在中国建筑金属结构协会建筑钢结构分会举办的2017年钢结构工程质量卓越培训班上，广东省钢结构协会会长、华南理工大学教授王世同就装配式钢结构、钢结构轻量化设计等内容进行了分享。
现场装配采用高强度螺栓有很多优点
王世同认为，装配式建筑有四个显著特点：一是节约资源日本 钢结构协会，二是环保（减少对环境的污染），三是施工效率高日本 钢结构协会，四是质量保证。对于装配式钢结构来说，钢构件制造（加工、焊接等）以工厂化为主，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，由于现场焊接质量难以保证，且受热循环影响，变形难以控制，所以采用高强度螺栓现场装配代替焊接。
王世同用三张图进行对比说明，世界先进国家的钢结构均采用高强度螺栓装配式建筑，具有施工周期短、精度高（螺栓贯穿率等）、抗震性能好等优点。
我国钢结构施工现场普遍采用满焊、螺栓焊，质量难以保证，施工周期长，劳动强度大。王世同用9张图片分析了1994年美国北岭6.7级地震，梁柱螺栓焊接连接破坏较多，节点破坏大多发生在梁柱螺栓焊接连接下翼缘。1986年墨西哥城地震、1995年日本阪神地震中螺栓焊接节点破坏也较多。
世界先进国家已基本实现全高强度螺栓现场装配式钢结构。通过对比可以看出，我国在钢构件现场安装方面与世界先进国家存在巨大的差距，这也说明我国在全钢结构轻量化设计方面存在巨大的差距。国内外知名的精工国际工程公司，近年来在国外的很多钢结构项目中，大多采用高强度螺栓进行装配。
由精工国际钢结构有限公司（以下简称精工国际）承建的沙特麦加高铁站效果图。
沙特阿拉伯麦加高铁站真实内景。
据精工国际总经理陈国栋介绍，精工国际在建设麦加高铁站时，为确保高强度螺栓端板在施工现场安装时达到欧标接触面积率，他们提前在工厂进行周期性预拼装，确保施工现场精准安装。据悉，麦加高铁站最大的预拼装单元平面尺寸为81米×27米。
王世同认为，在建筑工地安装中使用高强度螺栓有三大优点：
一是工人的劳动强度比焊接低很多，而且质量和精度有保证。
二、施工快捷，工期短，特别是采用扭剪螺栓安装。
三、遇到中、小地震时，螺栓安全可靠，遇到大地震时，螺栓连接摩擦面滑动耗能，结构不至于倒塌。
突破瓶颈 迎接装配式钢结构春天
“众所周知，钢结构有三大核心价值——结构最轻、工期最短、延展性最好。然而，我国推广钢结构建筑已20多年，但市场份额仍很小，原因何在？”王世同说。
王世同认为，钢结构行业包括设计和施工（制造安装），应重视钢结构设计为龙头的理念和钢结构轻量化设计。制约我国钢结构发展的瓶颈主要有人才、技术、市场和管理。
人员方面存在三个问题：
一是设计院内专门的钢结构设计所（室）很少，高水平专业设计人员紧缺，熟悉钢结构的结构总工程师、建筑师、设备工程师等也严重短缺。
二是钢结构企业缺乏具有国际工程经验的专业工程技术人员和管理人才，高水平焊工、自动化设备技师稀缺，详细设计、BIM应用人员技术水平较低，工业化工程技术人员和产业工人短缺。
三是专业钢结构监理、检测人员短缺。
技术方面，缺乏安全、舒适、经济的高性能结构体系，缺乏相应的技术标准来支撑高性能钢材的应用，缺乏高性能的组合桥梁结构体系。
围护结构及配套技术、钢结构房屋的“三板”特别是外墙板、钢结构的防火、防腐、装饰一体化程度都有待提高。
在工程建设中，钢结构智能制造体系、全生命周期的设计、施工、生产集成技术、标准化、信息化、工业化融合技术，钢铁标准、工程标准需与国际接轨。
由中铁四局集团钢结构建筑公司承建的合肥铁路枢纽南环线经济开发区钢桁架柔性拱特大桥。
合肥铁路枢纽南环线经济开发区钢桁柔性拱特大桥局部视图，该桥采用高强度螺栓安装。
在市场和管理上，要注重抓好企业、市场、监管三个环节：
在企业环节，如果钢材及钢结构产品结构不合理，容易导致低端产品产能过剩，生产效率和经济效益不高，带来很大的资金压力和金融风险。另外，钢材、涂装、焊接等质量也亟待提高。
细分市场方面，钢结构住宅市场、中小跨度桥梁市场、海外钢结构市场以及海洋工程、军事工程和农业工程市场仍需拓展。
王世同强调，发展装配式钢结构，首先要实现轻量化钢结构设计。钢结构设计是硬道理（力学知识、结构理论），硬设计（只会熟练使用设计软件，不知道为什么）是任性——笨重、怪异。要实现轻量化设计，政府必须改变设计和施工的收费机制。目前设计按总造价收费，施工按钢结构重量收费，结果就是间接鼓励设计师设计笨重的钢结构建筑。
王世同希望，在设计费方面，引入功能、技术创新、绿色环保、节材等机制，真正做到“四节省、一环保”；在施工费方面，引入施工难度、工程精度系数等，改变招标、中标机制。
王世同表示，体感结构之所以在大型体育场馆、歌剧院、会展中心、航站楼等工程中得到广泛应用，是因为设计人员在设计时充分展示了体感结构自重轻、易于工业化生产、刚度好、造型美观等优点，因此成为许多国家和地区的标志性建筑，受到了全世界的关注。
王世同认为，笨重、怪异、现场焊接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，与自然和谐共存。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情况下，消耗最少的资源和能源。毫无疑问，精心的设计是重中之重，设计是龙头。
王世同强调，轻钢结构设计的四大步骤为结构方案、结构截面高度、构件布置、节点小型化。由于设计和施工的标准不同，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。
