秩序?qū)⑦M(jìn)一步在各項(xiàng)政策中得到規(guī)范，而鋼結(jié)構(gòu)相比傳統(tǒng)的混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)擁有自重輕、抗震性強(qiáng)、施工周期短、節(jié)能環(huán)保、可回收利用等諸多優(yōu)勢，在綠色建筑和住宅產(chǎn)業(yè)化是可行方向之一。故在此新的綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施背景下，集綠色環(huán)保優(yōu)勢為一體的鋼結(jié)構(gòu)住宅開始受到各地政府重視，部分地方政府已定下產(chǎn)業(yè)化住宅覆蓋率的具體時(shí)間表，并給予一定補(bǔ)貼，這將帶動鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)鏈實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)和技術(shù)創(chuàng)新，從而使鋼結(jié)構(gòu)在居住建筑特別是住宅及公共建筑得到進(jìn)一步推廣。

隨著新型城鎮(zhèn)化的快速推進(jìn)，及《國家新型城鎮(zhèn)化規(guī)劃（2014～2020年）》提出：“實(shí)施綠色建筑行動計(jì)劃，完善綠色建筑標(biāo)準(zhǔn)及認(rèn)證體系、擴(kuò)大強(qiáng)制執(zhí)行范圍，加快既有建筑節(jié)能改造，大力發(fā)展綠色建材，強(qiáng)力推進(jìn)建筑工業(yè)化?！边@勢必讓工業(yè)化程度高，工期短的，對周邊環(huán)境污染小的鋼結(jié)構(gòu)住宅有進(jìn)一步推廣趨勢。

2　鋼結(jié)構(gòu)相比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有以下特點(diǎn)

2.1質(zhì)量易控制

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件基本上都是工廠加工制造好運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場，通過機(jī)械及節(jié)點(diǎn)螺栓連接起來，這樣生產(chǎn)自動化程度高，精度容易有保證，且為干作業(yè)，質(zhì)量易于控制，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場澆注，濕作業(yè)，質(zhì)量與技工水平有很大關(guān)系，質(zhì)量不易控制。

2.2施工工期短

鋼結(jié)構(gòu)工廠化生產(chǎn)，不受天氣影響，現(xiàn)場機(jī)械安裝，工序簡單，工作面大，施工速度快，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)要鋼筋綁扎、支模、澆注、振搗、養(yǎng)護(hù)多道工序，耗費(fèi)人力物力，施工周期長。

2.3充分利用建筑空間

鋼結(jié)構(gòu)相對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)布置靈活，容易獲得大空間，能夠懸挑較大跨度。設(shè)計(jì)中同樣荷載作用下，鋼結(jié)構(gòu)鋼材材料強(qiáng)度高，梁柱斷面都比混凝土斷面小，空間利用率高。

2.4基礎(chǔ)工程量減少

鋼結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)自重輕，基礎(chǔ)受力減小，基礎(chǔ)截面降低，基礎(chǔ)工程量減少。

2.5可循環(huán)利用，對環(huán)境污染少

鋼結(jié)構(gòu)材料大部分都是工廠制造化，通過現(xiàn)場吊運(yùn)裝配起來，可拆除和重復(fù)利用，對環(huán)境污染少，而混凝土為現(xiàn)場澆注，不可重復(fù)利用，且在施工過程產(chǎn)生大量垃圾，對環(huán)境產(chǎn)生污染。

2.6綜合造價(jià)低

基礎(chǔ)工程量減少，基礎(chǔ)造價(jià)就相應(yīng)降低。而一般建筑基礎(chǔ)造價(jià)占有比重較大，故相應(yīng)綜合造價(jià)就降低。同時(shí)施工速度快，相對應(yīng)投產(chǎn)提前，就產(chǎn)生良好效益。從提前產(chǎn)生效益來比較，綜合造價(jià)也就低。

2.7抗震性好

鋼結(jié)構(gòu)有較好的延性，當(dāng)結(jié)構(gòu)在動力沖擊荷載作用下破壞時(shí)吸收較多的能量，可降低脆性破壞的危險(xiǎn)程度，因此鋼結(jié)構(gòu)建筑具有良好的抗震性能好[2]。例如2013年4月20日蘆山地震時(shí)，那些因2008年汶川地震破壞混凝土結(jié)構(gòu)而改建后用鋼結(jié)構(gòu)學(xué)校醫(yī)院都沒有什么破壞。

3　未來建筑推廣采用鋼結(jié)構(gòu)思路

3.1確保鋼結(jié)構(gòu)防火達(dá)到要求

防火問題如何解決，“911”美國世貿(mào)大樓遭襲，大火擊倒了全鋼大樓的場景至今還讓人如在眼前。鋼結(jié)構(gòu)建筑的確耐火性不如混凝土。畢竟每幢建筑的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)不是按飛機(jī)撞擊執(zhí)行的，全鋼結(jié)構(gòu)完全可以解決防火問題。一種方法在外部刷上防火防腐涂料。另外一種方法，在鋼材外部包裹上防火材料，都可以達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)中大火里一段時(shí)間內(nèi)不垮的要求。[3]

3.2突破開發(fā)商及業(yè)主慣性思維

鋼結(jié)構(gòu)雖然具備諸多優(yōu)點(diǎn)，但真正推廣困難還很多，開發(fā)單位及業(yè)主慣性思維就是攔路虎之一。開發(fā)商及業(yè)主對鋼結(jié)構(gòu)建筑多方面的優(yōu)越性認(rèn)識也不夠，一些工程并不從采用最優(yōu)化方案去考慮運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)[3]。比如在工業(yè)廠房施工中，大部分廠房都為全鋼結(jié)構(gòu)。也有少部分采用混凝土柱+鋼屋蓋結(jié)構(gòu)。大量的工程建設(shè)中，廠房都為全鋼結(jié)構(gòu)比采用混凝土柱+鋼屋蓋結(jié)構(gòu)施工周期縮短且經(jīng)濟(jì)環(huán)保。但有些業(yè)主在單層工業(yè)廠房否定全鋼結(jié)構(gòu)方案而選擇混凝土柱+鋼屋蓋結(jié)構(gòu)方案。還比某一座大廈，在建設(shè)之初有關(guān)專家就提出過鋼結(jié)構(gòu)方案，最終還是被開發(fā)商否定，因此突破開發(fā)商及業(yè)主慣性思維，也有利未來建筑推廣采用鋼結(jié)構(gòu)。

3.3確保鋼結(jié)構(gòu)防腐達(dá)到要求

在平時(shí)施工管理過程中，經(jīng)常遇到廠房結(jié)構(gòu)中拉桿生銹，特別是廠房建在靠海邊位置，也曾遇到在海邊建的鋼結(jié)構(gòu)廠房中大梁也出現(xiàn)生銹現(xiàn)象，這些都是鋼結(jié)構(gòu)防腐沒有達(dá)到要求，給后期維修增加費(fèi)用，因而在耐久性不如混凝土。應(yīng)選擇合適防腐蝕方案及材料都應(yīng)該可以避免這些情況發(fā)生。比如拉桿生銹如選擇鍍鋅材料就避免生銹，在海邊選擇環(huán)氧富鋅防銹漆+842環(huán)氧云鐵防銹漆+各色環(huán)氧面漆這油漆方案就避免鋼結(jié)構(gòu)腐蝕問題。

3.4確保鋼結(jié)構(gòu)體系與維護(hù)體系相協(xié)調(diào)

在平時(shí)施工管理過程中，鋼結(jié)構(gòu)骨架部分與墻面部分板材不協(xié)調(diào)，只要是板材模數(shù)與骨架不協(xié)調(diào)，這將產(chǎn)生現(xiàn)場裁剪大大減少鋼結(jié)構(gòu)裝配化效率。因此需讓鋼結(jié)構(gòu)體系與維護(hù)體系相協(xié)調(diào)，讓建筑板材要符合模數(shù)化和標(biāo)準(zhǔn)化，以實(shí)現(xiàn)工廠化生產(chǎn)、現(xiàn)場裝配式施工，讓鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)化和裝配化優(yōu)勢體現(xiàn)出來。解決好建筑板材要符合模數(shù)化和標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)從設(shè)計(jì)時(shí)就要考慮，讓骨架與板材模數(shù)相互協(xié)調(diào)。在日常施工管理工程中，未維護(hù)部分都進(jìn)行排版，特別是遇到窗，門洞等位置考慮時(shí)應(yīng)選擇好模數(shù)及起點(diǎn)位置，盡量讓板材符合模數(shù)化和標(biāo)準(zhǔn)化。

3.5確保有足夠懂鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計(jì)人員，專業(yè)施工人員，專業(yè)技術(shù)工人

在平時(shí)施工管理過程中，由于現(xiàn)場安裝工人，管理人員及設(shè)計(jì)人員素質(zhì)不同，鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)過程中也相應(yīng)出現(xiàn)許多質(zhì)量，安全等問題。因此要加強(qiáng)技術(shù)工人專業(yè)學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，同時(shí)也要加強(qiáng)現(xiàn)場管理人員及設(shè)計(jì)人員專業(yè)學(xué)習(xí)和培訓(xùn)，以達(dá)到讓這些設(shè)計(jì)人員，施工人員，技術(shù)工人熟練掌握鋼結(jié)構(gòu)，且讓這方面人才培養(yǎng)越來越多，讓他們在鋼結(jié)構(gòu)建設(shè)中發(fā)揮應(yīng)有作用，從而讓鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)勢體現(xiàn)出來。

3.6確保鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工緊密結(jié)合

建筑的設(shè)計(jì)與施工環(huán)節(jié)是一個(gè)完整的、密切聯(lián)系的全過程，這一點(diǎn)對工業(yè)化建筑體系的建造尤為重要。在我國，設(shè)計(jì)與施工是兩項(xiàng)獨(dú)立的工作，設(shè)計(jì)與施工相分離。這一專業(yè)化的社會分工雖然有利于設(shè)計(jì)方與施工方在各自領(lǐng)域內(nèi)提高專業(yè)水平，但是也導(dǎo)致了許多問題[4]：設(shè)計(jì)人員不一定有施工經(jīng)驗(yàn)，因而許多設(shè)計(jì)出來滿足不了施工需求，就如有的設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)選用扭剪型高強(qiáng)螺栓連接，可卻沒有考慮到使用扭斷器應(yīng)使用操作空間，從而讓高強(qiáng)螺栓扭不斷。還如有的設(shè)計(jì)墻面鋼結(jié)構(gòu)檁條體系沒有考慮到墻面板模數(shù)需求，窗，門洞位置沒有考慮到墻面板模數(shù)需求，因而產(chǎn)生現(xiàn)場許多裁剪現(xiàn)象，還有鋼結(jié)構(gòu)與土建交接處沒有考慮施工可性性，產(chǎn)生矛盾，都導(dǎo)致設(shè)計(jì)變更，成本增加，工期延長，質(zhì)量缺失。如果鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工能夠緊密結(jié)合，相互協(xié)調(diào)，在這前提下，合理分工，各盡其能，各盡其職，必會減少各種不良現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)，從而讓鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)勢更好發(fā)揮。

4　結(jié)束語

鋼結(jié)構(gòu)憑借眾多特點(diǎn)在未來建筑領(lǐng)域中慢慢普及，而作為從事鋼結(jié)構(gòu)管理人員應(yīng)了解鋼結(jié)構(gòu)各種優(yōu)缺點(diǎn)及發(fā)展趨勢，在施工管理中，加強(qiáng)各方面控制管理，讓采用鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)勢體現(xiàn)出來，讓業(yè)主及開發(fā)商看到鋼結(jié)構(gòu)眾多優(yōu)點(diǎn)，打破常規(guī)思維，而考慮選用鋼結(jié)構(gòu)方案，讓未來建筑采用鋼結(jié)構(gòu)得到進(jìn)一步推廣。

[1]《綠色建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T50378-2014）[S].中國建筑工業(yè)出版社，2014.

[2]李芬紅.論鋼結(jié)構(gòu)建筑是新型建筑工業(yè)化最重要的代表[J].中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2013（8）：24～25.

[3]鐘鍵.鋼結(jié)構(gòu)在國外建筑的應(yīng)用[N].中國房地產(chǎn)報(bào)，2004，10.

[4]關(guān)柯.關(guān)于建筑工業(yè)化及其幾個(gè)問題的探討[J].哈爾濱建筑大學(xué)學(xué)報(bào)，1980，2：82～92.

TU391

A

1673-0038（2015）25-0221-02

2015-6-4

陳自寧（1981-），男，福建福清人，工程師，本科，從事鋼結(jié)構(gòu)施工管理工作。