钢结构住宅离我们有多远
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发稿时间：2012-11-29
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编者按：钢结构是对城市环境影响最小的建筑结构之一，在发达国家已被广泛采用。与传统的钢混结构比，其建筑材料70%可回收再利用，减少建筑垃圾2/3以上，施工占地、噪音、现场用水、用电均减少一半以上，施工工期可缩短30%～50%，强度高、自重轻、抗震性能好，可增大建筑空间使用面积，可以拉动钢铁等多个行业发展。发展绿色建筑是解决我国资源能源问题的重要战略，钢结构住宅当之无愧成为绿色建筑的主要代表之一；同时，钢结构建筑也是我国住宅工业化和建筑产业升级的必由之路。然而，回顾这些年来的发展历程，我国钢结构住宅行业的发展却显得有些步履维艰。据中国金属钢结构协会最新统计资料，在日本、美国、法国钢结构住宅已占到全部住宅40%的今天，中国却不到2%。钢结构建筑为什么没有在我国住宅领域大面积推广，遇到了哪些问题，发展前景究竟怎么样呢？
我国在钢结构发展上存在四方面差距
陈禄如(中国钢结构协会专家委员会名誉主任)：
我国经济正以每年7%以上的速度持续发展，住宅建设逐步成为国民经济的支柱产业。预计21世纪的前30 年我国需新建住宅460亿平方米，即每年平均建筑达15亿～20亿平方米。如按年竣工面积5.6亿平方米的1%～5%采用钢结构住宅计算，每年钢结构住宅的建筑面积将达到560万～2800万平方米，需用钢材28万吨/年～150万吨/年。
与世界先进国家相比，我们在钢结构发展上存在的差距主要表现在这几个方面：一是钢结构住宅量太小，钢结构住宅在住宅建筑中的比例不足2%。二是对钢结构住宅优越性认识不足，没有从钢结构住宅综合效果和“终生成本”来考虑。三是缺乏政策的配套和支持，缺乏系统合理的协调与分工，使产业总体发展不协调。四是钢结构住宅的研发投入不够。如对钢结构住宅防火、防腐性能研究及施工集成的研究还不系统不配套。
钢结构可以缩短三分之一的工期
秦小龙(北京中华建规划设计研究院六所所长)：
钢结构建筑比传统建筑能更好地满足建筑上大开间灵活分隔的要求，并可通过减少柱的截面面积和使用轻质墙板提高面积使用率，立面变化也更多样。从施工方面讲，最直接的优势是可以缩短工期。封顶销售政策加大了建设资金压力，加快工程建设，可使项目销售更具市场竞争力，同时可加快资金回笼、降低风险。采用钢结构建造住宅，平均3-4天(快的2-3天)可建一层，与传统住宅体系相比，至少可以缩短三分之一的工期。
钢结构住宅体系工业化程度高，现场湿作业少，为开发商做样板环境提供了更大空间。同时，钢结构住宅体系自重轻，约为混凝土结构的一半，可以大大减少基础造价。对空间变化复杂的设计，钢结构的优势更大。市场需求与经济大环境密不可分。长期以来，我国因缺少钢材而对建筑钢结构的运用加以限制，使建筑钢结构的使用和发展受到一定阻碍。近几年，国内的钢材供求关系发生了巨大变化，钢材供过于求的新形势，为我国发展钢结构建筑创造了良好的局面。当前亟待解决的问题是，具有钢结构住宅设计经验的技术人员和施工技术工人较缺乏，致使一些开发商不敢轻易尝试开发。
钢结构建筑优化设计尤为重要
王仕统(华南理工大学教授)：
近些年，钢结构在我国一些大城市已经引起重视和得到应用，许多大型工程、形象工程都采用了钢结构。各种数据表明，钢结构已逐步改变了我国建筑业由混凝土结构和砌体结构一统天下的局面。由此对我们钢结构工程技术人员提出了更高的要求。作为钢结构工程的第一步，结构设计选型是至关重要的。我多次以各种方式表明钢结构设计要遵循四大步骤：首先是结构方案(概念设计)，这是钢结构设计的灵魂，选用什么样的结构方案对工程的成败有直接的影响。第二是构件布局，采用什么样的构件布局，各个承载点力的分配，都需要进行严格的计算。第三是截面形状，它不仅要求结构件最大限度地承受压力，而且要求截面的形状在人的视觉中有艺术感。第四是结点构造的小型化，它要求结构件在造价上是最经济的，而且占用最小的空间。现在有的钢结构建筑只注重建筑外型的形式，片面强调建筑的艺术个性化设计，却造成建筑结构的不合理。
同时，作为钢结构工程技术人员在设计中要处理好六种关系：材料与建筑的关系；建筑(艺术)与结构(力度)的关系；结构与施工的关系；梁式结构与屋盖空间结构的关系；科技人员的学术魅力与人格魅力(社会责任感)的关系；国外中标与国内配合深化设计的关系。空间结构的建造及其采用的技术往往反映了一个国家的建筑技术水平，建筑材料与建筑结构有着密切关系。我们的工程技术人员要站在世界空间结构技术的前沿，不断更新知识，以先进的理念指导设计工作，以最大的社会责任感和科技人员的学术魅力，为我国的钢结构事业添砖加瓦。
国内设计院在钢结构设计方面缺乏经验
俞德明(北京交通大学土木建筑工程学院副教授)：
从安全可靠性方面讲，钢结构具有良好的抗震性能。几年前，我曾亲身感受过日本的大地震，那次地震造成了不小的经济损失，很多建筑都遭受了破坏，在地震中，钢结构建筑却经受了考验，与其他类型的建筑相比，它的受损程度最小。中国也是个地震频发的国家，防患于未然是十分必要的。
钢结构建筑在欧美、日本等发达国家已被广泛应用，在日本，100米以上的高层建筑几乎全部采用钢结构。据我所知，我国目前有36幢钢结构高层已建成或正在筹建，但由国内院所完成设计的只有5栋。存在这种现象的主要原因是，国内的设计院所在钢结构设计方面经验不足，尤其是钢结构住宅的设计更是缺乏经验。我在日本、香港的知名设计机构从事过多年结构设计工作，其中大部分是钢结构设计。前不久我帮助一外地钢结构项目计算用钢量，发现他们设计方案中的用钢量大大超出，可能是结构建筑师过于保守或没有经验，这无形中增加了造价成本。应该说钢结构住宅的市场前景非常好，设计院所要想赢得市场，与洋设计比拼高低，就要加强学习，尽快成熟起来。
技术创新是推进钢结构住宅的关键
胡育科(中国建筑金属结构协会建筑钢结构委员会副主任)：
钢结构住宅在建筑节能、绿色环保方面的优势明显。出于结构安全和节能的考虑，日本的高层建筑和公共设施大多采用钢结构体系。从设计开始，就采用标准化，使用统一的产品标准，使用部件进行组装。日本国内的三星级、四星级酒店大多采用钢结构和轻质复合板材建造而成，给人印象较深的是客房卫生间体系和装饰材料，全套的卫生洁具——浴缸、坐厕、洗脸盆，包括地板、墙面，是由一个整体部件安装而成，墙体墙面的装饰材料鲜亮明快，看不到混凝土和瓷砖，所用材料都是复合材质的材料，全部在工厂生产，达到了经济而不失舒适、节能环保又具现代化的效果。
钢结构建筑不仅材料可以回收、重复利用，减少建筑垃圾的排放，更由于其结构抗震性能好，在我国的高层住宅、学校医院等公共设施建设中应该优先推广。我以为，由于钢结构的特性，便于形成稳定的独立结构，可以在内外墙板材料上推广使用新型节能板材，研制开发门窗、玻璃等具有密闭保温功能的新材料，规格的标准化有利于开发整体式厨卫体系，可以利用工业废渣或粉煤灰等研制各种美观实用的新型组合材料等等，通过钢结构住宅的推广，带动新材料、新工艺的革命性变革，逐步减少对沙石、水泥的依赖，最终推动我国建筑领域实现循环经济、节能环保的可持续发展目标。
我国在钢结构发展上存在四方面差距
陈禄如(中国钢结构协会专家委员会名誉主任)：
我国经济正以每年7%以上的速度持续发展，住宅建设逐步成为国民经济的支柱产业。预计21世纪的前30 年我国需新建住宅460亿平方米，即每年平均建筑达15亿～20亿平方米。如按年竣工面积5.6亿平方米的1%～5%采用钢结构住宅计算，每年钢结构住宅的建筑面积将达到560万～2800万平方米，需用钢材28万吨/年～150万吨/年。
与世界先进国家相比，我们在钢结构发展上存在的差距主要表现在这几个方面：一是钢结构住宅量太小，钢结构住宅在住宅建筑中的比例不足2%。二是对钢结构住宅优越性认识不足，没有从钢结构住宅综合效果和“终生成本”来考虑。三是缺乏政策的配套和支持，缺乏系统合理的协调与分工，使产业总体发展不协调。四是钢结构住宅的研发投入不够。如对钢结构住宅防火、防腐性能研究及施工集成的研究还不系统不配套。
钢结构可以缩短三分之一的工期
秦小龙(北京中华建规划设计研究院六所所长)：
钢结构建筑比传统建筑能更好地满足建筑上大开间灵活分隔的要求，并可通过减少柱的截面面积和使用轻质墙板提高面积使用率，立面变化也更多样。从施工方面讲，最直接的优势是可以缩短工期。封顶销售政策加大了建设资金压力，加快工程建设，可使项目销售更具市场竞争力，同时可加快资金回笼、降低风险。采用钢结构建造住宅，平均3-4天(快的2-3天)可建一层，与传统住宅体系相比，至少可以缩短三分之一的工期。
钢结构住宅体系工业化程度高，现场湿作业少，为开发商做样板环境提供了更大空间。同时，钢结构住宅体系自重轻，约为混凝土结构的一半，可以大大减少基础造价。对空间变化复杂的设计，钢结构的优势更大。市场需求与经济大环境密不可分。长期以来，我国因缺少钢材而对建筑钢结构的运用加以限制，使建筑钢结构的使用和发展受到一定阻碍。近几年，国内的钢材供求关系发生了巨大变化，钢材供过于求的新形势，为我国发展钢结构建筑创造了良好的局面。当前亟待解决的问题是，具有钢结构住宅设计经验的技术人员和施工技术工人较缺乏，致使一些开发商不敢轻易尝试开发。
钢结构建筑优化设计尤为重要
王仕统(华南理工大学教授)：
近些年，钢结构在我国一些大城市已经引起重视和得到应用，许多大型工程、形象工程都采用了钢结构。各种数据表明，钢结构已逐步改变了我国建筑业由混凝土结构和砌体结构一统天下的局面。由此对我们钢结构工程技术人员提出了更高的要求。作为钢结构工程的第一步，结构设计选型是至关重要的。我多次以各种方式表明钢结构设计要遵循四大步骤：首先是结构方案(概念设计)，这是钢结构设计的灵魂，选用什么样的结构方案对工程的成败有直接的影响。第二是构件布局，采用什么样的构件布局，各个承载点力的分配，都需要进行严格的计算。第三是截面形状，它不仅要求结构件最大限度地承受压力，而且要求截面的形状在人的视觉中有艺术感。第四是结点构造的小型化，它要求结构件在造价上是最经济的，而且占用最小的空间。现在有的钢结构建筑只注重建筑外型的形式，片面强调建筑的艺术个性化设计，却造成建筑结构的不合理。
同时，作为钢结构工程技术人员在设计中要处理好六种关系：材料与建筑的关系；建筑(艺术)与结构(力度)的关系；结构与施工的关系；梁式结构与屋盖空间结构的关系；科技人员的学术魅力与人格魅力(社会责任感)的关系；国外中标与国内配合深化设计的关系。空间结构的建造及其采用的技术往往反映了一个国家的建筑技术水平，建筑材料与建筑结构有着密切关系。我们的工程技术人员要站在世界空间结构技术的前沿，不断更新知识，以先进的理念指导设计工作，以最大的社会责任感和科技人员的学术魅力，为我国的钢结构事业添砖加瓦。
国内设计院在钢结构设计方面缺乏经验
俞德明(北京交通大学土木建筑工程学院副教授)：
从安全可靠性方面讲，钢结构具有良好的抗震性能。几年前，我曾亲身感受过日本的大地震，那次地震造成了不小的经济损失，很多建筑都遭受了破坏，在地震中，钢结构建筑却经受了考验，与其他类型的建筑相比，它的受损程度最小。中国也是个地震频发的国家，防患于未然是十分必要的。
钢结构建筑在欧美、日本等发达国家已被广泛应用，在日本，100米以上的高层建筑几乎全部采用钢结构。据我所知，我国目前有36幢钢结构高层已建成或正在筹建，但由国内院所完成设计的只有5栋。存在这种现象的主要原因是，国内的设计院所在钢结构设计方面经验不足，尤其是钢结构住宅的设计更是缺乏经验。我在日本、香港的知名设计机构从事过多年结构设计工作，其中大部分是钢结构设计。前不久我帮助一外地钢结构项目计算用钢量，发现他们设计方案中的用钢量大大超出，可能是结构建筑师过于保守或没有经验，这无形中增加了造价成本。应该说钢结构住宅的市场前景非常好，设计院所要想赢得市场，与洋设计比拼高低，就要加强学习，尽快成熟起来。
技术创新是推进钢结构住宅的关键
胡育科(中国建筑金属结构协会建筑钢结构委员会副主任)：
钢结构住宅在建筑节能、绿色环保方面的优势明显。出于结构安全和节能的考虑，日本的高层建筑和公共设施大多采用钢结构体系。从设计开始，就采用标准化，使用统一的产品标准，使用部件进行组装。日本国内的三星级、四星级酒店大多采用钢结构和轻质复合板材建造而成，给人印象较深的是客房卫生间体系和装饰材料，全套的卫生洁具——浴缸、坐厕、洗脸盆，包括地板、墙面，是由一个整体部件安装而成，墙体墙面的装饰材料鲜亮明快，看不到混凝土和瓷砖，所用材料都是复合材质的材料，全部在工厂生产，达到了经济而不失舒适、节能环保又具现代化的效果。
钢结构建筑不仅材料可以回收、重复利用，减少建筑垃圾的排放，更由于其结构抗震性能好，在我国的高层住宅、学校医院等公共设施建设中应该优先推广。我以为，由于钢结构的特性，便于形成稳定的独立结构，可以在内外墙板材料上推广使用新型节能板材，研制开发门窗、玻璃等具有密闭保温功能的新材料，规格的标准化有利于开发整体式厨卫体系，可以利用工业废渣或粉煤灰等研制各种美观实用的新型组合材料等等，通过钢结构住宅的推广，带动新材料、新工艺的革命性变革，逐步减少对沙石、水泥的依赖，最终推动我国建筑领域实现循环经济、节能环保的可持续发展目标。
