早在20世紀(jì)初,彩鋼壓瓦機(jī)鋼結(jié)構(gòu)在國外建筑業(yè)己廣泛應(yīng)用于中小型工業(yè)、商業(yè)、社區(qū)、文教衛(wèi)生等建筑。20世紀(jì)60年代國外鋼結(jié)構(gòu)住宅己經(jīng)發(fā)展的較為完善,形成了幾種主要的結(jié)構(gòu)體系,其中代表性的有由美國麻省理工學(xué)院首先提出的錯列桁架體系,最初用于1967年建成的明尼蘇達(dá)圣保羅的老人公寓。
由于環(huán)保意識的加強(qiáng)和木材短缺等因素,二十世紀(jì)七、八十年代在國外發(fā)達(dá)國家如美國、日本、英國、澳洲等,工業(yè)化鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)品開始得到應(yīng)用和發(fā)展。其中代表性的有日本積水房屋株式會社的預(yù)制裝配化鋼結(jié)構(gòu)中低層住宅和意大利的BASIS工業(yè)化建筑體系。鋼結(jié)構(gòu)住宅開始向個性化、高環(huán)境質(zhì)量的工業(yè)化要求邁進(jìn)。
20世紀(jì)90年代后,國外完備的工業(yè)基礎(chǔ)和開放的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系,都己達(dá)到了基本成熟穩(wěn)定的發(fā)展?fàn)顟B(tài),這時鋼結(jié)構(gòu)住宅工業(yè)化建設(shè)逐漸從數(shù)量的發(fā)展向質(zhì)量的提高方向過渡。許多國家如美國、日本、英國、澳洲等,積極推動預(yù)制裝配化鋼結(jié)構(gòu)中低層住宅,在日本被稱為工業(yè)化鋼結(jié)構(gòu)住宅。
例如,美國最早采用鋼框架結(jié)構(gòu)建住宅,在1992年就有工業(yè)化鋼結(jié)構(gòu)住宅900棟,1996年,己有了十幾萬棟鋼框架小型住宅,而1998年就達(dá)到12萬棟,2000年更達(dá)到20萬棟的規(guī)模,約占住宅建筑的20%。日本彩鋼設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)建筑數(shù)量最多,其新建的1~4層建筑大都采用了鋼結(jié)構(gòu)。在日本,人們更喜歡鋼結(jié)構(gòu)住宅可以提供良好的抗震性能,其工業(yè)化住宅己占日本新建住宅的20%。1999年的統(tǒng)計資料顯示,其鋼結(jié)構(gòu)低層住宅己占工業(yè)住宅的71%,其余為木結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)工業(yè)化住宅。
在澳大利亞,鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的市場占有率為30%,且每年均有明顯增長,2000年達(dá)到50%。在歐洲(如英國、德國、荷蘭等),由于鋼結(jié)構(gòu)的隨意拼接能力可以設(shè)計出豐富多變的住宅建筑外形,因此在別墅住宅設(shè)計中己越來越多地用鋼結(jié)構(gòu)聯(lián)排式住宅體系代替?zhèn)鹘y(tǒng)的磚結(jié)構(gòu)。同時在許多發(fā)展中國家,鋼結(jié)構(gòu)住宅的工業(yè)化生產(chǎn)更可以快速經(jīng)濟(jì)地為人們提供舒適的居所。
當(dāng)前雙層彩鋼壓瓦機(jī)鋼結(jié)構(gòu)己經(jīng)成為世界發(fā)達(dá)國家的主導(dǎo)住宅結(jié)構(gòu),其工業(yè)化程度己經(jīng)從工業(yè)化專用體系走向了大規(guī)模通用體系;逐步形成了以標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化建筑構(gòu)配件、建筑部品為中心,組織專業(yè)化、-化生產(chǎn)和商品化供應(yīng)的住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化模式。
國內(nèi)的應(yīng)用與發(fā)展
建國后,我國鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展大體經(jīng)過了3個階段:
(1)建國初期一一80年代初,我國鋼產(chǎn)量少,鋼材緊缺,建筑鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用范圍很小。在基本建設(shè)行業(yè)中,國家指定了倡導(dǎo)砌體結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)的產(chǎn)業(yè)政策,而對建筑鋼材的應(yīng)用加以-,所以建筑鋼結(jié)構(gòu)用鋼量占全國鋼材總產(chǎn)量的比重極低。
(2)改革開放,80年代以后,我國鋼產(chǎn)量逐年增加。到80年代中期以后,我國鋼產(chǎn)量達(dá)到5000-9000萬噸。這期間,建造了鋼結(jié)構(gòu)廠房、體育館以及輕鋼結(jié)構(gòu)的小型別墅,但應(yīng)用于多層及高層住宅的很少。鋼結(jié)構(gòu)住宅最早為1986年,在北京東北郊亮馬橋路光明公寓建成的2~3層由日本引進(jìn)的鋼框盒子住宅,骨架由薄壁空心方鋼構(gòu)成,外墻為輕質(zhì)預(yù)制墻板,內(nèi)墻為雙層石膏板。在此期間上海龍相飯店、大連桃園山莊等引進(jìn)日本大和、積水、三澤房屋株式會社輕鋼結(jié)構(gòu)低層別墅200多棟。
(3)20世紀(jì)90年代以來,鋼產(chǎn)量大幅度提高,形成了普通鋼材供過于求的新形勢。1996年,我國鋼產(chǎn)量首次突破億噸,1998年己達(dá)到11434萬噸,而且每年增產(chǎn)300萬噸,1999年我國鋼產(chǎn)量達(dá)1.3億,居世界第一,2000年雖限產(chǎn)0.2億,但仍不能改變鋼材市場供過于求的局面。為了改變鋼材供過于求的新形勢,國家政策大力支持,對用鋼政策由-用鋼到合理用鋼到積極用鋼,這為發(fā)展我國鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展創(chuàng)造了極好的時機(jī)。
近幾年住宅建設(shè)發(fā)展很快,1999年同1978年相比,全國城市人均居住面積己從3.6增加到9.78。1999年我國總?cè)丝跒?2.67億,預(yù)計到2030年將達(dá)到16億,城市人口將由現(xiàn)在的30.9%增加到60%。因此面對居高不下有增無減的住宅建設(shè)市場的需求,為推進(jìn)住宅現(xiàn)代化,國務(wù)院[1999]頒發(fā)第72號文件明確指出:提高住宅建設(shè)的工業(yè)化水平和標(biāo)準(zhǔn)化水平,大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè),擴(kuò)大鋼結(jié)構(gòu)住宅的市場占有率,加速住宅產(chǎn)業(yè)化過程,全面提高住宅質(zhì)量,從而以此形成產(chǎn)業(yè)鏈,帶動建筑、冶金及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
2000年5月建設(shè)部建設(shè)用鋼協(xié)調(diào)組在京召開了“全國建設(shè)用鋼技術(shù)研討會”,會上成立了鋼結(jié)構(gòu)專家組,討論了國家建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)“十五”計劃和2010年發(fā)展規(guī)劃綱要及建筑鋼結(jié)構(gòu)工程技術(shù)政策。提出爭取在十五期間建筑鋼結(jié)構(gòu)的用鋼量達(dá)到總鋼產(chǎn)量的3%,至2010年建筑鋼結(jié)構(gòu)的用鋼量達(dá)到總鋼產(chǎn)量的6%。
2000年7月,建設(shè)部在京召開鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系技術(shù)發(fā)展研討會暨中國鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會住宅分會籌建會議,指出鋼結(jié)構(gòu)住宅有其特有的優(yōu)勢,必將在今后廣泛推廣應(yīng)用。
2001年上半年,建設(shè)部科技司分別召開了“鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化技術(shù)導(dǎo)則編制研討會”和“鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究課題立項評審會”,確定了制定鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化技術(shù)導(dǎo)則的編制原則,通過了19個包括鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系及其關(guān)鍵技術(shù)和試點工程的立項,壓瓦機(jī)設(shè)備鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化有望得到突破性進(jìn)展。在《鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑產(chǎn)業(yè)化技術(shù)導(dǎo)則》指導(dǎo)下,很多科研單位和鋼結(jié)構(gòu)公司,包括北京住總集團(tuán)、天津市建筑設(shè)計院和建工集團(tuán)、上海中巍鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計有限公司、同濟(jì)大學(xué)、湖南大學(xué)和清華大學(xué)等,都分別在鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的研究方面進(jìn)行了有益的探索。
同時,在建設(shè)部的直接組織和間接推動下,各地紛紛投入力量探索發(fā)展途徑,并開始試驗建造鋼結(jié)構(gòu)住宅。在北京、上海、深圳、大連、天津、新疆、湖南等地出現(xiàn)了許多鋼結(jié)構(gòu)住宅示范試點工程。
目前我國鋼結(jié)構(gòu)住宅建成使用的多為1~3層的冷彎薄壁型鋼體系,如天津開發(fā)區(qū)太平洋村的8棟2~3層住宅,美圳公司在深圳和廣州、上海現(xiàn)代公司在浦東都建造一批這種體系的住宅。1999年還在新疆和上海分別建造了8層和5層鋼結(jié)構(gòu)住宅,并局部試用了錯列桁架體系的結(jié)構(gòu)形式,使小開間取得了大開間的效果,引起了各界的重視。最引人注目的是長沙遠(yuǎn)大公司,他們在99年建成了8層型鋼框架、壓型鋼板組合結(jié)構(gòu)、配合整體浴室、中央空調(diào)等先進(jìn)設(shè)備的集成住宅,全部工期為3個月結(jié)構(gòu),2個月裝修,充分體現(xiàn)了預(yù)制、集成、裝配的特色,展現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)住宅的良好前景。此外,北京北新建材公司、馬鞍山鋼廠、琢州中鐵鋼結(jié)構(gòu)公司等在單位內(nèi)部都建造了試驗鋼結(jié)構(gòu)住宅。
近幾年蘇州、廣州也從美國、澳洲引進(jìn)二、三層別墅,這些房屋的骨架和圍護(hù)結(jié)構(gòu)、雙層壓瓦機(jī)設(shè)備等全套從國外引進(jìn),中方只負(fù)責(zé)基礎(chǔ)、地坪及房屋部件組裝。另外在全國陸續(xù)出現(xiàn)了一批鋼結(jié)構(gòu)住宅多層及高層住宅試點項目。如北京金寰公寓的鋼框架核心筒多層住宅、山東萊鋼的住宅小區(qū)、天津的鋼框架一剪力墻高層住宅、上海冶金設(shè)計院設(shè)計的陸海城和中福城項目及安徽馬鞍山鋼鐵股份有限公司設(shè)計的18層示范實驗住宅樓等。在我國-地區(qū),自1990年開始,鋼結(jié)構(gòu)也己普遍地用于多層連幢住宅建設(shè)。
冷彎型鋼及輕鋼房屋具有自重輕、抗震性能好、工業(yè)化程度高、施工速度快、建筑造型美觀、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點,它將在工業(yè)與民用建筑中得到廣泛應(yīng)用。
20世紀(jì)80年代以前,由于我國鋼產(chǎn)量不足,在建筑業(yè)中-使用鋼結(jié)構(gòu),現(xiàn)在我國鋼產(chǎn)量連續(xù)幾年超億t,中國成為世界產(chǎn)鋼大國。目前國家建設(shè)部門鼓勵建筑用鋼,如1998年10月,建設(shè)部曾發(fā)文《在建筑業(yè)進(jìn)行推廣應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)新技術(shù)》。我國“十五”計劃又指出:“我國鋼結(jié)構(gòu)用鋼量占全國鋼材總產(chǎn)量比重極小,與發(fā)達(dá)國家相比差距很大。”日本1998年鋼產(chǎn)量約590萬t,建筑用鋼占13%,而我國僅占1.5%。因此,“十五”計劃目標(biāo)為:“力爭全國建筑結(jié)構(gòu)用鋼量達(dá)全國鋼材總量的3%,到2015年力爭達(dá)到6%”。這表明我國建筑結(jié)構(gòu)用鋼材源不存在問題并將不斷擴(kuò)大。
冷彎型鋼在建筑業(yè)中的應(yīng)用比例,我國與世界發(fā)達(dá)國家占40%一70%相比差距很大,我國目前冷彎型鋼產(chǎn)品還是主要用于汽車業(yè)、機(jī)械制造等行業(yè),因此,隨著輕型鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展,大跨、輕型新結(jié)構(gòu)的不斷出現(xiàn),我國冷彎型鋼在建筑業(yè)中的應(yīng)用市場將十分寬廣,潛力很大。
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