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轻盈的钢结构必须从设计开始

      “优良的钢结构建筑必须是钢结构节材、墙体节能,最大限度地满足建筑功能,最低限度地影响环境,为人们提供健康、舒适的活动空间,并能在建筑全寿命周期内,满足可持续发展的理念。世界先进国家的现代钢结构建筑已达到50%,日本超过70%,我国则不到10%。我国钢结构行业仍有巨大的发展空间,关键是要实现钢结构的轻量化设计。”日前,广东省钢结构协会会长、华南理工大学王仕统教授在接受本报记者采访时这样说。
 
      今年全国两会上,国务院总理李克强在政府工作报告中提出“积极推广绿色建筑和建材,大力发展钢结构和装配式建筑,提高建筑工程标准和质量”。发展钢结构建筑已经上升为国家战略。作为建设大省,广东如何发展钢结构建筑?钢结构行业亟需解决哪些问题?带着种种问题,记者采访了王仕统教授。


      钢结构要实现三大核心价值
谈起钢结构建筑的设计,王仕统教授表示:“钢结构行业包括设计与施工(制造、安装),设计是龙头,轻盈的钢结构必须从设计开始。为了实现钢结构的‘轻、快、好、省’,就必须实现钢结构固有的三大核心价值——最轻的结构、最短的工期和最好的延性,最终达到最优的抗震性能。”
 
      与传统建筑相比,钢结构建筑的优势和特性非常突出。1996年我国钢产量达到了1.09亿吨,政府采用“鼓励用钢”政策,大型钢结构公共建筑迅猛崛起。钢结构行业追求高、大、怪、异,再加上不合理的收费机制,出现不少“名为创新、实为怪异”的钢结构设计方案。不少钢结构建筑怪异、笨重,用钢量惊人,不仅导致钢结构施工艰难,而且造成巨大的浪费。为了正确引导广东钢结构行业的发展,广东省钢结构协会在2009年设立了广东钢结构金奖“粤钢奖”,奖项分为设计和施工两大类,目的就是促进提高钢结构工程的设计水平和施工质量,鼓励钢结构企业建造出轻盈、简洁、美观、独特、优质的钢结构艺术作品。
 
      针对钢结构行业出现的“怪异”现象,王仕统教授根据多年来的结构理论研究和工程设计经验,提出现代钢结构轻量化设计的“二、三、四”观点:按照力学原理,将建筑结构分为弯矩结构和轴力结构(形效结构)两大类;实现钢结构固有的最轻的结构、最短的工期和最好的延性三大核心价值;钢结构轻量化设计的四大步骤,即结构方案(概念设计)、结构截面高度、构件布局和结点小型化。该观点已编著在2014年4月中国建筑工业出版社出版的《现代屋盖钢结构分析与设计》一书中,其中,轻量化设计写入广东省标准《钢结构设计规程(DBJ15-102-2014)》。
 
      “钢结构的用钢量是衡量结构设计优劣的最重要指标之一。不谈用钢量多少,狂热追求钢结构建筑亚洲第一高度、世界第一跨度是不科学的。我们要永远记住一个真理——设计是硬道理(力学功底、结构理论),硬设计(只会使用设计软件)就是任性,即笨重与怪异。”王仕统教授强调说:“钢结构行业发展,关键是提高钢结构的设计水平。结构工程师眼中的最好结构,就是最简洁的结构,而非最复杂的结构。优秀、轻盈的钢结构应该是一件艺术品。我们应该认真总结钢结构设计的教训,向世界先进钢结构设计水平冲刺。”
 
我国钢结构住宅发展缓慢
      王仕统教授告诉记者:“钢结构住宅更是以人为本,钢结构节材、墙板节能、加快发展钢结构住宅,可以有效地推动技术进步,促进整个建筑业向技术密集型产业转化,并将带动建材、冶金、信息、机械的发展,尤其是在目前我国钢铁产能严重过剩的情况下,加快推广钢结构住宅就具有了更加重要的社会意义和现实意义。”
 
      据介绍,住房和城乡建设部多年来一直在力推钢结构住宅,早在2001年就发布了《钢结构产业化技术导则》。但钢结构住宅的发展并不理想,发展缓慢的原因,一是政府推动钢结构建筑的力度不够,没有一个有效的专门机构,制定钢结构住宅推广方案;在土地、贷款、税收等方面的优惠政策不足。二是在围护墙体体系及建筑设备发展方面滞后。目前,生产围护体系的厂家虽然不少,但是真正能满足适用性需要者很少,墙板与钢结构骨架配套不合理、安装不方便,难以形成产业化生产和快速安装体系。另外,高水平专业(结构、围护)设计师奇缺,建筑师习惯砖混与混凝土结构设计,不理解钢结构住宅的特点。国内大部分设计院的建筑师和结构师一般不大愿意接手钢结构的设计,钢结构施工图不少由钢结构企业完成。一些钢结构住宅的结构方案不成熟,墙板、楼板、屋面等三板和结点设计不完整,直接影响了消费者购买意愿,进而影响到开发商建设钢结构住宅的积极性。
 
王仕统教授提出:“广东是前沿开放城市,在钢结构住宅的推广,应该发挥积极作用。”
 
广东钢结构发展任重道远
广东钢结构建筑起步较早,20世纪80年代,广东就已经出现钢结构建筑,深圳的地王大厦、发展中心,广州的天河体育中心,都是那个时代钢结构建筑的代表作。但是广东的钢结构企业并没有随着广东钢结构建筑的迅猛发展而崛起,时至今日,钢结构企业与庞大的钢结构建筑市场完全不相匹配。像广州电视塔、东塔、西塔等大型工程80%以上都由外省钢结构企业“空降部队”承建。
 
钢结构设计复杂、笨重,厚度达到10多公分,95%的钢结构企业靠边站,中、小企业生存艰难。广东钢结构企业约五六百家,大部分为中、小企业。据了解,到目前为止,广东钢结构企业拥有一级施工资质仅10家左右,而在钢结构行业比较发达的浙江、江苏、上海,一个省(市)拿到一级施工资质的企业就超过100家。没有资质或资质等级偏低的广东钢结构企业,要在竞争激烈的钢结构建筑市场上占有一席之地,难度非常大。
 
为了推动广东钢结构行业的发展,广东省钢结构协会也积极推动“联盟”的发展,希望大型钢结构企业能够带领中小企业共同发展、进步。但是这种“联盟”在残酷的市场竞争面前,非常脆弱,不堪一击,效果并不理想。
 
广东如何加快钢结构行业的发展,出路在哪里?如何抓住国家推动钢构产业发展的历史机遇,进一步推动广东钢构事业的进步与发展,不仅是钢结构企业认真思考的问题,也是相关部门认真研究思考的一个问题。广东钢结构行业的发展,需要政府顶层设计,统筹规划、积极引导,大力推进,也需要广东钢结构企业奋发有为。打铁还需自身硬。提高钢结构轻量化的设计水平、解决钢结构工程建设中的技术难题、确保钢结构的工程质量、提升钢结构产品的品质、在钢结构的市场中拓展更加广阔的生存空间和发展空间,应该成为广东钢结构行业共同努力的目标和方向。
 

王仕统教授认为:“广东钢结构产业未来的发展,任重而道远。”(来源:广东建设报)


王仕统教授在钢结构企业考察、调研。


点击次数:1498  发布日期:2016-05-06  【打印此页】  【关闭