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迎接中国钢结构建筑发展的春天(上)

发布时间:2014-05-09作者:浏览量:0来源:

  我国的建筑发展史就是一部中华民族几千年社会文明进步发展史的缩影,从最初的陵阜穴居、构木为巢;到随着社会生产力的不断发展,设计水平与建筑技术的不断提高,逐渐发展到木骨泥墙、秦砖汉瓦直至发展到今天的摩天大厦、跨江大桥、三峡大坝等世纪工程,谱写了一部具有悠久历史传统和辉煌成就的中华民族建筑史诗,而今天蓬勃发展、方兴未艾的现代钢结构建筑亦将为建筑史增添更加辉煌灿烂的新篇章。
  特别是随着现代社会经济、文化的发展,人类对建筑尤其是住宅建筑有了更高的需求和期待。而钢结构建筑体系的出现和发展正是顺应了今天时代发展的潮流,钢结构建筑工程正以她独特优势和魅力引起政府、社会和投资者、消费者的青睐和重视。近年来呈现了迅猛发展的趋势。
  一、钢结构建筑的特点
  随着钢材冶炼、轧制工艺的提高,建筑钢结构设计愈来愈成熟、施工技术愈来愈进步,使建筑钢结构形成了钢结构建筑工程的高、强、新、美、轻、快、好、省的特点。
  高:钢结构建筑由于自身强度高、重量轻,性价比相较其他结构体系更高;而高层建筑中由于钢结构较之其他材料的结构承载力更高,更利于增加建筑的高度,让摩天大厦、“空中楼阁”、空中城市的梦想都能得以实现。
  强:钢结构建筑由于钢材自身的材料优势具有强度高、韧性好;抗弯、抗拉、抗剪、抗疲劳等优越的综合力学性能,较传统的砖、木、混凝土结构有着不可替代又无法比拟的优势,特别在住宅建筑中可进行大开间设计,灵活分隔,更能满足人们的生活和人性化需求。
  新:由于钢材的优越性能,钢结构建筑可以采用更多的新技术、新材料、新工艺、新装备,使建筑内在结构合理,外观设计更加标新立异、飘逸壮美。
  美:钢结构建筑对施工周边环境绿色环保,避免传统施工所造成的飞灰、扬尘等环境破坏,使加工变成工厂化生产、施工现场变得更加文明、洁净。它是一种真正意义上的人性化、科技型、现代化绿色建筑技术。
  轻:钢结构建筑由于结构自重减少,可使结构更加轻巧,在力学性能相同的情况下钢结构建筑仅为传统结构自重的1/3还不到而取代传统的肥梁胖柱。
  快:钢结构制造、安装、维修简便,易于工厂化生产,机械化安装,提高加工及安装效率,大大地提高了施工速度和经济效益。
  好:钢材具有强度高,塑性、韧性优异的效果,并且钢结构的施工质量较传统的结构容易控制,更利于建成品质更好的建筑。
  省:钢结构建筑性价比高,可以节约能源,节约成本,节约土地,节能减排,还可进行重复利用,形成循环经济。
  二、工业化特色和轻高强的优势
  但由于钢结构在我国出现相对较晚,政府引导扶持不够、设计相对滞后,特别是某些设计和施工的关键问题至今还未臻完善、成熟,譬如梁柱节点、三板(墙板、楼板、屋盖)的防漏、防火、保温处理以及与水电、暖通的配套衔接均有待完善和提高,构配件还没有完全统一的设计标准和规范,诸如梁、柱、板、门、窗等连接的设计软件开发,钢材生产厂商的产品升级换代及设计、施工、验收标准、规范的制定。为此,业内人士一致认为须统一思想,勇于改革创新,发挥各自优势,才能使钢结构建筑更加健康地发展。在政府主管部门的领导和指导下,各关联行业、企业还需进一步加强以下5个方面的工作。
  第一,要加大政府宣传、引导、政策扶持的力度。特别是在城市建设中,传统施工现场的扬尘、噪音、废弃物处理已成为城市环保的公害之一。而钢结构建筑作为绿色建筑更容易满足标准化、工业化和产业化生产,实现从制造、安装、使用、拆除到建筑材料无公害处理的全寿命循环使用。因此政府应在规划、税收、容积率、土地供应等政策上倾斜,增加对建筑环保节能的专项资金支持,加强宣传引导,重点支持钢结构建筑新技术、新工艺、新材料、新装备的绿色建筑开发,指导引领钢结构建筑产业转型升级,符合国家可持续发展的战略思想。
  第二,要与时俱进、设计先行。要加快钢结构建筑健康有序的发展,建立包括概念设计、结构设计、施工设计、标准图集等完整的钢结构建筑设计体系势在必行,开发出完整合理、科学先进的钢结构建筑设计软件。此外,要重点解决以下6个关键问题:
  一是柱与基础、柱与柱、柱与梁、梁与梁、柱与支撑、柱与板、梁与板等的连接设计和节点设计。
  二是三板(楼板、墙板、屋面板)防水、防火、保温功能设计标准化,有利于大规模的工业化生产。
  三是内外墙板的装饰设计和施工体系,可采用框架结构先行装饰;墙板采用工厂涂装;板与柱、梁、板之间的现场节点与内装饰统一进行后处理等工艺设计。
  四是厨、卫、浴可采用整体生产,整体嵌装。
  五是与水电、暖通、弱电、网络设计和安装的无缝对接。由于钢结构承重柱梁的截面比普通建筑大大减小,可直接在柱、梁构件中设计共同管沟及嵌插接头等标准配件。
  六是由于钢结构比传统的砖、砼结构自重都要轻得多,基础荷载要轻2/3以上,高层钢结构工程无必要再设计超深、超大体量的基础结构、梁柱结构。钢结构由于材料强度高,设计的跨度和开间可能更大,而钢柱截面小则钢柱的集中荷载相对较大,所以钢柱与基础的连接更需要工程师进行精心计算,使柱与基础的连接更可靠,施工更方便。建议柱与基础可采用预应力锚索体系使钢结构建筑的抗震、抗倾覆及自平衡能力更强大。
  第三,房地产开发商的理念更新。钢结构建筑特别是钢结构住宅建筑的发展更需要房产开发商在政府政策的引导、扶持下逐渐摒弃能源利用率低、环境破坏大的旧有建筑模式,开发可循环利用的全寿命钢结构建筑,开发商应充分认识到不便再利用的旧式砖、混凝土建筑留给地球和后代的不过是一大堆破坏环境的垃圾,以钢结构建筑为代表的现代建筑才是资源节约、环境友好、节能减排、低碳绿色建筑,才是留给子孙后代可循环利用的财富。(待续 作者系中国建筑金属结构协会专家 任自放)

(摘自中国建设报)