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我国钢结构建筑发展面临的困境


在我国钢结构建筑行业发展的过程中,涌现出了一批标志性的钢结构建筑。如世博园、鸟巢、水立方、上海环球金融中心、金茂大厦等均采用了钢结构,这些工程无不向世界展现了我国钢结构技术的新成就。相比于国外发达国家的钢结构建筑行业,我国钢结构建筑行业迅猛发展的同时也面临着诸多问题和困境。   


一、国外钢结构建筑行业的发展   

钢结构在国外建筑业早已广泛应用。在发达国家钢结构已成为主导的建筑结构形式。目前世界上最高、最大的建筑采用的都是钢结构,如美国纽约帝国大厦,美国芝加哥西尔斯大厦,马来西亚双塔石油大厦等。历届奥运会的场馆也多采用钢结构。发达国家钢结构建筑呈现出用途广泛和用钢量大的特点。其广泛应用于高层、超高层、大跨度和大空间建筑,工业、商业、社区、文教卫生等建筑,以及大部分的低层非居住型建筑中。在欧洲、美洲、日本、韩国等地,钢结构用量已占到钢材产量的40%以上,钢结构面积占到总建筑面积约40%以上。   

美国是最早采用钢框架结构建造住宅的国家和地区之一,1965 年钢结构在美国仅占建筑市场15%;1990 年上升到53%,而1993 年上升到68%,到2000 年已经上升到75%,其中三大厂商占美国建筑钢结构市场份额达50%。   

日本国土处于太平洋地区地震带中,特别重视追求住宅良好的抗震性。20世纪90年代末,日本预制装配住宅中木结构占18%,混凝土结构占11%,钢结构占71%。钢结构工业化住宅生产厂家规模比较大的有7~8家。   

二、我国钢结构建筑行业发展情况   

(1)轻钢结构   

主要为轻型工业厂房、商场、仓库、活动房屋、加层建筑、交易市场等。在我国应用最早且最为广泛,国内大部分新建厂房和仓库均采用这种结构形式。由于起步早,技术相对成熟,造成轻钢结构行业门槛低,市场分散,竞争无序。未来几年轻钢结构行业增长速度将和整个钢结构行业同步。我国轻钢结构建筑发展较快、应用广泛,主要用于轻型的工业厂房、仓库、3 层以下住宅以及货场、站棚等,此类钢结构建筑每年需求量大约在500 万㎡以上。另外,随着钢结构住宅的成熟和产业化形成,每年预计以200 万㎡的速度发展,根据以上粗略计算,我国每年轻钢结构市场需钢结构产品约在230 万吨,轻钢结构市场前景广阔。汶川大地震后,全国各地钢结构企业在短短几个月时间内,就为四川灾区就提供了60 余万套活动板房,解决了灾民过渡期安置房需要,体现出轻型钢结构房屋适宜于工业化生产,安装运输方便,量轻可变的特点,适合建材资源短缺、偏僻难行的丘陵地区及救灾使用。   

(2)重型钢结构   

主要为高层或超高层建筑、重型工业厂房,如电视塔、商务楼等,目前国内大部分高层建筑都采用或部分采用钢结构的形式。相比轻钢结构,重钢结构技术复杂、施工难度大,门槛相对较高。随着未来一线城市高层/超高层建筑的持续新建,以及二线城市CBD建设热潮的兴起,高层重钢结构大有用武之地。20世纪80年代至今,我国已建成和在建高层钢结构达80多幢,总面积约600万㎡,钢材用量60多万吨。北京和上海新建高层钢结构就超过10幢。如上海环球金融中心、中关村金融中心、LG 大厦等。今后,全国每年将有200-300万㎡高层钢结构建筑施工,用钢量约45万吨。由于其需求旺盛,尤其是各类特种建筑,从量上来看发展空间最大。   

(3)空间钢结构   

含网架、网壳结构,主要用于大型体育场馆、剧院、会展中心、机场等城市公共建筑。2008 年北京奥运会、2009 年中国第十一届全运会以及2010 年上海世博会、2010年广州亚运会的场馆建设均大量采用了钢结构,2011年深圳世界大学生运动会、2012年河南全国农运会等,这些公共建筑、体育场馆建设绝大部分都采用钢结构。根据行业协会的统计资料,我国每年新建和在建的大跨度空间钢结构情况如下:网架和网壳每年建造1,500座,约250万㎡,用钢约7万吨;空间桁架每年建造20座,约60万㎡;另外,悬索和膜结构目前处于发展阶段,用量还不大,专家预计每年将以20%的速度增加。因此持续看好空间钢结构行业,该行业未来几年的增长速度会超过整个行业的平均增长速度。空间钢结构技术门槛较高,行业集中度最高,单体结构不可复制性强,盈利能力往往高于轻钢结构和重钢结构。   三、目前我国钢结构建筑行业发展面临的困境   由于我国钢结构住宅目前处于发展的启动阶段,还没有完全成熟的成套技术及产品,因此我国钢结构行业发展面还面临着一些困境。   

(1)产业化程度低   

由于一直以来缺乏相关方面的技术引导,市场需求尚未达到产业化程度,致使我国的相关产品功能性单一,工业化程度不高,产品质量还不能满足住宅产业化标准的要求。目前,该技术零散而不系统,技术水平及标准参差不齐,不配套,需进一步研究创新并进行整合。目前建造轻钢结构试验工程所需材料许多要从国外运来,甚至有些由外商在中国大陆委托加工的部件,往往也只能到国外去采购,在国内市场上一时还找不到。这也制约了钢结构的发展和推广。因此钢结构加工厂和施工安装企业的装备、计算机管理水平、劳动生产率还需进一步改进和提高。   

(2)造价问题   

目前轻钢结构住宅在我国大陆的报价大约是同条件传统混凝土结构住宅的1.5倍左右,国内消费者近期还难以接受。然而这种价格在国外比起其它结构形式住宅的造价来说,却具有很强的竞争力,这也就是为什么轻钢结构住宅体系在国外能够蓬勃发展的原因。任何新技术的产生与发展都是与所处社会的技术经济背景相联系、相适应的,目前美、日、欧等发达国家和地区,人均GDP约为我国的40至50倍,劳动力价格约为我国的20至30倍,因此,符合产业化生产方式的轻钢结构住宅在发达国家远比我国更易被市场接受。而我国由于科技和生产力发展水平较低,劳动力价格便宜,尽管轻钢结构住宅的性能和舒适度较高,但其对于传统建筑形式住宅的竞争优势反倒不够明显。因而市场接受起来比较缓慢。   

(3)规范标准尚待完善   

由于我国钢结构行业发展仍处于起步阶段,钢结构建筑技术体系还不够成熟,钢结构建筑标准规范零散而不系统,技术水平参差不齐,工业化程度不高,还需进一步研究创新并规范化。比如轻钢结构住宅体系此前在我国属于技术空白,所以不能满足我国现行强制性规范的某些条文。导致出现一些与国内规范不衔接的状况,使得轻钢结构住宅项目无论在工程报建阶段还是在工程验收阶段,都会遇到数不尽的障碍与麻烦。   

(4)占建筑市场份额小   

日本等很多发达国家钢结构建筑占到建筑总量的50%多,而我国市场份额不到5%,与之相去甚远,尤其是在住宅业方面。我国正值城镇化建设的加速期,每年新增建筑20亿平方米,预计这一过程还要持续25至30年。但目前占我国建筑产业三分之一份额的住宅建筑市场,钢结构所占比例却非常之低,低到不足1%。虽然目前国内已经有13家钢结构企业对钢结构住宅进行了有益尝试,并已建成了32个约300万平方米的钢结构住宅项目。但是绝大多数厂家都采用“钢框架+砌体墙体+现浇楼板或压型钢板楼板”等体系,并未形成完整的、真正意义上的钢结构住宅体系。   

(5)市场集中度低   

国内钢结构建筑发展的局面是从事钢结构的企业数量众多,但单个企业规模小,市场集中度低。目前我国钢结构企业在4,000-5,000 家左右,数据显示,钢结构行业的前10 位钢结构企业产量仅占总产量的14.1%,年产量均在20 万吨以上,市场占有率大致在1%~2%之间。而中小型钢结构企业的产量占80%以上,大量的中小企业产量在1 万吨以下。目前行业内的主要企业包括国内的宝冶钢构、东南网架、精工钢构、宝钢金属、杭萧钢构、中冶京唐、沪宁钢机、恒达钢构,其中宝冶钢构、宝钢金属等主要承接系统内自建工程,其他企业主要采取市场化招投标方式承接工程。国内钢结构企业不存在占绝对优势的领导企业。    

展望未来,一旦钢结构建筑市场取得突破,逐步取代传统建筑形态进入住宅建设领域,钢结构建筑行业将引来爆发性的增长。未来我们应在重点、热点、难点的科技领域开拓和发展各类新型、适用、美观的钢结构,并且无论在使用范围、安装施工工法等方面均体现出中国建筑结构的特色。开发钢结构建筑的新材料、新结构、新技术、新节点、新工艺。