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    郁銀泉:要著力解決鋼結構產業化發展的關鍵問題

    2022年08月09日

    打印專業人士:郁銀泉   來源:中國冶金報社


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    “目前發展裝配式鋼結構與綠色、低碳、可持續的道路一致,前景廣闊,但仍存在一些問題制約其發展,要著力解決鋼結構產業化發展的關鍵問題?!?月2日在鋼結構建筑工業制造工作委員會成立大會上,全國勘察設計大師、中國建筑標準設計研究院總工程師郁銀泉進行主旨演講時表示。


    郁銀泉介紹,目前鋼結構發展進入了新階段,裝配式鋼結構作為裝配式建筑的重要形式之一,在推動裝配式建筑大潮中迎來了發展機遇,近年來,國家及地方相關支持政策密集出臺。我國建筑業碳排放占全部碳排放比重的50%以上(含材料生產),是能源消耗和碳排放大戶,低碳轉型壓力巨大。裝配式鋼結構具有輕質高強、抗震性能好、施工周期短、綠色環保、便于工業化生產、可循環利用等優點,符合建筑行業綠色、低碳發展方向。特別在新冠肺炎疫情期間,以鋼結構、模塊化鋼結構為主體的防疫應急建筑的快速建設,充分展現了鋼結構快速、高效的特點,大大緩解了抗疫壓力。


    郁銀泉認為,雖然裝配式鋼結構建筑面積逐年提升,2021年全國新開工裝配式建筑面積達7.4億平方米,占新建建筑面積的比例為24.5%。其中,裝配式鋼結構建筑占比28.8%,較2020年增長13%,但鋼結構建筑總量與發達國家相比仍有較大差距。發展裝配式鋼結構與綠色、低碳、可持續的道路一致,前景廣闊,但仍存在一些問題制約其發展需要著力解決。


    標準化工作滯后。郁銀泉表示,建筑標準化是推動鋼結構建筑可持續發展的必要前提。一方面,鋼結構建筑標準化核心問題是通過標準化的部品部件組合,實現建筑的多樣化和個性化,滿足不同用戶的需求;另一方面,部品部件的標準化和模數化,是實現商品化和規?;那疤?,也是降低成本的必要條件。與此同時,開發標準化的建筑鋼結構體系,研發配套的標準化圍護體系是突破鋼結構建筑發展瓶頸的重要路徑。


    型材使用率低。郁銀泉表示,當前市場上型鋼產品規格偏少、選擇范圍小,重型熱軋H型鋼截面不完善,高強熱軋H型鋼專有規格欠缺,難以滿足建筑市場對型鋼的多樣性需求。而國外的型材產品規格各成體系,并不符合我國鋼結構行業的應用需求,導致軋制型材在建筑總用鋼量中占比不足20%,鋼結構產業效能差,全產業鏈協同不足。裝配式鋼結構產業化發展對生產和建造都提出新的要求。如熱軋H型鋼的定軋,異形截面、大截面型鋼的生產加工工藝,與新結構體系相適應的施工、建造方式等。


    研發、設計與施工脫節。作為鋼結構研究主力軍的高校,在鋼結構方面的大量研究尚缺少明確的實際應用需求,這是由于高校與鋼結構應用單位之間存在一定程度的脫節。部分高校更熱衷于點狀問題的解決,大企業力圖涵蓋研發、設計、制造、 施工的專有體系性研究,兩者之間缺少協同創新的機制。大部分企業的自身研究能力不強,不足以解決工程急需的關鍵技術。從全國層面來看,鋼結構研究的小成果多、體系多,但真正可以共享的通用性成果較少,標準化程度低。郁銀泉認為,在工程層面上,技術集成比點式創新更重要。


    在談到解決問題的方法和途徑時,郁銀泉表示,一是要優化型鋼規格,推動建筑應用。他認為,現有型鋼截面規格已不能滿足建筑工程需求,現有熱軋H型鋼規格少,難以適應多樣的建筑設計需求,設計師往往選不到合適的截面。例如,大量住宅需要上下翼緣不等寬的H型鋼作為梁,或者考慮降板后,王字型梁更好用,當需要采用高強鋼時,鑒于采購難度,通常會直接選擇焊接截面構件。另外,隨著使用場景的復雜化,對型鋼規格不斷提出新的要求。同時,重型熱軋H型鋼、高強熱軋H型鋼等一系列新產品線不斷推出,但現行規范缺少相關規定,設計人員在工程中使用這些新產品時無法在現行規范中找到匹配的設計方法,若使用不當容易造成安全隱患。目前,行業內已經認識到了這個問題,開始編制相應的標準、指南來解決問題。如住建部在2020發布年《鋼結構住宅主要構件尺寸指南》、《關于大力發展鋼結構建筑的意見》都在解決型鋼規格的問題。郁銀泉認為,針對型鋼結構總結已有體系的適用范圍,要開發型鋼適用的新型結構體系,進一步拓展型鋼的使用場景;提出適用于型鋼的相關設計方法,特別是針對新型型鋼產品(重型、高強等),為設計人員提供依據與指導,保證設計的安全性和便捷性;開發型鋼專用節點構造,提供安全便捷的建造方式;總結型鋼衍生品目錄,提出相關設計方法;進一步開拓應用空間,使型鋼使用更為靈活便捷;優化型鋼產品目錄,提供更便捷的選取方式,方便設計人員選型;補充優化產品型號,提高設計的經濟性。


    二是要研發新型體系,發揮型鋼優勢。郁銀泉表示,受限于加工設備和生產工藝,現有型材截面承載力有限,通常難以完全滿足高層或超高層、大跨、異形等復雜結構形式的使用需求。低多層純鋼結構更適合目前的型材體系,更有工業化建造潛力。他認為,對于大量應用的多層或低層建筑,可以全部采用型鋼??梢匝邪l能夠發揮型鋼特點的新型全型鋼體系,以標準化構造、規?;a達到加快安裝速度,降低成本的目的。其設計思路也不再是結構工程師設計結構、確定結構構件的截面,而是菜單式的選取,根據荷載條件,直接選用結構體系和查表確定型材構件的截面。


    三是要定制建筑產品,提升工業化水平。郁銀泉認為,當前建筑業發展過于夸大個性化和定制化,而忽略了標準化和產品化。建筑工業化追求像造汽車一樣造房子,工業化產品的核心是標準化、流程化、自動化,這就要求建筑產品以“多組合、少構件”的模式追求個性,從而在構件的材料規格層面形成一定的確定性,以利用工業化規模生產的優勢。


    四是要創新工藝工法,降低加工成本。郁銀泉表示,鋼結構建筑型鋼化后的建造流線為鋼廠-加工廠-工地,如何節省加工階段成本成為重要課題。游牧工廠是一種可行的解決方案,其理念是充分利用當地生產企業資源,并將加工廠搬到現場去,成為“游牧工廠”,鋼廠直接對接工地,以數字化平臺和建筑信息模型統籌生產、加工、建設過程。這樣可以大大簡化中間環節,從而降低了倉儲、運輸和運營成本。


    (責任編輯:何雯麗)




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    [責任編輯:Susan]

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