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郁銀泉：要著力解決鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵問題

“目前發(fā)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)與綠色、低碳、可持續(xù)的道路一致，前景廣闊，但仍存在一些問題制約其發(fā)展，要著力解決鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵問題。”8月2日在鋼結(jié)構(gòu)建筑工業(yè)制造工作委員會成立大會上，全國勘察設(shè)計大師、中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計研究院總工程師郁銀泉進(jìn)行主旨演講時表示。

郁銀泉介紹，目前鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展進(jìn)入了新階段，裝配式鋼結(jié)構(gòu)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(fā)展機(jī)遇，近年來，國家及地方相關(guān)支持政策密集出臺。我國建筑業(yè)碳排放占全部碳排放比重的50%以上（含材料生產(chǎn)），是能源消耗和碳排放大戶，低碳轉(zhuǎn)型壓力巨大。裝配式鋼結(jié)構(gòu)具有輕質(zhì)高強(qiáng)、抗震性能好、施工周期短、綠色環(huán)保、便于工業(yè)化生產(chǎn)、可循環(huán)利用等優(yōu)點，符合建筑行業(yè)綠色、低碳發(fā)展方向。特別在新冠肺炎疫情期間，以鋼結(jié)構(gòu)、模塊化鋼結(jié)構(gòu)為主體的防疫應(yīng)急建筑的快速建設(shè)，充分展現(xiàn)了鋼結(jié)構(gòu)快速、高效的特點，大大緩解了抗疫壓力。

郁銀泉認(rèn)為，雖然裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑面積逐年提升，2021年全國新開工裝配式建筑面積達(dá)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(jié)構(gòu)建筑占比28.8%，較2020年增長13%，但鋼結(jié)構(gòu)建筑總量與發(fā)達(dá)國家相比仍有較大差距。發(fā)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)與綠色、低碳、可持續(xù)的道路一致，前景廣闊，但仍存在一些問題制約其發(fā)展需要著力解決。

標(biāo)準(zhǔn)化工作滯后。郁銀泉表示，建筑標(biāo)準(zhǔn)化是推動鋼結(jié)構(gòu)建筑可持續(xù)發(fā)展的必要前提。一方面，鋼結(jié)構(gòu)建筑標(biāo)準(zhǔn)化核心問題是通過標(biāo)準(zhǔn)化的部品部件組合，實現(xiàn)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(biāo)準(zhǔn)化和模數(shù)化，是實現(xiàn)商品化和規(guī)模化供應(yīng)的前提，也是降低成本的必要條件。與此同時，開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)化的建筑鋼結(jié)構(gòu)體系，研發(fā)配套的標(biāo)準(zhǔn)化圍護(hù)體系是突破鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展瓶頸的重要路徑。

型材使用率低。郁銀泉表示，當(dāng)前市場上型鋼產(chǎn)品規(guī)格偏少、選擇范圍小，重型熱軋H型鋼截面不完善，高強(qiáng)熱軋H型鋼專有規(guī)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(chǎn)品規(guī)格各成體系，并不符合我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的應(yīng)用需求，導(dǎo)致軋制型材在建筑總用鋼量中占比不足20%，鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)效能差，全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同不足。裝配式鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展對生產(chǎn)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(chǎn)加工工藝，與新結(jié)構(gòu)體系相適應(yīng)的施工、建造方式等。

研發(fā)、設(shè)計與施工脫節(jié)。作為鋼結(jié)構(gòu)研究主力軍的高校，在鋼結(jié)構(gòu)方面的大量研究尚缺少明確的實際應(yīng)用需求，這是由于高校與鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用單位之間存在一定程度的脫節(jié)。部分高校更熱衷于點狀問題的解決，大企業(yè)力圖涵蓋研發(fā)、設(shè)計、制造、施工的專有體系性研究，兩者之間缺少協(xié)同創(chuàng)新的機(jī)制。大部分企業(yè)的自身研究能力不強(qiáng)，不足以解決工程急需的關(guān)鍵技術(shù)。從全國層面來看，鋼結(jié)構(gòu)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(biāo)準(zhǔn)化程度低。郁銀泉認(rèn)為，在工程層面上，技術(shù)集成比點式創(chuàng)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(yōu)化型鋼規(guī)格，推動建筑應(yīng)用。他認(rèn)為，現(xiàn)有型鋼截面規(guī)格已不能滿足建筑工程需求，現(xiàn)有熱軋H型鋼規(guī)格少，難以適應(yīng)多樣的建筑設(shè)計需求，設(shè)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(dāng)需要采用高強(qiáng)鋼時，鑒于采購難度，通常會直接選擇焊接截面構(gòu)件。另外，隨著使用場景的復(fù)雜化，對型鋼規(guī)格不斷提出新的要求。同時，重型熱軋H型鋼、高強(qiáng)熱軋H型鋼等一系列新產(chǎn)品線不斷推出，但現(xiàn)行規(guī)范缺少相關(guān)規(guī)定，設(shè)計人員在工程中使用這些新產(chǎn)品時無法在現(xiàn)行規(guī)范中找到匹配的設(shè)計方法，若使用不當(dāng)容易造成安全隱患。目前，行業(yè)內(nèi)已經(jīng)認(rèn)識到了這個問題，開始編制相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)、指南來解決問題。如住建部在2020發(fā)布年《鋼結(jié)構(gòu)住宅主要構(gòu)件尺寸指南》、《關(guān)于大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑的意見》都在解決型鋼規(guī)格的問題。郁銀泉認(rèn)為，針對型鋼結(jié)構(gòu)總結(jié)已有體系的適用范圍，要開發(fā)型鋼適用的新型結(jié)構(gòu)體系，進(jìn)一步拓展型鋼的使用場景；提出適用于型鋼的相關(guān)設(shè)計方法，特別是針對新型型鋼產(chǎn)品（重型、高強(qiáng)等），為設(shè)計人員提供依據(jù)與指導(dǎo)，保證設(shè)計的安全性和便捷性；開發(fā)型鋼專用節(jié)點構(gòu)造，提供安全便捷的建造方式；總結(jié)型鋼衍生品目錄，提出相關(guān)設(shè)計方法；進(jìn)一步開拓應(yīng)用空間，使型鋼使用更為靈活便捷；優(yōu)化型鋼產(chǎn)品目錄，提供更便捷的選取方式，方便設(shè)計人員選型；補(bǔ)充優(yōu)化產(chǎn)品型號，提高設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性。

二是要研發(fā)新型體系，發(fā)揮型鋼優(yōu)勢。郁銀泉表示，受限于加工設(shè)備和生產(chǎn)工藝，現(xiàn)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(fù)雜結(jié)構(gòu)形式的使用需求。低多層純鋼結(jié)構(gòu)更適合目前的型材體系，更有工業(yè)化建造潛力。他認(rèn)為，對于大量應(yīng)用的多層或低層建筑，可以全部采用型鋼。可以研發(fā)能夠發(fā)揮型鋼特點的新型全型鋼體系，以標(biāo)準(zhǔn)化構(gòu)造、規(guī)模化生產(chǎn)達(dá)到加快安裝速度，降低成本的目的。其設(shè)計思路也不再是結(jié)構(gòu)工程師設(shè)計結(jié)構(gòu)、確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的截面，而是菜單式的選取，根據(jù)荷載條件，直接選用結(jié)構(gòu)體系和查表確定型材構(gòu)件的截面。

三是要定制建筑產(chǎn)品，提升工業(yè)化水平。郁銀泉認(rèn)為，當(dāng)前建筑業(yè)發(fā)展過于夸大個性化和定制化，而忽略了標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)品化。建筑工業(yè)化追求像造汽車一樣造房子，工業(yè)化產(chǎn)品的核心是標(biāo)準(zhǔn)化、流程化、自動化，這就要求建筑產(chǎn)品以“多組合、少構(gòu)件”的模式追求個性，從而在構(gòu)件的材料規(guī)格層面形成一定的確定性，以利用工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的優(yōu)勢。

四是要創(chuàng)新工藝工法，降低加工成本。郁銀泉表示，鋼結(jié)構(gòu)建筑型鋼化后的建造流線為鋼廠-加工廠-工地，如何節(jié)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(dāng)?shù)厣a(chǎn)企業(yè)資源，并將加工廠搬到現(xiàn)場去，成為“游牧工廠”，鋼廠直接對接工地，以數(shù)字化平臺和建筑信息模型統(tǒng)籌生產(chǎn)、加工、建設(shè)過程。這樣可以大大簡化中間環(huán)節(jié)，從而降低了倉儲、運輸和運營成本。

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