鋼結構發展現狀及未來趨勢調查已發

2021-03-04 09:36:00 字數 4051 閱讀 9033

鋼結構分為建築鋼結構橋梁鋼結構等,與目前建築領域普遍採用的鋼筋混凝土結構相比,具有強度高、工程造價低、自重輕、施工周期短和可工廠化製作等優點,如此多優勢得到廣泛重視並迅速發展,從重大工程、標緻性建築使用鋼結構到鋼結構普遍使用,呈現出了從未有過的興旺景象。

一、鋼結構應用現狀

1.高層重型鋼結構

高層鋼結構建築是往往當作乙個城市標誌性建築。80年代至今已建成和在建高層鋼結構達100多幢,總面積約800萬平方公尺,鋼材用量80多萬噸。

北京、上海在建和新建成的高層鋼結構就達到十餘幢。如:上海中心大廈(在建、632公尺)、上海環球金融中心(101層、高492公尺、用鋼量6.

5萬噸);北京電視中心(建築面積18.3萬㎡,高度為41層,227.05m,用鋼量3.

8萬噸);國貿中心三期(建築面積54萬㎡、高度為330m);央視新大樓等(建築面積5萬㎡、高度為234m、用鋼量12.8萬噸)。全國每年有200-300萬㎡高層鋼結構建築施工,用鋼量約45萬噸。

2.大跨度、空間鋼結構

近年來,以網架和網殼為代表的空間結構繼續大量發展,不僅用於民用建築,而且用於工業廠房、機庫、候機樓、體育館、展覽中心、大劇院、博物館等。鋼結構用量較大的工業廠房如曹妃甸鋼鐵基地、上海江南造船基地等,代表性場館如2008北京奧運會國家體育場(館)、2010上海世博會場(鋼結構用量達30多萬噸)、2023年亞運會(廣州)、濟南全運會、深圳大運會及南陽全國農**動會等城市興建的體育場館。據中國鋼結構協會空間結構分會統計:

網架和網殼近年生產已處於趨平穩狀態,每年1500座,約250萬平方公尺,用鋼約7萬噸,鋼結構選用的鋼材呈現品種多、規格雜、用量大、強度高的特點,主要品種有:q235c、q345c、390d(用於地下預埋的樁柱)、q345gj、q420、q460等。

隨著懸索和膜的張拉結構研究開發深入和工程應用的推廣。預應力空間結構開始得到應用。杭州雷峰塔、海南千年塔、廣州新電視塔(高度610公尺、用鋼量4.

0萬噸)和昆明世博園藝術廣場膜結構等一大批新型鋼結構建築和構築物不斷湧現。懸索和膜結構目前處於發展階段,用量不大,國內已有多家膜結構工程公司,承擔很多體育場館、機場、公園和街道景觀的設計和施工。目前高中擋膜材仍需進口(如ptfe、etfe)。

3.輕鋼結構

輕鋼結構是相對於重鋼結構而言,其型別有門式剛架、拱型波紋鋼屋蓋結構等,主要用於輕型的工業廠房棉花和糧食倉庫、碼頭和保稅區倉庫、農產品、建材、家具等各類交易市場、體育場館、展覽廳及活動房屋、加層建築等。用鋼量一般30-40kg/㎡左右(不含鋼筋用量)。全國每年新建輕鋼房屋800萬平方公尺、用鋼約20萬噸。

4.鋼-混凝土組合結構

鋼-混凝土組合結構是充分發揮鋼材和混凝土兩種材料各自優點的合理組合,不但具有優異的靜、動力工作效能,而且能大量節約鋼材、降低工程造價和加快施工進度,對環境汙染較少,符合我國建築結構發展方向。在我國的發展十分迅速,已廣泛應用於冶金、造船、電力、交通等部門的建築中,並以迅猛的勢頭進入了橋梁工程和高層與超高層建築中。

在高層建築方面,建成了全部採用組合結構的超高層建築——深圳賽格廣場大廈,高291.6m,屬世界最高的鋼-混凝土組合結構。全國已建成的採用組合結構的高層建築超過40幢之多。

組合結構拱橋已建成的也已超過300座。

5.鋼結構住宅

用鋼結構建造的住宅重量是鋼筋混凝土住宅的1/2左右,可滿足住宅大開間的需求,使用面積比鋼筋混凝土住宅提高4%左右。鋼材可以**,建造和拆除時對環境汙染較少,符合推進住宅產業化發展節能省地型住宅的國家政策。

我國目前是最大的建築市場,平均每年房屋建築建設約20億平方公尺(2023年房屋施工面積達32億平方公尺),其中鋼結構約佔2-3%,絕大多數是鋼筋混凝土結構和磚混凝土結構,還有少量木結構、磚石結構及土坯房屋。近8億平方公尺/年的城鎮居民住宅亦如此。鋼結構建築在我國整個建築行業中所佔的比重還不到5%,而發達國家已達50%以上,住宅鋼結構的潛在發展空間非常大。

目前,在在北京、上海、天津、河北、武漢、青島等地建了低層、多層、高層鋼結構住宅試點示範工程,已建成500多萬平方公尺,用鋼約20萬t。寶鋼在鋼結構住宅產業化方面投入大量資金和研究人員,在武漢、瀋陽等地設計建設了多處鋼結構示範住宅專案,2023年在武漢漢陽區建成了鋼結構示範住宅專案——賽博園經濟適用房小區,達到了世界鋼協有關「國際民用建築用鋼專案」的技術要求。此外,針對提供給四川**災區作為過渡期安置房的60餘萬套活動板房,寶鋼完成了板房材料利用的試點專案。

6.橋梁鋼結構

各大城市將橋梁等交通基礎設施建設作為經濟發展的重要基礎。使用鋼結構較多的有斜拉橋,主要在鋼箱、纜索、橋塔等部位,600公尺以上的特大橋梁均為鋼結構橋梁「十一五」前三年平均新建橋梁3萬座/年,年平均用鋼量1300萬噸。據統計,目前在建高速公路混凝土橋梁中可實施改用鋼結構橋梁3480座,改用鋼結構後可淨增加鋼材用量546萬噸。

截至2023年底,全國59萬座橋梁中

鋼結構橋梁不足1%。與美國60萬座橋梁中鋼結構橋梁佔33%、日本13萬座橋梁鋼結構橋梁佔41%相比,差距較大。中國第一座全鋼結構橋塔的橋是南京三橋,僅橋塔用鋼量即達1.

44萬噸香港昂船洲大橋(長1018公尺)和蘇通長江大橋(長1088公尺)佔據世界最大斜拉橋的前兩名,到2023年,中國要建5座跨海峽大橋,總用鋼量為625萬噸。

2、結構用鋼現狀

1、各地區鋼結構產量

各地區鋼結構產量由大到小的排序為:浙江、上海、安徽、山東、江蘇、湖北、廣東、四川、北京等地。上海、浙江均佔總量的20%左右。

2、消耗鋼材品種用量

2023年度鋼板消耗佔64%,其次是熱軋型鋼佔15%,鋼管10%,冷彎型鋼及其他品種用量均在10%以下

2023年消耗鋼材(萬噸

3.消耗鋼材強度等級情況 q345佔總用鋼量的53%,q235佔35%,q390佔7%,用量較少的是q420、q460

4.鋼結構在建築房屋領域的總體應用現狀

據鋼結構協會2023年對鋼結構重點企業的調查統計:建築鋼結構(廠房、多高層、公共建築)為581.5萬噸,佔應用比例的54%,說明房屋建築為鋼結構構件最主要應用領域。

以下依次為非標鋼結構246.8萬噸,橋梁95.7萬噸、其它80萬噸,塔桅72.

1萬噸。其中,建築鋼結構中廠房應用量居首為290.2萬噸,佔49%,應用情況依次為公共建築、高層鋼結構、多層鋼結構,佔的比例分別是:

21%、17%、13%。

5.主要加工製造企業

目前從事鋼結構製造加工企業全國約1萬家左右,但有固定生產場所並具備一定規模的企業僅4000-5000家。

目前最大的裝備製造企業上海振華重工(集團)股份****,2023年產量達120萬噸;最大的建築鋼結構製造企業安徽鴻路鋼結構(集團)****2023年產量達61.5萬噸。具有最大綜合製造能力的中冶科工集團****(11家子公司)2023年由於鋼鐵建設專案減少,產量下降到114萬噸(2023年產量達到164萬噸)。

5家上市的鋼結構公司,即振華重工、精工鋼構、東南網架、杭蕭鋼構、中船股份(原江南重工)2023年產量達到259萬噸。

截至到2023年10月通過鋼結構協會認證的鋼結構製造企業四批共145家,其中特級企業44家、一級企業86家、二級企業15家。

3、鋼結構產業的差距及未來趨勢

目前,我國鋼結構業用鋼僅佔全國鋼材總量的4%左右,與發達國家10%左右的比例存在較大差距。國產鋼材基本可以滿足鋼結構加工需要,但在具體品種規格和效能方面與國外比還有差距,如高強度大規格超厚h型鋼、高強度超厚板等。目前日本在建築、橋梁推廣採用強度q690級鋼,並已成熟採用q960機械用鋼。

鋼結構發展不斷推動著高效能鋼材的發展,目前正在修訂中的國家標準《鋼結構鋼結構設計規範》,擬將q390、q420、q460納入規範中,改變長期以q235、q345為主要結構鋼的局面

2023年我國鋼結構產量約為2300萬噸,產值超過3000億元,鋼結構總量將保持每年9%-10%的速度增長,到2023年,實現翻一番,達到5000-6500萬噸,佔全國粗鋼總產量的10%,鋼結構房屋建築佔全國房屋建築總量約15-20%左右。 今後乙個時期,國內鋼材品種、質量、規格不僅要滿足國內外鋼結構發展需要,有關領域的高效能鋼材應用開發國際領先;鋼結構的產品、配件及配套技術產品達到國際先進水平。重點突出量大面廣,產值比重在行業中地位突出的鋼結構住宅、鋼結構橋梁及非標、成套裝備製造(包括新能源風電、核電、智慧型電網、三合

一、海洋工程鋼結構網等)的潛在市場和自主創新技術發展,促進鋼結構房屋建築質量全面提高,提高建築物使用期限和實際壽命更加先進,促進相關配套產品、部件的完善提高,逐步使鋼結構產業成為我國的戰略性新興產業,初步具備鋼鐵、鋼結構強國目標。

劉會元 2023年9月26日

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