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中国钢结构行业发展概况

www.cnitdc.com  2008-6-26    

    英国95%的建筑用钢材被回收,10%重复使用,85%回收利用。

    在加拿大,新建住宅建筑中轻型钢框架的使用继续以每年约及}眄巨吨用于新建。去年,加拿大的住宅建筑使用了大约4000吨镀锌的和GalvalumeTM钢框架,比前一年大约增长了50%。2010年将能够达到25%的市场份额。

    在加拿大的多伦多,3%的新住宅是用钢框架建成的。多伦多的新建住宅之所以选择钢材,是因为钢材能够为建筑商和业主提供建筑质量和速度。另外,钢材对室内外空气质量没有影响,因为它不排放出有害气体,也不发霉。室内空气质量已成为业主的一个重要问题,因为它与住户的身体健康有关系。

    为推厂轻型钢框架住宅进行了研究和开发一系列配套新产品:①轻型钢框架墙壁和地板的耐火性能;②型钢框架墙壁和地板的声学性能③轻型钢框架系统的动态表现(振动);④轻型钢框架墙壁系统的保暖习性能;⑤镀锌和GalvalumeTM轻型钢框架的耐用性;⑥轻型钢框架系统的结构优化与建筑规范制定。

    (3)日本最流行的楼房建筑结构系统就是钢构,钢结构有很多优势,其中之一就是它们可以用多种用途。图1说明了日本楼房建筑在结构系统方的趋势。根据日本楼房建筑的年度统计数字,1990为开工楼面面积总和最大的一年,共有大约27亿平:米楼面面积的楼房在这一年开工建造。每年开工建j的楼房,其楼面面积总和约为2亿平方米。

    按照用途类型和建筑类型统计说明了日本在2000年新建成的楼房的楼面面积总和中,大多数商店、工厂厂房以及仓库,都是用钢结构。

    制定法律,公布对建筑业影响重大的《废物处理和公共卫生法》、《促进有效利用资源法》、《建筑材料回收法案》以及《促进绿色采购法》。有五家与建筑业有关的主要组织,如日本建筑学院,于2000年宣布了《全球环境建筑宪章》。为了在建筑领域保护全球环境,《全球环境建筑宪章》里面提出了五个主题如长寿、自然共生、能源保护、资源保护以及回收利用。

    日本钢材俱乐部(KozaiClub。现为日本钢铁协会(IronandSteelInstituteofJapan)在2000年3月成立了楼房环境下属委员会(BuildingEnvironmentSuncommittee),此下属委员会一直在进行各种调查,其目的就是揭示钢结构楼房的特点和与全球环境有关的问题,为循环社会做出贡献。

    在日本,强烈要求建筑领域减轻环境负担,因为二氧化碳排放总量的三分之二与建筑活动有关,包括楼房晌采暖和照明等能源利用方面的活动。

    对日本的钢结构楼房来说,考虑到它们的寿命周期,最重要的课题就是“延长使用年限”、“回收利用建筑材料”和“重复使用构件”。另外,从减轻环境负担着眼,钢结构楼房的寿命周期评估(LCA)也很重要。

    实现钢结构楼房长寿的方法之一,SI(S=支撑,I:填料)的住房概念最近在日本开始引起人们的注意。这一概念把结构部分(S=支撑)和内部以及设备部分(I=填料)明确分离开来。

    通过延长楼房的使用年限,我们将能够限制二氧化碳的增加,二氧化碳是造成全球变暖的主要原因。如果把使用年限从25年延长到100年,建造一幢楼房每年的二氧化碳将减少一半。

    “重复使用”这个词有两层含义:一层是指把钢材当作主要结构材料,在构件这个水平上(当作构件)加以回收,如立柱(COlumns)、横梁(beams),而不把它退回到材料的水平。二层是当作原料送钢厂。

    产品的整个寿命周期(原料的开采、钢材的生产、制作、应用、回收利用、处理),LCA(寿命周期评估)是一种方法,用来量化评估产品的原材料和燃料的输入以及产品的环境负担(空气和水污染、废物等等)。

    三、2008年北京奥运场馆建设为钢结构行业提供了发展机遇

    12008年奥运场馆的钢结构工程共使用12万吨钢材(不包括混凝土结构用钢材),国内外数十家著名设计院参与方案、施工图设计咨询,几十家钢结构加工厂承担制作,上百家施工企业承担安装施工任务,上千家产品供应商提供了各类产品。这为钢结构行业发展提供千载难得的机遇,促进了钢结构的技术进步,缩短了与国外的差距,进入了世界先进水平。但也承担了巨大的压力和风险。在钢结构设计与施工关键技术、膜结构设计与施工关键技术、预应力钢结构工程关键技术、在体育场馆建筑中采用检测与监测技术、编制各类体育场馆的施工质量验收专项标准等方面取得很好的技术创新和经济效益,确保了奥运场馆按时竣工,其质量达到和超过验收标准的要求。

    2主要场馆技术创新如下:

    (1)在国家体育场工程中采用国内钢厂生产的高强高效钢材Q460E—Z35;

    (2)国家体育场的箱型弯扭件及多向微扭节点制作技术,填补了国内外建筑钢结构加工制作领域的空白;

    (3)国家体育场(跨度330m)屋盖钢结构支撑卸载技术;

    (4)奥运场馆工程中厚板与铸钢的焊接工程难题;

    (5)国家游泳中心钢结构的新型多面体空间刚架结构设计与施工技术;

    (6)国家体育馆、奥林匹克篮球馆等大跨度双向钢桁架累积滑移技术;

    (7)老山自行车馆150m直径网壳、国家会议中心188m跨度桁架、北京科技大学体育馆网架的大跨度钢结构整体提升技术;

    (8)国家体育场的屋面新型膜结构技术;

    (9)国家游泳中心ETFE气枕膜结构设计和施工;

    (10)国家体育馆1445mXll4m双向预应力张弦桁架设计与施工,建成后成为目前世界上同类结构中跨度最大的双向张弦桁架结构;

    (11)北京工业大学体育馆93m直径弦支穹顶设计与施工技术;

    (12)北京大学体育馆新型预应力张弦钢结构识计与施工技术。

    上述钢结构工程设计、制作、安装施工技术经同行专家评审认为:达到国外先进水平,不少技术已达到国际领先水平。

    四、各类建筑钢结构的发展和技术特点

    (1)高层重型钢结构

    高层钢结构建筑是一个国家经济实力和科技水平的反映,又往往当作一个城市标志性建筑。80年代至今已建成和在建高层钢结构达80多幢,总面积约6007平方米,钢材用量60多万吨。包括正在规划和建设的已有100幢高层钢结构。

    最近北京、上海在建和新建高层钢结构就超过l0幢。如:上海环球金融中心(101层,高492米,用钢量65万吨);中关村金融中心(建筑面积11万平方米。,高度为150m,用钢量15万吨);北京电视心(建筑面积183万㎡,高度为41层,22705m,用钢量38万吨);国贸中心三期(建筑面积54万㎡、高度为330m);LG大厦(建筑面积25万㎡,高度为110m,用钢量1O万吨);银泰中心(建筑面积35万㎡,高度为249m,用钢量20万吨)、央视新址主楼等(建筑面积50万m。,高度为234m,用钢量128万吨);广州西塔(高度为432m,用钢量48万吨)等。估计全国每年有200万一300万㎡。高层钢结构建筑施工,用钢量约45万吨。

    (2)大跨度、空间钢结构(包括膜结构)

    近年来,以网架和网壳为代表的空间结构继续大量发展。不仅用于民用建筑,而且用于工业厂房(开发区工业厂房、烟草行业厂房等)、机库、候机楼、体育馆、展览中心、大剧院、博物馆等。无论在使用范围、结构型式、安装施工工法等均具有中国建筑结构的特色。如杭州、成都、西安、长春、上海、北京、南京、广州、深圳、南宁、哈尔滨、大连、长沙、重庆、武汉、济南、郑州等一批飞机航站楼、机库、会展中心、体育场馆、大剧院、音乐厅。采用圆钢管、矩型钢管制作空间桁架、拱架及斜拉网架结构,加上波浪形屋面成为各地新颖和富有现代特色的标志性建筑物。

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