(山西建筑職業技術學院, 山西 太原 030006)
盡管目前鋼結構材料價降低不少,但相對應的,鋼筋等材料價格也在降,整體來說,鋼結構的造價還是高于鋼筋砼。鋼結構具有施工周期較短,相同的荷載下,構件界面尺寸能做的更小,提高空間利用率等優勢,所以在國內經濟相對發達地區,超高層大跨度領域,鋼結構是用的很多的。很多時候是使用的勁性混凝土結構,鋼結構外面包裹混凝土,所以看不到鋼結構;另一種就是鋼管混凝土,在鋼管內關注混凝土,這樣鋼結構是外露的,但會刷防火防腐涂料。國內建筑鋼結構用的較多的還是超高層(基本上超過 200米的建筑,都有用鋼結構)及大跨度。在民用住宅里尚未大規模使用,除了成本問題外,隔音隔熱等問題沒能得到妥善解決。鋼結構的抗震性能良好,優于混凝土結構,由于鋼材自身塑型較好,一般變形不會導致房屋倒塌,但鋼結構抗熱性能差,盡管刷有防火涂料,但一般只有兩三個小時防火,持續高溫下鋼結構軟化。最典型的例子就是 911事件,飛機撞向大樓后,大樓并未立刻倒塌,而是由于火災導致的持續高溫,讓鋼結構漸漸喪失強度,才釀成重大損失[1]。
鋼結構發展的要素有以下幾條:
1.中國鋼鐵工業相對發展滯后,近年來才呈現出飽和狀態從發達國家鋼結構發展情況來看,其高速發展時期正是該國鋼產量趨于飽和時期,鋼結構從開始應用就帶著消化鋼鐵產能的目的。對應于鋼鐵產量不足到產能飽和的狀態,中國鋼鐵應用經歷了“節省用鋼”到“推廣使用、積極倡導”的階段。近年來粗鋼產量增幅不斷下降,鋼鐵產能開始趨向飽和,同時鋼材價格不斷下降,促進了鋼結構的一定發展。但相對來說,中國鋼結構的發展還遠遠滯后于美國、日本等發達國家,鋼結構產業處于起步階段[2]。
2.相對發達國家,中國對建筑環保要求不夠嚴格。美國、日本、英國等國家在50年代后就非常重視建筑環保要求,鋼結構建筑相對鋼筋混凝土結構每年可減少碳排放8%左右,因此受到各國推崇,通過現金獎勵、減稅免稅、擴張許可、購買補貼等方式鼓勵鋼結構使用,限制混凝土結構建筑。中國東部地區發展相對較早,各項鼓勵政策較為完善,隨著鋼材價格的降低,中西部地區近 5年當地政府才有了一定的重視,但對于綠色建設的補貼及獎勵政策力度不足。
3.發達國家在環保及人力成本方面遠高于中國,鋼結構相對混凝土結構性價比更高發達國家混凝土價格及人力成本遠高于中國,同時企業重視資金流轉速度,鋼結構建設具有建筑速度快(工期比傳統住宅體系至少縮短三分之一),人工工作量使用低(降低近一半人工工作量)的特點,因此在粗鋼價格不斷降低的情況下,鋼結構建筑造價低于混凝土建筑結構。
而在中國,由于環保要求不高,混凝土價格遠低于發達國家,人工成本具有絕對優勢,因此鋼結構建筑造價普遍比混凝土建筑結構高出 15%左右,限制了鋼結構產業發展。
隨著中國城市建設步伐的加快以及建筑環保要求的不斷提高,鋼結構將會越來越受到重視,2016年《國務院關于大力發展裝配式建筑的指導意見》中,明確了包括鋼結構的裝配式建筑的使用比例,從國家層面開始全力推進鋼結構建筑的發展[3]。
第一,成本問題。鋼結構用鋼量相比鋼筋混凝土結構高不少,相關材料的單價請自行百度。加之國內人工成本相比歐美國家低不少,因此鋼結構場外生產場內吊裝,工期快省人工的優點并未在國內項目得到體現。我手邊并沒有現成的中美兩國鋼結構與鋼筋混凝土結構的造價對比,但兩者差異還是很明顯的[4]。
第二,市場的轉型需要時間。大家都知道國內市場那么大,從事鋼筋混凝土結構設計、施工、監理、裝修的單位企業那么多,并沒有特別大的轉型需求讓它們跳出熟悉的工作區,去從事相對陌生的鋼結構設計與施工。一個東西做熟了,做多了,自然而然就想一直沿用,對于甲方如此,設計院是如此(設計模板),施工也是如此(相關經驗,人員,大型機械與器材)。誰都知道鋼結構是未來方向,但轉型意味著時間成本,人員培養成本,轉型初期的生產效率下降的危機等等,在沒有必要的轉型動力的情況下,誰都不想邁出第一步。
第三,地域差別。我國很多地方都是地震多發區,比例比歐美高出不少(美國貌似除了加州就沒有了吧),鋼結構的自震周期長,結構剛性差,抗震性能相對來說不如鋼砼結構。從這一點上來說,國內不選擇鋼結構也是有道理的。
第四,環境及環保需求。國外項目大多采用鋼結構,有一部分原因是現場施工周期短,噪音小,污染小,后期拆裝或者材料回收方便,不浪費。想一想鋼砼結構施工現場,振搗混凝土的噪音,鋪設鋼筋網時拋扔鋼筋碰撞的噪聲,粉狀原材料一陣風吹過的塵土飛揚(當然現在強制使用工業混凝土后好轉不少),后期如果拆除,除了小部分材料可以進行回收,剩余的混凝土棄塊帶來的巨大污染與浪費。并不是說國內不重視環保,而是國外的確比我們走的先,做的好,我們也要迎頭趕上。
第五,消費者的心理差別。很多消費者評價房子好壞,依然停留在“看墻的厚度,敲擊時結不結實,用力跺腳樓板會不會晃,隔不隔音,墻上能不能掛個壁櫥”等等標準上,混凝土結構房屋正好契合了這些標準,但鋼結構自重低,延性大,使用輕質隔墻導致隔音隔熱防潮效果差,暫時不會被中國消費者接受。
1.成本。整體來說,目前鋼結構的造價高于鋼筋砼。鋼結構用鋼量相比鋼筋混凝土結構高。加之國內人工成本相比歐美國家低,鋼結構工廠預制生產,現場吊裝,工期快省人工的優點并未在國內項目得到充分體現。
2.市場的轉型需要時間。傳統的鋼筋砼結構形式已經形成習慣,技術成熟,容易掌握!鋼結構雖然是未來方向,但轉型意味著時間成本,人員培養成本,轉型初期的生產效率下降的危機等等。
3.消費者接受需要時間。很多消費者評價房子好壞,依然停留在“看墻的厚度,敲擊時結不結實,用力跺腳樓板會不會晃,隔不隔音,墻上能不能掛個壁櫥”等等標準上,混凝土結構房屋正好契合了這些標準,但鋼結構自重低,延性大,使用輕質隔墻導致隔音隔熱防潮效果差,暫時不被中國消費者接受。
綜上所述,花大價錢做出來的東西吃力不討好,鋼結構不如鋼筋水泥普及也就不足為奇了。
[1]王秀麗.裝配式輕型低矮鋼結構房屋的研究現狀及發展趨勢探究[J].門窗,2017 12-20.
[2]趙飛,高樂偉. 淺析鋼結構建筑的現狀及發展前景[J].居業,2015.
[3]張愛蘭.建筑鋼結構的發展現狀[J].新型建筑材料,2002-10.
[4]魏家圣.建筑鋼結構技術發展現狀及展望[J].居業,2016-07.