由中国建筑金属结构协会、中国钢结构协会、广东省钢结构协会联合主办的第四届中国钢结构行业高峰论坛日前在广州举行。论坛上,嘉宾们畅所欲言,为装配式建筑发展献计献策。下面精选部分嘉宾精彩演讲,供读者欣赏。
现在是发展装配式建筑的好时机
广东省住房和城乡建设厅总工程师陈天义
钢结构建筑是装配式建筑的重要形式之一,具有强度高、自重轻、抗震性好等特点。由于构件可在工厂制作、现场安装,钢材可重复利用,可大大减少施工工期和建筑垃圾,符合低碳、绿色、环保节能理念,逐渐成为主流建筑技术之一。
近两年,党中央、国务院高度重视装配式建筑发展,相继出台了一系列政策,提出发展新型建造方式,因地制宜发展钢结构等装配式建筑。住房城乡建设部发布的《“十三五”装配式建筑行动计划》为行业发展指明了方向;住房城乡建设部发布的《装配式木结构建筑技术标准》《装配式钢结构建筑技术标准》《装配式混凝土建筑技术标准》等,有效发挥了技术引领和规范指导作用。
广东省是全国最早开始实践装配式钢结构建筑的省份之一。早在10年前,广东省就积极响应住建部的要求,积极推进住宅工业化,把装配式、绿色、节能、智能化要求作为住宅工业化的重要内容。广东省委、省政府、省住房和城乡建设厅不仅陆续出台了一系列政策,还确立了一批技术含量高、工程质量好的装配式钢结构建筑项目。据不完全统计,2017年新开工钢结构建筑418万余平方米,占当年新开工装配式建筑的44.6%。
广东省钢结构建筑企业应牢牢把握国家和广东省关于大力发展装配式建筑的政策,深入实施创新驱动发展战略,大力推进技术创新和体制创新,着力解决钢结构建筑的技术瓶颈问题,提高社会大众对钢结构房屋的接受程度,促进钢结构建筑健康稳步发展。
首先要坚持因地制宜,弥补钢结构建筑需求侧的短板。企业要了解消费者对钢结构住宅的需求,然后根据消费者的要求进行功能改进和完善,形成标准化做法,保证建筑质量。
其次要加强对钢结构建筑的宣传力度,钢结构建筑的成屋率高、抗震性好、施工周期短等优点消费者是看不到、感受不到的,这就需要我们加大宣传力度,把这些综合优势展现出来,推荐给消费者。
其次,钢结构建筑的推广要与绿色建筑相结合。钢结构建筑的装配式施工方式与绿色建筑的理念基本一致。钢结构建筑的发展要从新技术、新材料的创新入手,通过对门窗、金属构件的精细化改造,提高住宅门窗配件的水密性、气密性和耐久性。
最后,要充分发挥行业协会的作用。行业协会要创新体制机制,积极承担一些职能转移和服务工作,发挥专家资源优势,为政府决策提供科学支持。
改变粗放型生产方式已成共识
中国建筑金属结构协会会长、西安建筑科技大学副校长郝吉平
无论我们如何定义装配式建筑,无论我们如何定义装配式钢结构(全部螺栓连接还是现场焊接),无论我们选择木结构、钢结构还是混凝土结构,这些都不重要。重要的是我们如何改变传统建筑行业粗放的生产方式,如何改变高能耗、高污染、高浪费、质量不可控的现状,如何在实践中时刻牢记可持续发展的理念。这应该是我们作为土木工程师的共识和努力的方向。
对于推广应用装配式钢结构建筑的可行性,我认为应注意以下六点:
一是注重集成创新。我国地域辽阔,东西南北条件差异很大,要以规模大、覆盖面广的居住建筑为重点,加大适合各地的装配式建筑体系集成研发,与信息化和工业化、智能制造、绿色制造、高端装备等深度融合,发展适合我国各地特点的装配式建筑体系。
第二钢结构设计论坛,重视装配式建筑的内涵。我们最终需要的是建筑,而不是结构。因此,必须摒弃用钢结构直接替代混凝土结构的传统做法,从系统工程的角度来看待,以建筑功能为核心,以结构布局为基础,以工业化的围护和室内部品为支撑,提高钢结构住宅整体使用功能和居住品质。要综合考虑建筑功能、结构、围护、室内装修、机电等,做到户型、立面、结构体系、围护体系、管线系统、消防、室内装修等的协调融合,最终实现住宅的工业化建造。
三是重视建筑师的参与。近几年的实践经验表明,以钢结构工程师为主导的模式不利于装配式钢结构建筑的推广。国外发达国家的钢结构住宅设计注重建筑、结构、围护、设备、装修、销售等多个专业的协调配合。但在我国钢结构住宅的推广建设中,建筑师的参与度相对较低。装配式钢结构住宅的建设是一个将建筑体系进行整合,实现整体建筑功能,满足用户需求的过程,任何一个影响功能的问题都可能导致“产品”无法让消费者满意。
四、关注装配式钢结构房屋。我国的基本国情是人多地少,衣食住行是保障人民正常生活的基本需求。安居乐业自古以来就是中国人追求的生活目标。改革开放近40年来,住房越来越成为衡量国计民生的重要指标,受到广大人民群众的高度关注。
五是重视“互联网+BIM”。随着我国建筑业全球化、城镇化的发展和可持续发展的要求,应用BIM技术对建筑全生命周期进行管理是实现建筑业信息化跨越式发展的必然趋势。BIM平台可以支持各专业的协同工作、虚拟施工和项目精细化管理,为建筑业提质增效、节能环保创造有利条件。
六是重视国际竞争,实施“走出去”计划。我国钢结构行业应积极行动起来,响应国家“一带一路”战略布局,构建中国钢结构全球网络。未来国际钢结构市场的竞争一定是技术创新、研发能力、创新机制的竞争。要提高国际竞争力,依托国内大型企业成熟的技术、优质的产品、完善的诚信体系和履约能力,进军国际市场,打造国际知名钢结构品牌企业,实现国家战略与企业利润的双赢。
凸显钢结构建筑的高性价比
中国钢结构协会秘书长、中冶建筑研究院技术总监 侯照新
可以预见,“十三五”期间,我国装配式建筑将迎来井喷式发展。近年来,各级政府迅速出台了相应的政策要求和标准规范,但行业及其上下游产业仍需要一个磨合融合的过程。就装配式建筑发展而言,目前供给链和需求链存在缺口,在这个重要的转型期,亟待从全局视角寻找到正确的切入点,实现突破。我相信,缺口期也是机遇期。
钢结构建筑工业化在全球范围内经历了“初级阶段、专用体系、通用体系、绿色发展”四个阶段。目前,我国钢结构行业已经建立了工业化生产体系,实现了工厂化生产。专用体系方面,我国钢结构行业已经形成了建筑工业化的专用体系,实现了装配式施工。我们不管搞装配式建筑钢结构设计论坛,搞工业化,还是搞工业化建筑,最终的目的都是要建立产业链,形成规模化的通用体系,实现工业化。目前发达国家基本已经从通用体系走向绿色发展。
钢结构建筑属于装配式建筑,这里就不多说了,我给大家介绍一下三个典型的采用装配式建筑的城市:
第一是上海。上海在装配式建筑方面走在前列,正在逐步提高预制化、装配化率。目前上海新建建筑的预制化率不低于40%。上海之所以取得现在的成绩,很大程度上得益于起步早、布局好。
第二是沈阳,沈阳在全国率先试点装配式建筑,但后来也暴露出一些问题,项目一度停滞。
第三是深圳,深圳在装配式建筑试点上走了一条比较特殊的路线,他们没有追求很高的预制化率,但是工业化水平比较高。
我认为推广装配式钢结构建筑,采用简单套用混凝土剪力墙单元的传统钢结构体系,不但不能体现钢结构建筑的优势,反而会成为劣势。怎么办?我们改变不了开发商,更改变不了市场。形势迫使我们改变思路,走建筑工业化道路,凸显钢结构建筑的高性价比。
建筑工业化是以建筑构件和部品标准化、系列化、通用化为重点,组织专业化、社会化生产和商品化供应的建筑业现代化模式,以节能降耗、减轻环境压力、资源循环利用为重点,融入现代管理和信息技术含量,进入可持续发展阶段。
什么是高性价比的建筑?我认为就是在建筑的全寿命周期内,最大程度地节约资源(节能、节地、节水、节材),保护环境、减少污染,为人们提供健康、适用、高效的使用空间,与自然和谐共存的绿色建筑。
钢结构建筑在隐柱、隐梁、大空间、自由隔断(户型多变)、抗震性能优越等方面,均比钢筋混凝土剪力墙有优势。在地震多发的台湾、日本等地区,钢结构建筑均为豪宅。在推广装配式钢结构住宅方面,可借鉴台湾、日本的经验。
我认为发展装配式建筑要注意五个问题:第一,新技术的应用问题;第二,规模化投入的问题;第三,降低成本的问题;第四,钢结构建筑的问题;第五,装配式混凝土建筑的问题。
装配式建筑施工现场应使用高强度螺栓
广东省钢结构协会会长、华南理工大学教授王世同
钢结构固有的三大核心价值是结构最轻、工期最短、延展性最好。现代钢结构的轻量化设计需要设计人员具备扎实的力学基础,掌握结构稳定性理论,如果只能熟练运用相关设计软件,则很难在设计中凸显钢结构的优势。
《装配式钢结构建筑技术标准》要求建筑物由结构构件通过可靠的连接方式(焊接、螺栓、铆钉)组装而成,承受或传递荷载。
装配式建筑有四大显著特点:一是节约资源,二是环保(减少环境污染),三是施工效率高,四是质量保证。装配式钢结构,钢构件在工厂制造(加工、焊接等),构件运输到施工现场,采用高强度螺栓组装而成。
工厂焊接与现场焊接的效果是不一样的。现场用高强螺栓进行装配有三大优点:一是工人劳动强度比焊接低很多,精度高,质量有保证,焊接无变形。二是施工速度快,工期短,特别是采用扭剪螺栓更是如此。三是遇到中、小地震时,螺栓可靠;遇到大地震时,螺栓摩擦面滑动,消耗能量,可防止结构倒塌。
我国钢结构施工现场一般采用满焊、螺栓焊接,质量难以保证,施工周期长,劳动强度大。1994年美国北岭6.7级地震,梁柱螺栓焊接连接处受到大量破坏,节点破坏大多发生在梁柱螺栓焊接连接下翼缘处;1986年墨西哥城地震、1995年日本阪神地震,也造成大量螺栓焊接节点破坏。世界上先进国家已基本实现满焊高强度螺栓现场装配钢结构。
现场焊接、笨重、怪异的钢结构很难称为绿色建筑。所谓绿色建筑,就是在建筑的整个生命周期内,最大限度节能、节地、节水、节材,在保护环境的同时减少污染,为人们提供健康、舒适、高效的使用空间,提供与自然和谐共存的建筑。20世纪90年代,发达国家探索出可持续建筑的道路,即采用新技术、新材料、新设备、新工艺,实行一体化设计,使建筑在满足使用功能的同时,消耗最少的资源和能源。毫无疑问,精心的设计是最重要的,设计是龙头。
轻钢结构设计四大步骤为结构方案、结构截面高度、构件布置、节点小型化。由于设计与施工的标准不同,设计遵循少花钱多用的结构理念,即用最少的结构提供最大的结构承载力,并考虑施工的便捷性;而施工的优秀则体现在质量、精度、施工方法等方面。