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淺析我國高層建筑鋼結構施工現狀

2018-07-12 10:48 中國建筑鋼結構網系統管理員

　　1. 引言
　　1934年，我國上海出現首幢近代高層建筑物-----上海國家飯店，該建筑物地下共有2層，地上22層，總高32.5m，是我國建筑史上的第一幢高樓。至此之后，高層建筑物方興未艾，然而由于受到各種因素的影響，在建國后至80年代再也沒有修建過高層鋼結構建筑。進入90年代后，高層及超高層建筑物如雨后的竹筍，層出不窮，同時由于外資工程的興建，高層鋼結構建筑迅猛增加。浦東開發區的建設，促進了上海高層鋼結構建筑物的快速發展，最具有代表意義的有上海的金茂大廈（共88層，高420m）、環球金融中心（共96層，高460m）等，推動我國的高層建筑進入到世界前列。根據相關部門的統計數據數據可知，目前國內已建和在建的高層鋼結構建筑物的總面積為305.09萬，建筑物總用鋼量為29.442萬t左右，大多數的高層建筑物為綜合商場、辦公室及賓館等，主要分為在國內的上海、北京和深圳等。
　　就高層建筑而言，進行建設時結構體系主要包括：混凝土結構、鋼結構及混合結構。鋼結構在高層建筑物的具體應用形式主要如下：受力結構體系，此種應用方式是高層建筑物中使用最為普遍的形式；受力構件；大跨屋蓋結構體系。混合結構不僅具有鋼筋的優點，也具有混凝土的優點，具體來說主要表現如下：具有較高的強度、剛性和抗震性能；若在使用時采用外包混凝土構造形式，還具有很好的防火性能和耐腐蝕性能；使用混合構件可減少鋼材使用量，通常可減少15%-20%；施工方便快捷等。
鋼結構之所以能夠迅速在高層建筑物得到極為廣泛的應用，究其原因，主要在于其具有下述幾方面優點：第一，具有較高的強度、較好的塑性和韌性、質量輕；第二，鋼結構材質均勻，力學計算結果和實際吻合度比較高；第三，施工過程方便、快捷，工期短。但是鋼結構也存在一定的缺陷，例如：耐火、耐腐蝕性差、成本較高等。但從綜合性價比來評定，鋼結構仍是結構體系的主要部分。
　　2.我國鋼結構的現狀
　　1998年5月建設部正式頒布了《高層民用建筑鋼結構技術規程》，這是我國高層建筑鋼結構正式得到推廣應用的重要標志。然而由于國內對于高層建筑物鋼結構的應用和理論研究相對較晚，因此在設計和施工經驗等方面存在一定的缺陷，具體來說，主要表現在下述幾方面：
　　第一，部分設計單位對高層建筑鋼結構研究不深入，不透徹，設計時存在一定的盲目性，因而對工程質量造成一定影響。例如：某市在進行展覽大廳設計時，采用厚板，但是對于厚板的具體要求并沒有具體給出來，這就導致廠家在供貨時根據日常情況進行考慮，最終造成焊接時出現Z向撕裂；第二，對外資企業設計的高層鋼結構建筑物缺乏專業的審查機構。部分設計的工程項目沒有按照國內的規范進行校驗，部分設計雖然按照國外規范進行設計，也存在一定的不足，這就造成實際工程施工時質量問題頻發。基于此，提高國內高層鋼結構設計人員的專業素質是確保高層建筑物質量的核心問題之一；第三，對鋼—混凝土混合結構抗震設計缺乏足夠的重視，很多工程在進行設計時，通常都采用鋼筋混凝土筒體，然而若筒體高度超過150m，無論是理論還是實踐經驗，都缺乏足夠的研究。所以，這種鋼結構的抗震還存在缺陷，國外在地震區也很少使用這種結構。同時，對于鋼結構彈塑性研究較少，也沒有規范性的適用方法，在一定程度上影響了設計計算。
　　3.提高我國建筑鋼結構施工的幾點建議
　　就鋼結構施工技術而言，國內水平并不低，主要的弊端在于管理存在一定的問題，具體來說，主要表現為下述幾方面：第一，缺乏總承包能力；第二，工程項目管理模式粗獷，不論是三控管理、合同管理，還是現場管理、信息及要素管理等，都和國外管理存在巨大差異；第三，專業技術人員綜合素質較低，尤其是電腦水平不高，對于整體管理的軟件開發沒有足夠重視；第四，鋼結構施工時，施工水平和技術相對落后，沒有全面形成信息化、智能化的施工模式；第五，未及時和國際接軌，施工企業的專業技術人員綜合素質低下，對前言信息的捕捉能力不足；第六，多數企業并未意識到鋼結構未來的發展趨勢，僅僅將其看作是混凝土施工的附屬，缺乏獨立的專業施工體系和公司。
　　為了解決目前國內鋼結構施工存在的問題，必須采取具體的改進措施。
　　（1）從企業外部因素來說，國家相關部門應該積極制定各項鼓勵政策，促進鋼結構施工的良性健康發展。例如，可以對鋼結構施工企業的資質等級進行管理，對于那些鋼結構施工技術能力強、管理高的企業進行適當的獎勵；在造價定額等方面要與鋼結構施工發展相適應。
　　（2）從企業內部因素來說，由于國內目前的建筑市場已經實現市場化，要確保鋼結構施工技術發展，必須確保企業能夠適應市場的發展，提高企業的核心競爭力，加強企業鋼結構施工的管理。良好的施工技術和管理是降低企業投資成本、提高企業經濟效益的根本途徑。就目前國內現狀而言，要發展鋼結構施工技術和管理，具體來說可通過下述幾方面實現：第一，重視鋼結構施工技術人才的培養。鋼結構施工企業要持續、穩定、健康的發展，必須依靠逐漸積累的經驗和技術才具有優勢。雖然部門企業可能具有經驗豐富的老工人和技術人員，但是不能忽視對青年人的培養，尤其是具有專業技術的年輕人的；第二，鋼結構施工企業要加強和科研機構的合作。對于超高層建筑物或具有較大跨度的結構施工中，僅僅依靠企業自身的力量難以有效解決施工難題，必須通過和設計院、科研機構等進行有效的合作。同時，在多數情況下，鋼結構施工企業對于不同的問題可選擇不同的合作機構，例如對于施工方案的優化問題可依靠企業進行；對于價值工程的研究可依靠與科研機構的合作來進行；對于鋼結構施工新工藝的常識，可通過和專業施工科研機構合作來進行；對于新材料的應用，可通過與供應商的合作來進行等。總的來說，鋼結構施工企業要充分認識到科技生產力的重要性，充分利用社會各類機構的力量和成果，提高企業的核心競爭力和經濟效益；第三，鋼結構施工企業要密切關注行業發展動向，對于行業發展的新動態和管理新方向，要持續進行關注，要善于接受新信息，現代科技和交叉學科發展迅猛，新材料、技術、設備、軟件等層出不窮，要密切關注行業發展動態，同時結合自身的實際情況消化吸收；第四，鋼結構施工企業在持續的發展過程中，要不斷對施工經驗和技術成就進行總結，同時形成工法，在接下來的項目生產中推廣使用。而上述所有這些措施都必須依靠充足的資金作為保障，基于此，企業應該設立專項資金，不斷促進技術水平的提高，提高企業的核心競爭力和經濟效益。
　　4 結語
　　近些年來，國內鋼產量總量已經超過部分發達國家，位居世界前列，根據發達國家的經驗來看，鋼材的需求主要來源于建筑行業。因此可以預見，隨著國內建筑生產力水平的發展，鋼結構將會具有更加廣泛的應用，為了確保高層鋼結構的施工質量、安全性和經濟性，施工企業必須和其他各個相關單位攜起手來，共同為高層鋼結構的發展做出貢獻。

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