1、我国钢结构行业发展概况
我国钢结构行业发展大致经历了4个阶段:初盛阶段(上世纪50年代至60年代)、低潮阶段(上世纪60年代中后期至70年代)、发展时期(上世纪80年代至90年代中期)、强盛阶段(上世纪90年代中期至今)。
初盛阶段(上世纪50年代至60年代):1949年新中国刚成立,百废待兴,钢产量低,每年仅有135万吨。但在苏联经济与技术的援助下,短短几年内建设了不少钢结构工业厂房(钢柱、钢屋架、吊车梁等),培养了一大批设计、安装、制造人才,为钢结构今后的发展奠定了基础。
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低潮阶段(上世纪60年代初至70年代末):这个时期国家钢材需求量大增,但钢年产量只有2000万吨左右,国家因此提出了节约政策,限制钢材用量,钢结构工程数量减少。
发展时期(上世纪80年代至90年代中期):由于钢结构具备独特的优势,已成为建设工程中主要结构。在此期间,单程厂房框架结构、空间结构、空间结构与拱、钢架组成的混合体系、高层建筑钢结构以及轻钢结构都得到了快速的发展。强盛阶段(上世纪90年代中期至今):1996年钢产量达到1亿吨,为钢结构的发展提供了有利条件。传统空间结构如:网架、网壳等继续得到推广,新型空间结构也开始得到广泛的应用,机场、会展中心都采用了当时最先进的空间钢结构,特别是运动会、博览会场馆更加大了采用空间钢结构的力度。由于这些特色工程,也产生了多项钢结构制作、安装的新技术,同时也涌现出大批先进钢结构企业,为钢结构今后的发展奠定了基础。
2、行业的技术水平
近年来,我国钢结构行业发展迅速,我国钢结构企业的成套设计、制作以及安装技术不断提高,相关工艺和设备的先进程度亦持续提升,钢结构工程的设计 制作和安装能力取得了长足的进步。
(1)钢结构建筑的设计水平逐步提高
目前国内外钢结构设计软件发展迅猛,软件功能日臻完善,为协助设计人员完成结构分析设计、详图深化、施工绘图提供了便利条件。总体上,我国钢结构建筑起步较晚,设计水平与理念和国际先进水平尚有一定差距,但随着我国钢结构行业的迅猛发展,促进设计水平快速提升。
(2)钢结构产品的加工制造工艺水平发展提高较快
在钢结构制作中大量采用电脑排版、放样、自动切割、钻孔等技术,提高了钢结构构件的制作精度。在焊接方面采用药芯焊丝自动保护焊、惰性气体保护焊 、埋弧焊等技术,提高了厚板和薄板的焊接技术,采用有效的矫正和除锈机械,减少环境污染。又如大型空间箱型截面弯扭构件的加工技术、大型钢箱梁焊接及螺栓连接钻孔的制造技术等均代表我国钢结构产品制造技术达到国际先进水平。随着焊接技术的进步,有关焊接工艺评定技术如无损探伤等技术也取得了较大发展,开发出了诸如 X 光在线检查水压检验、超声波探伤、X 光拍片等检验技术,保证了焊接质量,也进一步为我国钢结构产品制造技术的成熟提供了有力的保障。
(3)钢结构安装工艺水平不断改进提高
在安装方面采用高强螺栓电动拌手、大型吊装施工机械、巨型桁架柱吊装技术、钢结构整体滑移技术、计算机控制整体提升同步技术以及先进的激光检测装置,提高了安装水平。许多大跨、高耸、重载的钢结构工程,从方案制定、设备配置、质量、安全、意外措施及网络系统管理,形成了许多专业化队伍及成套技术。上述技术和设备方面的进步为钢结构工程的品质提高奠定了坚实的基础。
3、行业发展有利因素分析
(1) 我国钢结构市场需求不断增长。
绿色建筑是开展节能减排的重要途径之一,住宅产业化是推进绿色建筑发展的首选,兼具环保和经济价值,其中钢结构和预制 PC 结构是其两大重要方向。绿色环保建筑的概念,是在我国建筑业每年消耗全社会能源的 28-30%的背景下提出的,建筑业作为三大传统耗能产业之一,有超过 95%的建筑属于高耗能建筑,同时建筑垃圾占居民活动产生垃圾总量的 40%。
城市化进程持续提升多高层钢结构、空间钢结构、住宅钢结构的市场需求。随着我国城市化进程的不断加快,大量城市标志性建筑、大型公共设施、文化体育设施等不断产生。此外,目前我国钢结构住宅比例不足 5%,而发达国家一般都在 40%以上,住宅钢结构市场空间巨大。
能源建设需求促进电力钢结构、石油钢结构的发展。随着火电建设的加快,核电、风电的逐步发展,电力钢结构需求进一步增加。此外我国海洋石油进入大规模开发阶段,将需要大量海上工程配套设施的建设。
基础设施投资将直接促进钢结构市场需求。交通工程中的桥梁建设的钢结构需求件进一步增加。铁路桥梁均采用钢结构,公路桥梁采用钢结构已成为发展趋势,机场候机楼、火车站候车大厅和站台建设的钢结构需求不断增加。市政建设中采用钢结构量也相应增加。地铁、轻轨工程、城市立交桥、高架桥、城市公共设施等越来越多采用钢结构。
海外钢结构项目增加。我国钢材价格比国际价格低,劳动力成本低,钢结构制作质量优良,在国际工程市场上有较强竞争力,国外企业在中国采购钢结构有所增加,且我国钢结构企业在海外承接的订单不断增多。如沪宁钢机承接的印尼中爪哇 2X300KW 电站主厂房,瑞典 KristianstadsArena 体育馆。杭萧钢构承接的安哥拉工程等。随着我国城市化的发展,机场、体育馆、会展中心和高铁等大型公共设施的建设将进一步推动钢结构的需求。
(2)“绿色建筑”等下游行业得到国家政策支持
在绿色建筑发展之初,面临行业标准和技术的缺乏、生产规模和产业配套的限制等诸多问题。政府为扶持其发展,住建部(原建设部)于 2006 年就制定了《绿色建筑评价标准》,设立绿色建筑的量化标准,通过对住宅和公用建筑节地、节能、节水、室内环境等 6 个方面的定量考核,将建筑物分为一星、二星、三星(星级越高其节能效果越好);2012 年,住建部和财政部为补贴绿色建造所面临的较高成本,联合发布《关于加快推动我国绿色建筑发展的实施意见》,首次对发展绿色建筑给予财政奖励(二星 45 元/平米,三星 80 元/平米); 2013 年,国务院出台《绿色建筑行动方案》,规划“十二五”期间 20%的绿色目标,为行业发展空间奠定信心。由于行业标准的确立和奖励政策的出台,我国绿色建筑面积从 2008 年新增不到 150 万平增至 2013 年新增 8,689 万平方米,年复合增长率高达 128%。根据政策的规划,我国 2014 年新增绿色建筑面积计划达 1.7 亿平方米,2015 年城镇新增绿色建筑占新增总量计划达到 20%,该比例到 2020 年将被提升至 50%,2014-2020 年间将完成超过 10 亿平方米绿色建筑的建造,因此,钢结构行业发展空间是充足的。
(3)信息化技术为钢结构行业带来新的机遇
自进入“互联网+”时代以来,互联网、大数据、云计算技术等不仅融入国家经济生活的各个领域,也走进了一些钢结构企业的设计室、车间、技术和加工生产岗位。可以预计,新的工程设计软件升级和 BIM 技术应用,将推进钢结构体系在建筑产业现代化的步伐。
现在,一批钢结构企业在深化设计阶段开始采用 BTM 技术及工程软件系统,对钢结构加工、安装全过程数字化模拟技术,解决构件加工和安装、施工衔接和对接的方案,通过模拟卸载程序,形成碰撞试验或卸载技术报告,减少施工现场拼接误差,通过计算机数据分析,真实反映安装工艺、提高工效、减轻强度、保证质量。这些新技术、新渠道的应用将给钢构企业带来新的发展机遇。
4、钢结构的特点及发展趋势
钢结构行业是我国一个新兴行业,钢结构建筑是指用钢板和热轧、冷弯或焊接型材(工字钢、H 型钢、压型钢板等)通过连接件(螺栓、高强螺栓等)连接而成的能承受荷载、传递荷载的结构形式,具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工周期短、工业化程度高、环境污染少等一系列优点。钢结构建筑是一种新型的节能环保、循环使用效率最高的建筑结构,被誉为21 世纪的“绿色建筑”,符合国家发展节能省地建筑和经济持续健康发展的要求,受到了国家的高度重视,被列为建设部十大新技术之一。目前,钢结构建筑广泛应用于体育场馆、航站楼、展馆、超市、桥梁、厂房、商务大厦、住宅等,涵盖了建筑设计、结构设计和深化、钢构件制造、安装施工的整个流程。在发达国家,钢结构在建筑工程领域中得到合理、广泛的应用。
由于钢结构具有结构牢固、造型独特、施工简便、可回收利用、造价相对较低的特点,在未来的城市建设和基础设施建设中将占据相当比重,而且随着城市功能的提升,土地资源紧缺,高层和超高层建筑的普及,建筑钢结构市场仍将保持较大的增长规模。
此外,我国属自然灾害多发的国家,建筑结构安全直接关系人民生命财产的安危,钢结构将越来越受到社会的关注、用户的信赖。尤其在土地资源极度匮乏、开发和保护耕地矛盾十分突出国情下,推广使用钢结构建筑,向高度、空间获得更大建筑面积,成为最具价值、效益的选择。
从市场前景看,随着国家加大基础设施建设的投入力度,建筑钢结构将广泛运用到能源工程、基础设施、高层住宅等领域,城市地铁和轻轨工程、立交桥、高架桥等城市公共设施都将越来越多的采用钢结构,钢结构前景广阔。此外,随着绿色、环保建设理念的普及,钢结构住宅设计规范及配套技术日趋成熟,钢结构建筑规模将有所提升,由于我国钢材价格、劳动力成本都远低于国际水平,势必对轻钢结构集成化住宅的研发、推广都将产生积极影响。