中国钢结构发展历程与未来路线:绿色建筑与产业升级的关键

   日期:2024-11-26     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:323    
核心提示:但是,获奖项目以钢材产品和制品为主,真正属于钢结构工程技术的奖项数量并不多。目前国内设计院里钢结构专业设计院(室)极少,高水平专业设计师奇缺,并且熟悉钢结构的结构总工、建筑师和设备师都十分缺乏。

(作者是中国钢结构协会会长、国家钢结构工程技术研究中心主任岳庆瑞)本文回顾了我国钢结构的发展历程,梳理了限制钢结构发展的瓶颈,提出了促进钢结构发展的对策,并制定了促进钢结构发展的规划。该结构发展路线对于推动我国钢结构市场发展、推广绿色建筑、促进传统建筑行业产业升级具有较强的现实意义。 - 编辑

介绍

长期以来,我国建筑业一直是资源高度消耗、劳动密集型行业。生产建设过程粗放,资源浪费十分严重。在全面深化改革和新型城镇化建设总体目标要求下,建筑业转型升级势在必行。

钢结构产业是绿色、环保、可持续的新兴产业,是钢材的主要用户之一。钢结构建筑的比例是衡量一个国家现代化程度的重要指标。因此,推广钢结构不仅对于我国推进绿色建筑和建筑工业化、促进传统建筑业产业升级、提高土木工程科技水平具有重要意义,而且具有重要意义。对于解决钢铁问题具有重要意义,对于产能过剩矛盾、推动钢铁企业产业结构调整升级也具有积极作用。

我国钢铁产量连续20多年位居世界第一。钢结构整体技术达到国际水平。产业规模位居世界第一,国内外市场潜力巨大。大型公共建筑(体育场馆、影剧院、机场航站楼、高铁站)、超高层建筑(高度100米以上)、大跨桥梁(跨度200米以上)、工业厂房、大型市场、仓库等建筑中,钢结构的使用已占较高比例,但在办公楼、商业楼、住宅、学校、医院等建筑中所占比例仅为6%左右,而钢结构所占比例仅为6%左右。钢结构在桥梁不足1%。据统计,建筑领域钢结构用钢量仅占我国粗钢产量的5%左右,远低于发达国家20%至30%的水平。

发展回顾

一、建国以来钢结构的发展历史。

根据我国钢材产量的变化,我国钢结构的发展历程大致可分为四个阶段,如图1所示。这四个阶段国家对钢结构发展的政策是节约钢材、限制使用、合理使用、大力推广使用。

第一阶段是建国初期至20世纪60年代中期。这一阶段,以苏联援建工程为背景,我国钢结构的研究和应用开始发展。在此期间,我国首部钢结构设计规范通过审查,先后成立6家建设部工业建筑设计院、6家冶金部钢结构设计院、22家冶金建筑公司。钢结构技术队伍得以壮大,技术水平得到提高。有所改善,工业建筑、体育场馆等大跨度民用建筑也开始采用钢结构。但由于钢材紧缺,节约钢材成为这一时期的国策。

第二阶段是20世纪60年代中期至改革开放初期。这一阶段受到十年文化大革命的影响。社会生产受到极大破坏,钢材供不应求。因此,不得不限制钢结构和建筑钢材的使用和发展。受到限制。在此期间,我国钢结构工程严重减少;并且受文革期间教育萎缩的影响,钢结构人才锐减,钢结构规范的编制也受到影响。值得庆幸的是,冷弯薄壁钢结构、轻钢屋架结构和大跨度空间结构在这一时期仍然得到发展。

第三阶段是改革开放初期至20世纪90年代中后期。在改革开放浪潮和以经济建设为中心的背景下,随着国外先进技术的引进,我国钢材产量稳步增长,建筑钢结构得到快速发展。发展。钢结构发展趋于多元化,包括单层门式刚架、厂房框架、轻型钢结构、高层钢结构、空间结构、三维桁架结构等。我国钢材产量2008年突破1亿吨。 1996年起,自2000年以来一直位居世界第一。

第四阶段是20世纪90年代中后期至今。随着我国钢材产量的快速增加,我国开始大力推广钢结构的使用。 2006年,国家开始鼓励节能、节地的绿色建筑,鼓励建筑工业化发展和新型建筑结构体系的发展。钢结构具有能耗低、环境排放低、绿色施工等优点,可回收利用,减少建筑垃圾排放。它们是节能、环保、绿色的建筑,符合循环经济的特点,因此得到了推广和应用。

“十二五”期间中国钢结构协会房屋建筑钢结构分会,由于我国钢铁产量快速增长,钢铁产能严重过剩;我国虽然已经是钢结构大国,但却是从世界第二大经济体和占世界钢铁产量一半的钢铁大国成长起来的。从一个角度来看,我国钢结构的发展还十分滞后。 “十二五”期间,钢结构用钢占钢材产量的比例徘徊在5%~6%。在大型住宅建筑和中小跨桥梁中,钢结构的比例不足1%,远低于发达国家水平。可见,我国钢结构发展空间巨大。

二是重大发展成就。

经过几十年的发展,我国钢结构的发展取得了巨大的成就。目前,我国已成为钢铁生产大国。 2015年,钢材产量突破8亿吨,钢结构产量5000万吨,累计用钢量突破70亿吨,千吨级以上钢结构制造企业3000多家,特种建筑合格企业突破1万家。 2007年至2015年,我国钢结构产量年均保持15%以上的增长速度,成为名副其实的钢结构大国。

我国还成功建成了一批世界领先的钢结构标志性工程,包括超高层钢结构(上海中心大厦、广州塔、中国尊等)、大跨度钢结构(国家体育场、水立方、等)、大跨度钢结构等。钢结构桥梁(苏通长江大桥、杭州湾跨海大桥等)及大型工业厂房等。

此外,我国还建立了较为完善的科研教育系统、企业、政府机构和社会组织相结合的技术创新体系,形成了较为完整的技术体系链,涵盖产品产品、技术研发、标准规范等。 、设计和施工。 、验收、检测鉴定、加固改造、拆解及资源回收等全产业链。

随着人口老龄化和劳动力成本上升,以及提高工程质量、绿色施工和建筑业升级的推进,建筑工业化的发展和推广势在必行。钢结构本身的工厂加工、现场拼接施工特点满足了建筑工业化的基本要求,钢结构也更符合节能减排、绿色建筑的发展趋势。钢结构轻质高强,力学性能好,延展性高,消耗性能强,整体结构性能优良。因此,钢结构是建筑工业化的重要形式和发展方向,已成为社会的基本共识。这一共识将非常有利于解决我国钢铁产能过剩的困境。

三是科技成果积累。

我国在钢结构研究、设计、施工、材料等各个方面也积累了一定的技术成果。 “十一五”、“十二五”期间,与钢结构相关的科技支撑计划和国家863计划项目共18个,但涉及钢结构领域的重大项目仅有2个。钢结构。国家对钢结构的科研投入有待加大。

截至目前,我国已有3900多家机构和个人申请钢结构专利,已获授权专利19300余件。值得注意的是,钢结构专利数量较多,但转化率较低,与工程结合不够紧密。

2000年至今,钢结构共获得国家建筑法授权214项,约占国家授权建筑法总数的8.5%。近年来,授权钢结构工法比例稳步上升,2014年这一比例接近12%,这表明我国钢结构工程建设仍处于蓬勃发展阶段。

2000年以来,钢结构领域共获得国家科学技术发明一等奖1项、国家科学技术进步一等奖11项、国家科学技术发明二等奖4项、国家科学技术二等奖62项。科技进步奖。但获奖项目主要以钢材及制品为主,真正属于钢结构工程技术的奖项并不多。

第四,专业人士。

经过多年的人才培养,我国也积累了一批具有从事钢结构设计能力的工程师。目前,我国共有设计院19000多家(甲级2980家、乙级3559家、丙级3471家、特殊资质9000家),注册结构工程师34660人(一级27664人、二级6996人)。据不完全估计,从事结构设计的工程师约有30万人。但具有钢结构设计经验的工程师仅有15000余人,占比约5%。有潜力从事钢结构设计的工程人员只有3万多人,占比10%左右。专业钢结构工程设计人才仍然短缺。

主要瓶颈问题

首先,解决瓶颈问题。

回顾我国钢结构的发展历史,目前制约我国钢结构发展和推广的两大类问题,即人员和技术水平的瓶颈,以及市场和监管的瓶颈水平。这两类问题在技术研发、工程应用和产业推广中广泛存在。

首先是在技术研发过程中。在人才和技术层面,突出问题表现为“高性能结构体系和高性能钢材应用的瓶颈;钢结构建筑围护体系特别是住宅三板体系的瓶颈;消防、防火等方面的瓶颈”。 -腐蚀性能,特别是涂层的耐久性。”方面。

在市场和监管层面,突出问题表现为“钢结构标准与国际标准不接轨,国际设计规范之间缺乏转换;钢结构抗震设计和工业化标准体系不完善”。亟待改革和完善;缺乏技术创新和成果转化的市场平台”三个方面。

二是在工程应用环节。在人才和技术层面,突出问题表现在“钢结构专业技术人才特别是专业设计人员缺乏;全生命周期的设计、施工、生产技术一体化有待建立;缺乏钢结构专业技术人才”。钢结构标准化、工业化、信息化集成技术研究” “三个方面。

在市场和监管层面,突出问题表现在三个方面:“钢结构行业结构不合理中国钢结构协会房屋建筑钢结构分会,行业定位模糊;钢结构质量监督和产品认证力度不够;设计、施工、生产落后”。触摸式的,效率和效益普遍较低。” 。

三是在产业提升环节。在人才和技术层面,突出瓶颈存在于“钢结构住宅系统及围护系统;中小跨桥梁结构及养护系统;室外裸露钢结构及海洋结构防护;国标钢材与国外标准替代”四个方面。设计”方面。

在市场和监管层面,突出问题表现在三个方面:“全产业链优化分工和利益分配机制尚未建立;产业化政策、法规和规范体系尚未建立。”行业监管不到位,恶性竞争导致质量参差不齐。”方面。

二是总结瓶颈问题。

通过梳理以上三大环节存在的问题,我们得出了“出现人员瓶颈、出现技术瓶颈、出现市场和监管瓶颈”的结论。

一是人员瓶颈的出现。人才瓶颈主要存在于设计院、钢结构公司和监管部门。

目前国内设计院专业钢结构设计院(室)很少,高水平专业设计师紧缺,熟悉钢结构的结构总工程师、建筑师、设备工程师均紧缺。

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员,高级焊工和自动化设备技术人员稀缺,详细设计和BIM应用人员技术水平较低,工业工程技术人员和产业工人紧缺。

监管部门专业的钢结构审图人员不够,专业的钢结构监理、检验人员也不足。

二是技术瓶颈的出现。技术瓶颈主要存在于钢材及结构系统、围护结构及配套技术、工程施工技术三大环节。

在钢与结构体系的联系中,三个突出的方面是“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支撑高性能钢的应用;缺乏高性能复合材料桥梁结构系统。”

在建筑围护结构及配套技术方面,最突出的问题是“钢结构住宅三板围护系统;钢结构防火、防腐、装饰一体化技术;裸露钢结构防护系统”三个方面。

在工程建设技术方面,突出的四个方面是“钢结构智能制造系统;全生命周期设计、施工、生产一体化技术;标准化、信息化、工业化一体化技术;钢结构标准与工程标准与国际对接” 。

三是市场和管理瓶颈出现。市场和管理瓶颈主要存在于企业、市场和监管环节。

企业环节的突出表现是“钢材及钢结构产品结构不合理,低端产品产能过剩;生产效率和效益低下;资金压力和金融风险较大;钢材、涂装、焊接质量需提高”。亟待改进。”

突出的市场联系存在于钢结构住宅市场、中小跨桥梁市场、海外钢结构市场以及海洋工程、军事工程和农业工程市场。

监管的突出方面在“钢结构制造业定位与许可;钢结构产品质量监督与认证以及工业化政策、法规和规范体系”三个方面。 (待续)

 
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