环境历史背景下看我国钢结构住宅发展趋势.docx

环境历史背景下看我国钢结构住宅发展趋势 武仁杰 谢昊（郑州大学土木工程学院,河南 郑州 450001）摘要：在美国、日本等国家，轻型钢结构住宅已经占到了总住宅面积的25%以上【1】，而作为钢铁第一大生产国，我国的钢结构住宅发展缓慢，还处于试点研究阶段。但钢结构发展速度的阻碍因素正在发生改变，轻型钢结构住宅毫无疑问是未来的发展大趋势之一。一、国外发展现状1、美国在美国，原本的住宅建筑材料主要以木结构为主，随着环保意识的加强以及钢结构的产量逐渐增加，价格逐步下降，美国政府开始有意识的引导人们利用钢结构进行住宅建设。由于钢结构住宅相对于传统的木结构住宅,主要是钢材代替了木材,其他方面与传统住宅基本相同,并且在耐火、防腐方面较木材还有较大提高，价格基本持平，这些因素都促成了美国的钢结构住宅特别是普通底层钢结构民用住宅推广迅速。据统计，在2000年，在底层民用住宅方面，钢结构已经占到了市场总量的75%【2】。2、日本日本原本的建筑是木房屋，但随着原材料的稀缺导致价格上涨，且随着人们生活质量的提高，对结构的抗震性能提出了新的要求，木结构房屋显然难以满足要求。在此背景下，早在1955，为了推动轻型钢结构住宅的发展，日本成立了轻钢建筑协会，同时为了弥补相关技术人员不足、熟练工人欠缺的问题，日本大力促进轻型钢结构住宅流水线化生产，即在工厂中生产住宅。目前，日本3层以下房屋大多采用钢结构【3】。二、钢结构相较于传统建筑的优势1、自重轻钢结构住宅建成后的自重相当于同体积钢筋混凝土结构的左右，可以显著降低建筑对地基承载力的要求，适用于地基承载力较弱的地区。结构轻，强度与韧性也大幅提高，更有利于满足结构的抗震要求。2、空间大，布置灵活钢结构柱的面积为钢筋混凝土柱面积的一半左右，增大了有效活动空间。同时相较于传统房屋采用的剪力墙结构，当采用大开间柱网布置，钢结构的跨度在6米左右【4】，可以形成较大的空间，便于用户对住宅的管线、家具设备等进行灵活的改造布置。3、钢材可回收钢筋混凝土中的混凝土属于一次性使用材料，在拆除后只能当做废弃物扔掉。而钢材是可回收材料。2008年为响应绿色奥运，鸟巢、水立方等一大批钢结构材料拔地而起，正说明了钢材在环保方面的巨大优势。4、工业化程度高钢材本身具有的可规模化、快速生产的优势决定了日本的流水线、工厂化生产轻型钢结构住宅是未来世界各国发展钢结构的主流方向，产业化的生产保证了产品的准确度和精密度。5、施工周期短传统的钢筋混凝土施工条件严苛，特别是对于东北这种极端天气出现次数较多的地区，在一年之中的可施工时间收到了严苛限制。混凝土有较长的养护期，这也造成了传统房屋建筑过程缓慢，施工速度受到很大的不可抗力的制约。而钢结构的施工条件要求不高，相关组件在工厂生产出后可直接运往工地进行快速机械化组装，速度快，周期短。三、制约国内钢结构住宅推广的因素1、造价普遍偏高钢结构的优点众多，在欧美等发达国家已大规模推广，但在我国的发展却很慢，一直处于试点研究阶段，根本原因之一，还是造价问题。从试点来看，7层以下住宅的钢结构造价是普通混凝土造价的1.5倍，这严重制约了人们对钢结构的选择【5】。2、技术标准不完善现有的钢结构设计规范的编写在2003年，当时的钢结构在我国的发展很不成熟，在轻型住宅化应用方面更是一片空缺，因此当时编纂的规范在现在看来并未起到促进作用，反而成为了钢结构发展的一道难以逾越的鸿沟。为达到旧标准，必须大幅度提高结构中钢结构的使用，造成造价居高不下。例如我国基本上不考虑用厚度2mm以下的钢材制作主要承重构件,这早已与国外的实际应用情况格格不入【6】。3、观念的保守使用砌体、钢筋混凝土建筑住宅的观念早已深入人心，虽然一直大规模提倡钢结构发展，但国家并未加大对钢结构相关人才的培养与相关内容的推广来自wwW.lw5u.CoM，人们在建造自己的普通底层住宅时往往并未将钢结构作为可选项之一。4.、原材料的制约相关的技术规范，严格限制了建筑材料的选择，一栋钢结构建筑的材料往往需要单独定模、制作，这大大加重了成本需求。来自wwW.lw5u.coM四、历史环境因素决定钢结构机遇即将到来1、纵观国外发展，对美国而言，钢结构迅速推广的历史因素是钢结构体系相较木结构优势明显，是一种新材料取代另一种材料的必然趋势。环境因素是木结构的木材需求量过大，过量的木材砍伐与人们对环保日益重视的观念形成严重冲突。环保人士的大力提倡与宣传，更新了人们的陈旧观念，帮助越来越多的人选择优异材料。2、对日本而言，作为地震频发地带，决定了钢筋混凝土并不是建造房屋的理想材料，历史因素，日本对资源从来都有一种危机意识，一旦有一种新型材料能够取代木结构房屋，日本全国上下便会努力促进其发展。环境因素，日本的青壮劳动力成本日益增大，钢结构工厂化生产，机械化组装的特点成为决定性优势。3、对我国而言，历史因素，第一，虽然使用砌体、钢筋混凝土建造房屋的观念因素仍会是较大阻力，但近年来，特别是移动互联网时代的到来，人们对新事物的接受能力大大提高，陈旧观念被抛弃的速度越来越快，这有利于轻型钢结构住宅观念的推广。第二，钢结构的新一轮规范制定期已经带来，经过长达10多年的快速发展，新规范必然会大幅度舍弃旧观念，使规范再次成为促进行业发展的利器。环境因素，第一，可持续发展的观念日渐深入人心，钢结构的可回收利用的优势逐步显现，政府已开始采取一系列动作加速试点开展、研究与分析，也开始逐步摸索出经验，扶持力度大幅提高。第二，最重要的一点是人工费用在近几年火箭式蹿升，钢筋混凝土建筑在材料造价方面的优势被昂贵的人工费用消磨，钢结构的成本始终向钢筋混凝土靠近，甚至在中高层钢结构价格优势已经显现。指导老师：金建洲参考文献：【1】 黄慧娟.河北省轻钢结构住宅产业化发展及其应用:=硕士学位论文.清华大学,2006【2】李忠富, 关柯. 住宅产业化及其发展的必要性研究 J . 哈尔滨建筑大学学报, 1999,( 4) : 98-102.【3】张建新，刘雁，环志中.国外钢结构住宅发展历史浅析J.钢结构.2 加 5 年第 4 期.6一 8【4】 张亦静, 发展轻钢结构存在的问题与对策, 株洲工学院学报, 2001( 5)【5】 詹瑜，钢结构住宅发展现状及效益分析硕士学位论文.2012【6】 GB 50018- 2002, 冷弯薄壁型钢结构技术规范 S .作者简介：武仁杰（1994.04- ），男，山西临汾人，郑州大学土木工程学院2012级本科生，土木工程专业，研究方向：土木工程。 -全文完-