新中国成立后钢结构的发展与成就

   日期:2024-05-31     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:273    
核心提示:毕业分配到原冶金部建筑研究总院结构室工作,开始接触到钢结构厂房、高炉、栈桥通廊等,也在李痒、陈友成、俞国音、朿继华等老同志带领下参加钢结构的研究课题,经常到鞍钢、武钢去出差,看到冶金工厂的钢结构和构筑物。

过去的

解放前,我国只有少数工厂、高层建筑、桥梁等采用钢结构,且大部分采用国外钢材设计和制造。新中国成立后,钢结构逐渐发展起来,在学习苏联经验的基础上,发展冶金工业,培养专业人才,进行工程建设。如20世纪50、60年代,新建、扩建工程156个。其中,冶金、重型机械、动力设备、汽车、飞机、造船等重工业工厂的厂房大多采用钢结构。在取得突出建设业绩的同时,钢结构的设计、制造、安装水平也有了很大的提高,并成长了一批钢结构技术队伍,如王国洲、陈少帆、赵希元、钟善同、方钦汉、潘继延、蓝天、柴昌等老一辈专家,他们是几十年来钢结构行业的骨干力量。

我的中学和大学时代都是在上海度过的。听说上海中心大厦和锦江大厦是两座以钢结构为框架的建筑,我很惊讶。地桩由打入土中的工字钢和槽钢支撑,桩的长度与上部结构的高度相近。我平时会去外滩玩,每次路过外白渡桥,都要仔细看看。我看到钢桥全部用铆钉连接,非常可靠和先进。

小学和中学时期,由于家境贫寒,生活艰苦,我下定决心要努力学习改变命运。功夫不负有心人,我最终考上了同济大学。在学习钢结构课程的时候,我对钢结构建筑有了一些初步的了解,但当时学校还是以学习钢筋混凝土结构为主,钢结构的课时很少。钢木教研组只有沈祖彦、胡学仁等几位老师。

大学期间,我担任班长(全班120余名学生,分为5个小班),要刻苦学习专业知识,处理很多琐碎事务,虽然花费了不少时间,但锻炼了我的组织管理能力,深得老师和同学的信任。毕业多年后,同学们依然很信任我,每5年一次的大班聚会都是我带头组织,直到现在,老同学们见到我,还是亲切地叫我“班长”。

毕业后,我被分配到原冶金部建筑研究院结构部工作,开始接触钢结构车间、高炉、栈桥连廊等,并在李阳、陈友成、余国印、朱继华等老同志的带领下参与钢结构科研项目。经常到鞍钢、武钢出差,看到冶金工厂的钢结构、建筑,有时还跟随老专家到现场处理钢结构事故,渐渐地爱上了钢结构建筑,与之结下了不解之缘。毕业后,我先后承担了混凝土鱼腹式吊车梁、建筑构件标准化、高强螺栓、钢蜂窝梁、住宅钢结构等科研项目。 曾多次获得部、院科技成果奖,参与制定冶金部、建设部、院技术政策和科技发展规划;编纂二冶建设集团、冶金部混凝土构件产品目录,进行高温下高强螺栓连接性能试验研究,进行鞍钢二炼钢厂35m钢吊车梁加固试验研究,进行钢蜂窝梁研究,引进和学习意大利BASIS钢结构建筑体系,开发和应用轻钢房屋、波形钢板等工程。其中,鞍钢二炼钢厂35m钢吊车梁加固试验研究至今记忆犹新。 为解决炼钢厂35m钢吊车梁加固更换问题,需将铆接吊车梁改造为高强螺栓连接的吊车梁,并且需要测量吊车梁工作时的温度。由于该梁在平炉炉口上方,受到高温烘烤,我在现场布置了测温元件和仪器,要求采集正常运行三天的数据。我连续三天在现场采集数据,梁周围温度达到40℃左右,打开炉门,一阵热气扑面而来,我脸色通红,大汗淋漓,三天下来,累得我筋疲力尽,深感科研不易,不去现场拿不到真实数据。根据现场和理论计算,将平炉炉口上的梁改为高强螺栓梁是完全可行的。 为了防止高强螺栓受温度过高的影响,降低轴力,增设了水套设备,保证梁的温度在安全范围内,解决了企业的燃眉之急。

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回院后,我们开展了高强度螺栓的高温试验,为规范提供了理论和试验数据。经过一年多的试验统计,我们做了30多组试件在不同温度、不同轴力条件下的高温炉试验,得出以下结论:高强度螺栓连接环境温度为100~150℃时,其承载力应降低10%。这一结论被《钢结构高强度螺栓连接技术规范》(JGJ82-2011)所采纳。

意大利BASIS钢结构建筑体系的引进和研究,是我在1986年完成的另一项成果。意大利钢铁公司为了进入中国市场,邀请我院到意大利参观,并赠送了一栋小型钢结构建筑(供三名工人居住)。这是低层钢结构住宅建筑体系,所有构件由意大利集装箱运到北京,在我院建成两层钢结构住宅样板房。采用热轧H型钢作梁柱,组合楼板,外墙为陶粒混凝土板,设施齐全,有太阳能淋浴、冷热空调,意大利制造的家具。采用CAD、CAM技术旧钢构厂房回收,从材料清单到制造加工图全部由计算机完成。BASIS体系所有构件均在工厂内制成,运到施工现场安装,施工现场无焊接作业,除楼板、基础需现场浇筑外,无其他湿作业。 柱、梁之间采用同直径螺栓连接,节点标准统一,提高了劳动生产率,构件及各种设备的市场化采购也得到了较好的体现。同年,我院就这一建筑体系召开了技术交流会,组织参观了样板房。各位同事都认为这是建筑业的发展方向,对推进住宅工业化很有启发和指导作用,但觉得价格太贵(一栋小楼要20万)。因为当时我国经济发展还处于起步阶段,建筑工业化水平太低。为此,我深深感到我们与国外发达国家相比还有很大差距。

80年代,我曾参与武钢1.7米轧机工程和宝钢一期建设工程,完成了18m钢蜂窝梁在宝钢工程的试应用。从宝钢一期工程中学习到了日本在钢结构材料、设计、生产方面的经验,为屋面波纹钢板、扭剪高强螺栓的消化、引进和国产化奠定了基础。

1985年,我担任冶金建筑研究院副院长,分管科研、技术和推广工作。当时,我国的钢产量并不大,国家的产业政策是限制使用钢材。我参与了国家计委关于限制使用钢材的文件的编制。直到1990年,国家产业政策改为大力推广使用钢材,钢结构才有了用武之地。

1996年,我作为中国敬业公司总经理,组织实施了新加坡PSA仓库钢结构工程和新加坡国际会展中心钢结构工程,为院、为国家赢得了荣誉,同时也培养了一批年轻的工程管理人才,积累了许多承包对外工程的经验和教训。

回首过去,我是在冶金建筑研究院各级领导和资深专家的帮助下成长起来的。冶金建筑研究院是我国钢结构专业最集中、专业配套设施最齐全、科研成果最丰富的研究院。1955年11月研究院成立时,只有4个研究室,后来建筑结构研究室着力研究钢结构新结构和将新型金属应用于建筑结构,成立了专门的金属结构研究组。经过60多年的发展,目前研究院直接从事钢结构工作的人员有400多人,除结构专业外,还设有焊接、机械、防灾抗震、检测中心、监理等专业机构和人员,形成了完整的钢结构科研、设计、施工管理产业链,为冶金工业的发展和国民经济发展做出了重要贡献。

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据统计,该院已完成国家级科技成果60余项,获得国家级、部级科技奖550余项,主编、参编国家行业标准、规范、规程600余项,获得专利、工法700余项。在钢结构方面的主要成果有:

1、“H型钢产品开发及应用技术研究成果”、“建筑钢结构新型连接节点与体系设计理论、关键技术与工程应用”、“大跨度钢结构防火防腐关键技术与工程应用”等作品荣获国家科技进步二等奖。

2、公司主编和参编了《钢结构工程质量验收规范》(GB50205-2001)、《钢结构焊接规范》(GB50661-2011)、《钢结构高强度螺栓连接技术规范》(JGJ82-2011)、《波纹金属板工程应用技术规范》(GB896-2013)等一大批国家和行业标准。

3、承担了数十项以钢结构为主体的大中型工业与民用建筑设计项目,设计了4个大型会展中心、43个机场航站楼、9个体育场馆的钢结构建筑。

4、建成了一大批以钢结构为主要构件的公共建筑和工业厂房,如新加坡圣淘沙环球影城钢结构工程、上海迪士尼主题乐园冒险岛区域总承包工程等。积极参与2008年北京奥运会场馆建设,为汶川安县建设抗震临时安置房,组织院内外钢结构行业专家,积极推动我国钢结构行业的发展。

现在

我国在钢结构领域处于世界领先地位,部分领域已达到世界领先水平,但从总体水平上看还不是世界强国。但可贵的是,我们培养了一大批在钢结构工程实践中追求卓越的优秀设计师、创新型企业家、精干的项目管理者、精益求精的工匠,这是我国钢结构发展的支柱和希望。

1997年我国钢产量突破1亿吨,1998年投产的轧制H型钢系列产品为钢结构创造了良好的物质基础,经过十多年的发展,钢结构行业蓬勃发展,呈现出前所未有的繁荣景象。

2017年,我国钢铁产量达到8.4亿吨,其中钢结构近6000万吨。目前,我国钢铁产量居世界第一,但品种较少,高强度钢、特殊钢研发不够,军舰、坦克、航天器等高端钢材仍依赖进口,我国还未成为钢结构强国。

钢结构以其自重轻、基础造价低、适用于软弱地基、安装简便、施工速度快、周期短、投资回收快、环境污染少、抗震性好等特点受到主管部门的重视和广大业主的认可,同时推动了钢结构在建筑、桥梁等行业的发展。

虽然钢结构行业正处于快速发展的良好形势下,但行业发展过程中还有很多工作要做,需要中国钢结构协会充分发挥平台作用,为行业服务。2002年,我从领导岗位上退休后,担任钢结构协会专家委员会主任,全身心投入专家委员会工作。我发现协会里很多专家实践经验丰富,专业能力和管理能力强,身体健康。而当时很多企业缺乏专业人才,现场需要解决的问题很多,标准不配套,急需编制完善,需要各方面的专家。因此,我积极组织行业专家开展专家委员会的各项工作。

1、组织专家为政府有关部门、钢结构设计、生产、安装企业进行大量技术咨询服务;

2、开展全国钢材消费调查,并为中国钢铁协会、宝钢等撰写报告;

3、参与国内重大钢结构工程(如2008年奥运会场馆等)的评标、设计及施工技术方案审查、科技成果鉴定,参与和编制技术标准、规范。

其中最有意义的工作是组织和参与了中国钢结构协会、北京“2008”工程建设指挥部办公室委托的2008年北京奥运场馆建设技术咨询与服务工作,组织和参与了2008年奥运工程15个场馆的中期技术质量评估,并组织撰写了《2008奥运工程钢结构创新技术与成果集成》(第1、2、3卷),共2000页,100多万字,包含大量图表。

4、为企业编制钢结构生产厂发展规划,会同专家编制、审查了首钢钢结构厂、攀钢梅州钢结构厂、马钢钢结构厂、唐山二二冶建设公司曹妃甸钢结构公司基地、防城港中意重工有限公司生产基地、新疆光正钢结构厂、中建靖江钢结构厂、上海宝业郑州钢结构厂等企业的规划,受到了企业的一致好评。

期间,参与了400多项国内重大钢结构工程投标评标、设计及施工技术方案审查、科技成果鉴定、参与编制技术标准与规范、工程质量事故处理等工作。担任过五羊钢厂专家技术委员会委员、国家大剧院钢结构技术顾问、北京市人民政府“2008”工程指挥部专家、中央电视台新台址主楼工程监理顾问等重大工程技术专家及企业顾问。

三十年来,还参加或主编了以下著作:《高强度螺栓连接》、《钢结构施工安装手册》、《建筑钢材手册》、《宝钢建筑彩色涂层钢板应用手册》、《钢结构制造技术规程》、《冷弯矩形钢管结构技术规程》、《钢结构施工》、《建筑彩色涂层钢板应用手册》等。

在我担任专家委员会主任期间,专家委员会专家人数由原来的50余人发展到200余人,每两年召开一次专家工作会议,编制了10余项标准规范,为推动钢结构技术进步和行业发展做了大量工作旧钢构厂房回收,受到了政府和企业的欢迎和好评。我深刻认识到专家的主要任务是为企业服务,在工作中说话、做事、撰写会议纪要、编制标准时,都要实事求是、公道自利,深入现场、调查研究,还要努力学习新知识、新经验,不断提高自己的业务水平和管理水平。

有一件事让我记忆犹新,某体育中心请我和其他专家对体育场钢结构质量进行评估。事前业主反映桁架主拱节点处油漆剥落,焊接处出现裂缝,影响结构安全。由于体育场结构节点距离30多米,从下面看不清楚,我便爬上屋顶仔细观察,发现节点处裂缝仅为表面收缩引起的细小裂纹,经空中刨平后确定裂缝仅存在于表面,修复后重新刷漆即可。专家们在会议室认真讨论后,完成了会议纪要,并给出了结构安全方面的建议。业主非常满意,节省了一大笔加固维修费用,也打消了沉重的思想顾虑。

本人曾参加过一些安全事故处理工作,对安全有了较深的认识。改革开放以来,我国钢结构行业发展迅速,但在建设过程中也发生了一些令人心碎的钢结构工程安全事故,造成了人员伤亡和经济损失,值得我们深刻思考,需要我们努力克服。由于钢结构本身存在低温脆断、易失稳、防火防腐性能差等问题,发生了不少安全事故。据事故不完全统计,设计原因占31%,施工原因占49%,业主管理原因占20%。事故发生的外因有:工期太短,违背了建设工程建设的客观规律;造价不合理,工程造价太低,给安全施工留下了很大的隐患;政府、监理单位监管力度不够。事故发生的内因有:设计、施工、监理公司领导对工程质量安全重视不够。 当质量安全与施工进度或成本发生矛盾时,往往不把质量安全管理和措施放在重要位置;管理不够严格,质量安全措施不到位,有的管理只停留在纸面上、挂在墙上;质量安全培训教育没有落实到每一个岗位、每一个工人。因此,我在培镇讲学时、在施工现场、在讨论施工安装方案时、在进行科技成果鉴定时,我时时提醒大家注意安全问题,检查安全措施是否到位。

未来

预测钢结构未来的发展对于每一位钢结构专家来说都是一件令人兴奋的事情。

中国必将成为世界钢结构大国、钢结构强国。

每一个钢结构工程、每一个钢结构产品都是经得起时间和历史考验的精品、艺术品,它们将成为中国钢结构工作者的骄傲,为世人所赞叹。我们要把我国乃至世界上最先进的科学技术运用到钢结构的设计、制造和施工管理中去,确保安全可靠、经济合理,逐步杜绝目前管理混乱、设计缺乏创新、制造粗糙、施工粗放的现象,使它们永远不再存在。

这个伟大目标可能还需要10年、20年甚至更长时间才能实现,我可能这辈子也看不到这个美好时光,但我坚信,在中国共产党的领导下,在一代代钢结构行业同仁的共同努力下,把中国建设成钢结构强国的目标一定能够实现。

 
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