國內(nèi)輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用研究狀況和發(fā)展趨勢

 1、市場的正確指導(dǎo)與合理的產(chǎn)業(yè)布局

由于歷史原因，來我國鋼材供應(yīng)短缺，建筑鋼結(jié)構(gòu)一般只用于重型冶金廠房、大跨度橋梁和大跨度公共建筑，歸口管理則由原冶金工業(yè)部負(fù)責(zé)。目前我國鋼產(chǎn)量已連續(xù)5年超過1億噸，建筑鋼材供應(yīng)充足，鋼材的質(zhì)量不斷，   在政策方面也改為鼓勵建筑行業(yè)積極合理采用鋼結(jié)構(gòu)，以   建筑市場的健康發(fā)展，并為冶金工業(yè)提供產(chǎn)品市場、鋼材積壓。

隨著鋼結(jié)構(gòu)特別是輕鋼結(jié)構(gòu)在普通工業(yè)和民用建筑中的大量應(yīng)用，1996年建設(shè)部在中國建筑金屬結(jié)構(gòu)協(xié)會下設(shè)立了建筑鋼結(jié)構(gòu)委員會，進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)市場行業(yè)管理，鼓勵并推動鋼結(jié)構(gòu)的普及應(yīng)用。中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化委員會也積極組織有關(guān)專家進(jìn)行新型輕鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程的編制工作。

目前鋼材市場供應(yīng)充足，價格較低，采用設(shè)計理論的輕鋼結(jié)構(gòu)用鋼量一般在20~50kg/㎡，其綜合造價已和混凝土結(jié)構(gòu)持平，且多數(shù)情況下還低于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。另外輕鋼結(jié)構(gòu)還具有施工快、建筑美觀的競爭優(yōu)勢，越來越多的建設(shè)單位已開始認(rèn)識到輕鋼結(jié)構(gòu)的性。輕鋼結(jié)構(gòu)業(yè)已成為工業(yè)建筑   結(jié)構(gòu)型式，在多層民用建筑中也逐步認(rèn)同。

我國輕鋼結(jié)構(gòu)經(jīng)過近幾年的發(fā)展，已經(jīng)形成   的規(guī)模，但同時還存在許多問題，如：產(chǎn)業(yè)布局不合理，生產(chǎn)廠家多集中在東南沿海地區(qū)，華北、東北、西北、西南地區(qū)廠家較少；規(guī)?；?jīng)營效果差，國內(nèi)多為小型或中等規(guī)模鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)，市場競爭力較差，規(guī)模較大的企業(yè)多為外國公司，如ABC、巴特勒、冠達(dá)爾等；國內(nèi)市場競爭主要集中在門式剛架輕鋼結(jié)構(gòu)和金屬拱型波紋屋蓋鋼結(jié)構(gòu)，而涉及市場潛力較大的多層輕鋼民用建筑體系的廠家卻相對較少。
在建筑業(yè)已成為鋼材的主要消耗市場(占鋼產(chǎn)量的20%一30%)，而我國這一比例卻很低。這無疑預(yù)示著我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

2、設(shè)計方法和理論研究的進(jìn)一步

輕鋼結(jié)構(gòu)是近幾年在國內(nèi)剛發(fā)展起來的新型結(jié)構(gòu)，相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范、規(guī)程的編制工作相對滯后，多數(shù)設(shè)計人員鋼結(jié)構(gòu)知識陳舊，缺乏相關(guān)培訓(xùn)，對輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計理論和計算方法不熟悉，且受傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計思想束縛，導(dǎo)致設(shè)計用鋼量高于同類結(jié)構(gòu)。另外我國輕鋼結(jié)構(gòu)的理論和試驗研究尚不夠深入，對諸多技術(shù)問題尚不能提出合理實用的解決方案，工程技術(shù)人員往往感到無所適從。

3、新型材料的應(yīng)用與建筑構(gòu)造處理

國內(nèi)主體結(jié)構(gòu)的鋼材仍以Q235和Q345等低強度鋼為主，圍護(hù)結(jié)構(gòu)所用的冷彎薄壁型鋼和鍍鋅鋼板也多為Q235鋼，而且大截面的冷彎型鋼市場供貨較少；而主體結(jié)構(gòu)的鋼材多采用鋼，冷軋彩板、鍍鋅或鍍鋁鋅鋼板也采用高強鋼材。

輕鋼結(jié)構(gòu)的主要承重構(gòu)件一般由較薄的鋼板加工而成，其和處理是結(jié)構(gòu)設(shè)計中   考慮的關(guān)鍵技術(shù)問題。對于鋼結(jié)構(gòu)的目前國內(nèi)通行做法是采用防銹漆，而且使用   時期后要重新刷漆，結(jié)構(gòu)維護(hù)工作量相當(dāng)大。另外對于非外露的部位，重新刷漆也很困難。輕鋼結(jié)構(gòu)的處理一般都是在板件表面噴刷涂料或漆，這無疑會增加建設(shè)成本(占鋼結(jié)構(gòu)總成本的10%~20%)。目前設(shè)計人員力圖通過建筑構(gòu)造做法使鋼結(jié)構(gòu)表面不外露，從而降低或減少處理費用。

在圍護(hù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用方面，還存在著彩色壓型鋼板和屋面漏水等方面的問題。國內(nèi)彩色壓型鋼板多采用鍍鋅板，雖然其涂層技術(shù)正不斷，但其使用壽命與主體結(jié)構(gòu)(一般為50年)相比還是相差甚遠(yuǎn)；現(xiàn)在主要采用鍍鋁鋅鋼板、鋁板或不銹鋼板來提高圍護(hù)結(jié)構(gòu)使用壽命，同時還采用涂層墻板和屋面板來解決結(jié)露和積塵問題。為避免屋面漏水，目前通常的做法是采用無螺釘孔的屋面系統(tǒng)(鎖邊板或扣板)。

在公共建筑中采用鋼結(jié)構(gòu)，可以應(yīng)用外露弧形構(gòu)件、蜂窩梁和鋼管結(jié)構(gòu)來表現(xiàn)建筑藝術(shù)；大面積采用保溫型玻璃圍護(hù)結(jié)構(gòu)加強建筑物的通透性和自然采光率，不僅可增強建筑物的表現(xiàn)力，而且符合節(jié)能和環(huán)保原則。在建筑構(gòu)造處理、建筑配件選用等方面，目前國內(nèi)多由各生產(chǎn)廠家自行處理，這使得工程質(zhì)量往往難以。建筑構(gòu)造處理問題不僅牽扯建筑使用功能，而且如果處理不當(dāng)還會影響建筑物的   (國內(nèi)曾經(jīng)發(fā)生過因柱間支撐設(shè)置不當(dāng)而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在臺風(fēng)中倒塌的事故)，所以   有關(guān)部門應(yīng)盡快組織編制輕鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)圖集，以規(guī)范其構(gòu)造處理。

4、制作安裝隊伍的自動化與化

輕鋼結(jié)構(gòu)的制作安裝是性的技術(shù)工作，不僅需要生產(chǎn)線，而且對從業(yè)人員的教育程度、水平和操作技能有相當(dāng)，這需要有   的工程實踐和經(jīng)驗積累，而非普通工人經(jīng)過簡單培訓(xùn)就能勝任的。目前我國除為數(shù)不多企業(yè)有新建的代表工藝的生產(chǎn)線外，大多數(shù)鋼結(jié)構(gòu)企業(yè)的生產(chǎn)線工藝落后、加工精度低。施工單位技術(shù)水平良蕎不齊，且多為半路出家，缺少   設(shè)備和技術(shù)培訓(xùn)，這使得安裝工期和質(zhì)量難以，不僅體現(xiàn)不出輕鋼結(jié)構(gòu)施工的優(yōu)勢，而且造成一些惡性工程事故。

我國的鋼結(jié)構(gòu)施工與驗收規(guī)范不僅對制作和安裝工藝及質(zhì)量控制做出了明確規(guī)定，而且嚴(yán)格規(guī)定了對焊接人員的考核和資格認(rèn)證要求。從事輕鋼結(jié)構(gòu)制作和安裝的人員和單位   具備   技術(shù)監(jiān)督部門和資質(zhì)認(rèn)證機構(gòu)頒發(fā)的資質(zhì)證書，這是工程質(zhì)量的基本要求。

減少輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、制作和安裝的中間環(huán)節(jié)是提高工程質(zhì)量，工期的重要舉措。輕鋼結(jié)構(gòu)工程涉及的部門很多，一個項目的運作效率直接影響著整個工程的質(zhì)量和效益，因此各部門間的信息交流、工藝配合和技術(shù)協(xié)調(diào)是項目質(zhì)量的關(guān)鍵。的輕鋼公司一般都是總承包公司，為客戶提供從工程可行性分析到項目后期維護(hù)的   服務(wù)。我國工程設(shè)計和施工是脫鉤的，設(shè)計工作由設(shè)計院完成，施工則有專門的施工企業(yè)。若設(shè)計和施工單位之間存在利益上的沖突和配合上不協(xié)調(diào)，都勢必造成項目運作的低效率。   有關(guān)管理部門已注意到這個問題，建設(shè)部設(shè)計司已著手進(jìn)行施工企業(yè)輕鋼結(jié)構(gòu)專項設(shè)計資質(zhì)的申報和評定工作，將輕鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計權(quán)利下放給有   有經(jīng)驗的施工企業(yè)，使其有資格成為總承包公司，實行項目統(tǒng)一管理，從而合理調(diào)配各種資源，在質(zhì)量和工期的前題下也可為公司和建設(shè)方帶來   佳的經(jīng)濟(jì)效益。

5、多層輕鋼民用建筑體系的與研究

多層輕鋼民用建筑體系主要包括多層輕鋼寫字樓和多層輕鋼住宅。多層輕鋼結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)形式、連接節(jié)點和建筑構(gòu)造上與高層鋼結(jié)構(gòu)相似，目前在設(shè)計、構(gòu)造、施工上還存在許多問題。多層輕鋼民用建筑體系的研究主要包括承重結(jié)構(gòu)體系、施工和安裝技術(shù)研究、新型圍護(hù)結(jié)構(gòu)體系研究、承重結(jié)構(gòu)和圍護(hù)結(jié)構(gòu)的連接方法和相互作用研究等。相對而言輕鋼結(jié)構(gòu)在樓蓋和墻板方面存在的問題   多。的樓蓋及圍護(hù)結(jié)構(gòu)形式不僅要體現(xiàn)干作業(yè)、施工的優(yōu)勢，還要具有優(yōu)良的保溫隔聲性能，滿足室內(nèi)外裝修的方便與靈活要求等。目前國內(nèi)建筑市場急需研制新型墻體材料及   、節(jié)能環(huán)保的新型裝配式樓蓋體系。

隨著人們環(huán)保意識的增強，長期在多層建筑占統(tǒng)治地位的粘土磚將被節(jié)能環(huán)保建筑材料取代而逐漸退出歷史舞臺，這無疑給多層輕鋼結(jié)構(gòu)在我國的大力發(fā)展提供了   機遇。目前國內(nèi)多層鋼結(jié)構(gòu)商場及寫字樓已有大量工程應(yīng)用，并積累了   經(jīng)驗，輕鋼住宅也已有若干試點工程。目前建設(shè)部正組織有關(guān)單位和專家起草《輕鋼住宅產(chǎn)業(yè)化導(dǎo)則》，以規(guī)范市場和提高國內(nèi)企業(yè)的競爭力。2001年初建設(shè)部組織專家對   各省市的17項有關(guān)輕鋼結(jié)構(gòu)民用建筑體系的研究課題進(jìn)行評審。可以預(yù)見，隨著結(jié)構(gòu)體系研究的逐步深入以及新型配套產(chǎn)品的研制，在不久的將來多層輕鋼民用建筑體系，特別是輕鋼住宅結(jié)構(gòu)在我國的應(yīng)用必將越來越廣泛。

6、設(shè)計軟件與推廣

計算機輔助設(shè)計技術(shù)對于輕鋼結(jié)構(gòu)普及推廣發(fā)揮著越來越重要的作用，   的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件不僅具有友好的操作界面，在功能上應(yīng)該涵蓋鋼結(jié)構(gòu)三維建模、靜動力分析、非線性穩(wěn)定分析、構(gòu)件優(yōu)化設(shè)計、典型節(jié)點構(gòu)造設(shè)計以及自動生成結(jié)構(gòu)平立面圖和構(gòu)件施工圖、零件大樣圖和材料表等。目前國內(nèi)已有好幾家單位推出了商業(yè)化的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件，但在功能上都還存在這樣或那樣的欠缺。的軟件公司非?？春梦覈摻Y(jié)構(gòu)工程設(shè)計的潛在市場，紛紛大舉推銷各種漢化版的設(shè)計軟件。

的設(shè)計軟件在設(shè)計規(guī)范、鋼材種類、型材庫規(guī)格等方面都有要與我國實際情況適時接軌的問題。另外從發(fā)展民族軟件產(chǎn)業(yè)的角度出發(fā)，國內(nèi)市場也急需功能、運行穩(wěn)定的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件。

我們應(yīng)該看到，輕鋼結(jié)構(gòu)在我國已進(jìn)入發(fā)展時期，門式剛架、金屬拱型波紋屋蓋結(jié)構(gòu)已成為國內(nèi)工業(yè)廠房、倉庫   的結(jié)構(gòu)形式，多層輕鋼住宅必將成為我國輕鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用的新和增長點。我們同時還要認(rèn)識到無論是在建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計，還是在制作安裝技術(shù)方面，我們與水平相比都有很大差距。鋼結(jié)構(gòu)研究人員需加緊對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計理論和設(shè)計方法的深入系統(tǒng)研究，技術(shù)主管部門需加強對從業(yè)人員的技術(shù)培訓(xùn)及鋼結(jié)構(gòu)市場的管理力度。唯有如此才能使我國輕鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)成為綜合經(jīng)濟(jì)效益高、具有   競爭力的新興產(chǎn)業(yè)。