钢结构住宅建筑发展历程:从工业革命到现代技术的演变

   日期:2025-01-05     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:342    
核心提示:一、国外及国内钢结构住宅发展历程回顾(一)国外钢结构住宅发展历程(二)国内钢结构住宅发展历程三、我国发展钢结构住宅的条件与前景(一)我国发展钢结构住宅的条件(二)我国钢结构住宅的发展前景五、钢结构住宅发展中存在的主要问题六、推动钢结构住宅发展的建议

钢结构住宅是以工厂生产的钢梁、钢柱为骨架,以新型轻质、保温、隔热、高强墙体材料为围护结构而建造的。主要承重骨架由钢构件或钢管混凝土构件组成。

一、国内外钢结构住宅发展历史回顾

(一)国外钢结构住宅的发展历史

1、发展初期

18世纪至20世纪初,随着工业革命的深入和资本主义经济的迅速发展,一些资本主义国家的钢铁工业得到大力推动,钢结构技术产生并初步发展起来。这一时期炼钢技术的出现和进步,为钢结构的发展提供了必要的物质基础。与此同时,力学相关理论也在这一时期迅速发展,为钢结构的科学应用提供了理论基础。

2. 初步探索期

20世纪初期到中期,由于钢结构防火性能的缺点和钢筋混凝土结构的兴起,钢结构的发展进入了低潮。这一时期,钢结构技术的研究引起了建筑师的关注,他们逐渐探索在钢结构住宅中运用钢结构技术和钢材性能来体现现代建筑理念。这为钢结构住宅的后续发展奠定了坚实的基础。

3、全面发展期

20世纪50年代开始,钢结构开始全面进入住宅领域。 20世纪60年代,西方资本主义国家在钢铁性能和生产方面取得了突破性进展。钢结构建筑的各种结构体系日趋成熟,计算机技术开始应用于钢结构建筑的辅助设计中。 20世纪70年代以来,随着全球经济的发展,钢结构住宅技术在经济发达国家得到充分发展,普遍趋于成熟。钢结构住宅技术的研究和应用已从欧美少数国家推广到更多国家和地区。日本、韩国和中国台湾地区钢结构住宅的发展尤为典型。这一时期以来,钢结构住宅逐渐走向工业化生产,这是钢结构技术成熟的重要标志。

目前,瑞典、美国、澳大利亚和日本钢结构住宅的比例分别占新建住宅总面积的80%、75%、50%和20%左右。

(二)国内钢结构住宅的发展历史

1、开发准备阶段

从建国初期到1980年代初,由于钢铁产量较低,我国一直把“节约钢材”作为基本国策。钢结构在建筑中的应用仅限于一些标志性公共建筑和工业建筑以及住宅建筑。在建筑中的应用只有零星的尝试。 20世纪80年代和90年代,我国建筑领域钢结构的应用主要集中在高层和超高钢结构。这一时期,全国各地建成了40多座高层钢结构建筑,建筑面积约320万平方米。但在钢结构住宅中应用较少,处于探索开发研究阶段。

2. 探索启动阶段

20世纪90年代以来,我国开始探索钢结构建筑在住宅建筑中的更多应用。现阶段,部分钢结构住宅是进口或合作建造的。例如,北京恩自里小区7层钢结构住宅,主要材料由意大利提供;山东烟台沿海地区引进200栋日式别墅;北新集团引进意大利一栋三层别墅。

与此同时,国内钢结构住宅先驱者开始研究、开发和建造钢结构住宅。例如:1994年,上海浦东东蔡建一栋8层钢结构住宅,采用框架承重体系; 1998年,中铁紫荆钢结构公司建造了一座3层实验楼,采用钢框架-核心筒结构。

可见,现阶段国内相关单位对钢结构住宅的关注度逐渐加大,其探索对钢结构住宅的发展起到了重要的推动作用。

3、积极推广阶段

1996年以来,我国年钢产量连续突破1亿吨,居世界第一,为钢结构住宅的发展提供了基础和保障。经过多年的探索和尝试,公众对钢结构优点的认识逐渐增强,我国开始进入钢结构住宅的快速发展时期。

在此期间,为了促进钢结构住宅的发展,政府部门出台了一系列激励政策。例如:1998年11月,原建设部颁布的《建筑技术政策》(1996-2010年)专门对钢结构的发展提出了要求;原建设部、国家冶金工业局联合制定的《国家建筑钢材政策》结“十一五”规划和2015年结构工业发展规划纲要明确指出:钢结构具有高强度具有重量轻、抗震性能好、施工速度快、地基造价低、占地面积小、工业化程度高、外形美观等一系列优点。

经过多年的发展,我国已经具备了发展钢结构住宅的有利条件。一是我国钢材产量位居世界第一,能够充分保障建筑市场钢材需求;二是国际上已有相当成熟的钢结构住宅施工技术和经验可供借鉴。三是我国钢结构建筑的发展相关技术标准和规范相继颁布,一批钢结构设计软件也投入使用;第四,我国冶金工业的发展为钢结构进入住宅领域提供了保障。

4、高质量发展阶段

党的十八大提出生态文明目标后,政府更加重视钢结构住宅产业发展。 2013年以来,我国钢结构建筑用钢量年均增速保持在10%以上。钢结构住宅发展迎来战略机遇期,逐步实现从高速增长向高质量发展转变。

现阶段,钢结构制造企业开始注重核心技术的研发和应用,以提高产品质量和企业效益为驱动,坚持技术、管理、组织、机制等方面的创新,通过推进关键技术核心技术、产业结构、技术和产品集成能力、软件和信息技术升级,不断提升钢结构住宅品质,加快对钢结构发展模式、产品结构体系、资源配置方式、产业增长路径的研究结构住房。

面对全球装配式钢结构行业发展趋势,企业紧跟国家新一轮对外开放,积极参与“一带一路”建设,统筹谋划把握“走出去”和“引进来”两个大局,积极推动自身发展。

2、钢结构住宅的优点

(一)钢结构住宅符合绿色可持续发展理念

钢结构住宅的建造方式充分体现了绿色发展理念,能够实现节约、清洁、安全、优质、高效、高效益。施工过程中能够节约资源、保护环境,是建筑业摆脱传统粗放式施工方式、走向现代建筑文明的可持续发展之路。在面临巨大资源和环境压力的情况下,通过使用绿色建筑材料和先进技术和工艺,建立与绿色发展相适应的施工方法,是实现资源节约和环境保护的技术条件和产业基础。

(二)钢结构住宅具有产业特征

钢结构住宅工业化程度高,具有标准化设计、工厂化生产、装配式施工、一体化装修、信息化管理的鲜明特点。可以采用现代工业化的组织方法和生产方法来控制钢结构住宅的整个生产过程。各阶段生产要素的系统整合和整合,钢结构住宅适合大规模工业化生产。

(3)钢结构住宅建设与信息技术的融合

钢结构住宅在生产过程中可以与BIM信息技术深度融合。钢结构住宅的施工过程将设计、生产、运营、维护有机地结合在一起,解决了整个行业发展中的“碎片化”与“系统性”的矛盾问题,包括技术和管理的“碎片化”,体制机制碎片化”。通过信息互联网技术与企业生产技术和管理的有机融合,实现企业管理的数字化、精细化,从而提高企业经营管理效率,达到提高社会生产力的目标。

(4)钢结构住宅具有良好的环保性和抗震性

钢结构住宅采用新型建筑材料和装配式生产方式,是节能环保的住宅。它们取代了传统的砌体、现浇等落后的生产方式和建筑材料,保护了土地资源,保证了国民经济的可持续发展。

钢结构住宅具有较高的防灾减灾能力。钢结构具有良好的延展性。当结构受到地震力损坏时,它会吸收更多的能量,这可以降低脆性破坏的风险。特别是在高烈度地震地区,采用钢结构更为有利。

三、我国钢结构住宅的发展条件及前景

(一)我国发展钢结构住宅的条件

从物质基础来看,我国钢铁产量已经位居世界第一。 2018年,我国粗钢产量9.28亿吨,同比占全球粗钢产量的51.3%。钢材产量和质量不断提高,钢结构成本也显着降低。钢材供过于求的新形势,为我国钢结构住宅的发展奠定了坚实的物质基础。

在技​​术条件方面,近年来,我国钢结构制造企业和相关科研机构坚持和强化工业技术的引领作用,持续深化技术创新,在设计、制造、和钢结构建筑的施工。进步。例如:钢结构深化设计技术、厚钢板焊接技术、大型钢结构滑动安装技术、钢与混凝土结构组合技术、高轻钢应用技术等,这些新技术的广泛应用,极大地提高了钢结构结构建筑质量和质量。

在政策支持方面,我国政府高度重视钢结构建筑的发展,出台了多项促进钢结构发展的政策。 《“十三五”装配式建筑行动计划》明确提出,到2020年,全国装配式建筑占新建建筑的比例达到15%以上,其中重点推广领域达到20%以上,更多15%以上的地区将积极推广。鼓励提升面积达到10%以上。目前,我国已有31个省制定了装配式建筑发展规划。

为贯彻落实住建部2019年4月召开的“推进钢结构装配式住宅建设座谈会”精神,浙江、山东、四川、湖南、江西、河南六省分别召开提出开展钢结构住宅建设试点并明确试点目标。

可见,中央和地方政府都高度重视钢结构在建筑领域的应用,积极鼓励钢结构产业发展。随着更多扶持政策的出台和实施,我国钢结构行业迎来了最好的发展时期。

(二)我国钢结构住宅的发展前景

1、产品设计标准化

标准化设计是钢结构住宅的特点之一,可以有效提高深入设计、采购、加工等工作的效率,提高施工的便利性。在做好标准化设计的同时,兼顾个性化设计是钢结构住宅未来的发展方向。主要包括:建筑类型标准化、结构构件标准化、构件标准化、零件标准化。

2、全生命周期一体化设计

钢结构住宅是一个完整的建筑系统,涉及设计、生产、运输、施工、装修、管理等全方位工作,需要综合考虑各专业的协调问题,提高钢结构住宅的适用性。

一体化设计是未来的发展趋势。以建筑设计为主导的结构设计、装饰设计、机电设计一体化,考虑结构与建筑、模块与标准化构件的一体化。装饰设计与结构设计一体化、装饰与结构连接节点相互保留、连接方式标准化是未来的发展方向。

3、施工过程机械化

“好、快、省”是建筑企业的核心竞争力,而“快”则是钢结构企业应该实现但尚未实现的目标。需要施工组织理念、配套施工设备和工具的创新,也是施工企业的目标。竞争力的主要体现,快速构建能力是核心竞争力的起点。

未来自动化施工设备应根据钢结构住宅配套构件的安装施工要求,分门别类、分项开发,在减少工业化工人需求的同时,实现高质量的安装施工质量。在不断推广应用的过程中,不仅可以保证钢结构住宅的质量,还可以降低建筑成本。

4、工程EPC总承包

钢结构住宅是一个完整的建筑体系,适合EPC总承包管理模式。建筑企业应从专业分包商向建筑系统集成商转型,由EPC总承包单位完成设计、采购、土建、钢结构安装等工作。施工、装修、交付等环节有利于各专业的协调,减少纠纷,有利于质量、进度、成本的控制。实现项目EPC总承包管理与专业施工管理分离的目标,通过加强项目EPC总承包管理对项目整体的服务、协调和控制,提高大型、复杂项目的EPC总承包管理水平。

4、装配式建筑生产企业抽样调查

为了解装配式钢结构建筑制造企业的发展状况及发展中遇到的主要问题,提出发展建议。中国建筑业企业管理协会调研组通过问卷调查、现场走访等方式,在福建、广西、海南、河北、湖南、江苏、江西、辽宁、山东、山西、陕西、上海、浙江、吉林、广东(含深圳)等。对省市89家装配式生产企业进行了抽样调查。为全面了解装配式建筑的发展情况,本次抽样调查收集的数据包括装配式混凝土的生产情况。

2018年,样本企业完成产值60513,824.36万元,近三年复合增长率8.92%,营业收入48828,682.32万元,新签合同额82740,077.11万元,利润1340,054.63万元, 和产值利润率为2.2%。

截至2018年底,样本企业共有生产线658条,预制混凝土产能658.03万立方米,预制钢结构产能211.14万吨。装配式生产企业产能利用率为47.09%,其中:装配式混凝土生产企业产能利用率为42.72%,装配式钢结构生产企业产能利用率为69.11%。

2018年,样本企业装配式建筑竣工面积6253.27万平方米,占全国装配式建筑总建筑面积的32.91%,其中:装配式混凝土建筑5337.02万平方米,916.25万平方米。装配式钢结构建筑m2;

2018年,样本企业完成装配式住宅建筑面积3958.43万平方米,其中:装配式混凝土住宅3849.15万平方米,占比97.23%,钢结构住宅109.28万平方米。 ,占比2.77%;保障性住房建筑面积1770.89万平方米,占比44.73%,商品住宅建筑面积2187.54万平方米,占比55.27%。

装配式混凝土房屋中,经济适用住房建筑面积1701.81万平方米,商品住宅建筑面积2147.34万平方米。钢结构住房中,经济适用住房建筑面积69.08万平方米,商品住宅建筑面积40.2万平方米。

从资质类别看,具有特殊资质的企业数量占调查企业总数的44.94%。特殊资质企业产值55148192.42万元,占抽样企业产值的91.1%。产值利润率为2.08%。装配式混凝土产能利用率为40.07%,装配式钢结构产能利用率为84.93%。

一级资质企业数占抽样调查企业总数的28.08%。一级合格企业产值5122625.19万元,占样本企业完成产值的8.4%。产值利润率为3.49%。预制混凝土产能利用率46.96%。钢结构产能利用率64.51%。

专业生产企业数量占调查企业总数的26.98%。专业生产企业产值243.006.74万元,占抽样调查企业产值的0.5%。产值利润率为4.5%。预制混凝土产能利用率为39.37%。装配式钢结构产能利用率为48.6%。

可见,具有特殊资质的企业参与装配式建筑生产的比例较高。专业生产企业产值利润率较高。不同类型企业的装配式钢结构产能利用率均高于装配式混凝土结构,这也体现了装配式钢结构建筑良好的发展态势。

五、钢结构住宅发展存在的主要问题

(一)鼓励钢结构住宅发展的相关政策落实不到位

钢结构建筑的高质量发展离不开政府的大力支持。虽然政府管理部门提出了大力发展钢结构住宅的倡议并出台了相关文件,但政策文件在实施时总体上与发展目标相距甚远。距离较远,地区差异也很明显。一方面,一些政府部门为了让开发企业投资,对装配式建筑提出过高的发展目标或向企业承诺各种优惠。但在实施过程中却未能全部落实,影响了企业的积极性,导致部分投资失败。折算为实际产能。另一方面,各地出台的相关政策较多,但在规划审批、土地供应、金融等方面出台的政策实质性吸引力还不够。导致开发、生产、施工企业推广钢结构住宅的积极性不高。推广钢结构住宅的市场环境尚未形成。

(二)钢结构住宅的市场认可度有待提高

目前,公众对钢结构住宅的认可度较低,钢结构住宅占整个住宅市场的比例不足2%。主要有三个原因:一是宣传不够。目前,对钢结构住宅的优良性能、节能环保优势宣传不够,消费者对钢结构住宅的结构安全、耐用、防火、防腐等性能存在误解。二是技术储备不足。一些开发、设计、构件生产、施工、监理、检测企业对施工方式变化认识不足,技术和产能储备不足。三是初期成本投入较高。钢结构住宅需要建筑构件预制化生产,前期需要投入大量资金购买大型生产、运输、吊装设备,导致企业初期成本较高。

(三)钢结构住宅生产企业产能利用率不高

钢结构住宅尚未形成成熟统一的技术体系,影响了大规模推广的进程。抽样调查发现,当地企业产能利用率差异较大,高达47%。有的地方零部件产能过剩,有的地方供不应求。从区域布局看,大部分地区尚未突破行政区域界限来协调生产企业数量和产能。在产业布局上,仅局限于本行政区域,无法从整体角度考虑,很容易导致区域布局不合理。 ,产能过剩与产能不足并存。从企业层面来看,企业缺乏全面的技术解决方案。钢结构住宅三板(外墙板、内墙板、楼板)技术体系有待完善。围护结构渗漏、施工效率低等问题仍然存在。未能适应施工方式的变化,导致生产效率降低、企业成本增加,对企业项目管理、产能利用率和盈利能力提出新的挑战。

(四)专业技术人才短缺制约市场发展

装配式钢结构建筑涉及与传统建筑不同的施工技术和流程,对装配式钢结构建筑的施工管理和施工过程提出了新的要求。目前,行业仍缺乏专业技术人才。一方面,施工管理人员的技术能力仍有待加强。许多施工管理者对新的施工方法还处于感性认识和初步探索阶段。他们缺乏系统的学习、培训和实践经验,不能完全满足新施工方式的需要。另一方面,综合技术人才短缺。除了图纸设计外,装配式钢结构建筑的施工过程还需要对构件进行深入设计。装配式施工与现浇施工需要衔接配合。懂设计、懂施工、懂管理的复合型技术人才短缺,制约了装配。钢结构建筑的发展。

六、促进钢结构住宅发展的建议

(一)加快落实相关激励政策

建议因地制宜不断完善钢结构住宅相关政策体系。一方面,地方政府推广钢结构住宅要有机协调重点推广区、积极推广区和鼓励推广区的发展节奏;集装配式混凝土建筑、装配式钢结构建筑、装配式木结构建筑于一体。建设发展有机协调;装配式建筑各环节的供需有机协调。另一方面,装配式钢结构建筑必须实行“双轮驱动”、“两方面同步”。 “双轮驱动”,即试点示范省市和基地企业同步推进。各地可以借鉴先进经验,创造性地制定更多地方政策措施。 “两面同步”是指公共建筑和住宅建筑同步发展。在确定钢结构建筑发展目标和总体布局的基础上,明确钢结构建筑发展管理部门,建立联动机制。

(二)加强政策引导和舆论宣传

一是在发展初期通过规划和财政政策调动市场积极性。加大对示范城市、产业基地、示范工程、科研项目和人才培养的财政投入,鼓励以奖代补。二是建立政策弹性机制,待钢结构住宅发展更加成熟后逐步取消激励政策。我们应该全面发挥金融基金在“四个或两个分配”中的作用,以动员更多的金融资本,私人资本和社会资本,以支持预制建筑物的健康发展。第三个是在节能,环境保护,抗震和节省成本方面大力宣传和促进钢结构住宅的优势,消除公众对钢结构住宅的误解,并提高对整个社会的认识和认识。

(3)促进预制钢结构企业的转换和升级

建议钢结构制造企业适应新的情况,并不断提高关键技术研究,开发以及转型和升级的步伐。一方面,改善了促进钢结构住房中科学和技术成就的转变的政策环境。为新技术,新产品和新工艺建立评估和促进机制,编译相关的地图集,指南和其他标准及规范,并促进关键技术的工业化以及一系列技术成就。另一方面钢结构别墅澳大利亚,它促进了企业管理能力的现代化,并指导企业转变为通用工程承包。钢结构住宅对设计,生产和建设的整合有很高的要求。使用通用工程合同可以有效建立先进的技术系统并提高管理效率。打破工业链中的障碍,解决设计,采购和构建的整合问题,以及技术与管理之间的断开连接,并实现资源优化和受益最大化。

(4)逐渐建立专业人才培训系统整合行业和教育

建议按照“国务院总办公室对加深行业和教育融合的多种意见”的要求(Guobanfa [2017]第95号)钢结构别墅澳大利亚,应建立预制的建筑人才培训系统根据市场需求和企业的实际状况,在三个层面上。在培养高级专业人才方面,我们通过从公司中选择杰出的专业和技术才能,参与国内关键技术研究并参与国内和外国行业技术交流,掌握该行业的最先进的,进行深入的探索技术,并创建公司的核心技术和建筑技术系统。在培训一线专业和技术管理人员方面,有必要通过常规的“预制建筑技术管理人员培训课程”,主要预制的建筑专业技术和管理方法进行专业知识培训,然后实现理论和理论的结合通过项目技术应用练习。在培养专业和熟练的工人方面,有必要依靠大学和更高的职业学院来建立有关预制结构的专业课程,并结合课堂教学,现场运营,实用练习和其他方法,以增强专业质量培训学校的学生,并为预制的建筑行业奠定了良好的基础。为发展提供专业人才支持。

 
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