钢结构行业面临的机遇与挑战
2018-12-03 09:44:08

 1  发展与成就

1.1 我国钢结构的发展

钢结构量保持十多年的高速增长;

2017 年钢结构突破 6400 万吨;

专项施工资质企业 1 万余家,规模以上制造企业约 3000 余家;

钢结构产量平均年增长 15% 以上。

1.2 主要成就

成功建设了一大批钢结构标志性工程

超高层钢结构:上海中心、广州塔、中国尊等;

大跨钢结构:国家体育场、深圳宝安体育场、首都T3航站楼等;

大跨钢结构桥梁:苏通长江大桥、杭州湾跨海大桥等;

大型工业厂房等。

涌现了一批具备研发、设计、制造、安装、运营综合能力的大型企业。

形成了以《钢结构设计标准》(GB50017)为基础,各门类钢结构相关国家标准规范及行业标准规范为主体的钢结构规范体系。

钢结构工程技术体系基本建立

1、建立了较完善的科研教育系统、企业、政府和社会组织相结合的技术创新体系;

2、形成了较完整的技术体系链条,涵盖产品、标准规范、设计、施工、验收、检测鉴定、加固改造、拆除和资源再生利用整个产业链;

3、形成了推广钢结构的社会共识。

1.3 技术成果

积累了较多专利成果,企业拥有比例较高,表现出较强的创新意识;

积累的国家级工法数量稳步上升,标志着工程建设蓬勃发展;

国家级获奖成果丰硕;

国家级研发项目和经费对钢结构的支持力度正在加大。

1.4专业人员

培育了一批具备钢结构综合设计能力的院所,积累了具备设计能力的工程师约 5 万人。

2.问题与挑战

2.1认识问题:

(1)国家战略层面:

对钢结构的战略意义认识不到位;

(2) 政府层面:

重视不够;

(3) 开发商层面:

短视,只重视一次性建造成本;

(4) 消费者层面:

过去钢结构住宅的失败尝试留下了不良印象。

2.2人才问题:

钢结构各个产业链从业人员相对稀缺

建筑设计师对钢结构建筑特点缺乏深入的认识,基于传统混凝土结构设计观念,不能充分发挥钢结构的优势;

结构设计师的钢结构专业能力素养不足,更愿意设计传统混凝土结构;

建筑工人大多为农民工,缺乏钢结构所需的专业化产业技术工人,理单位和政府质量监管部门对钢结构建造的专业监督人员缺乏。

2.3协同问题:

(1) 创新链

高校、院所和企业的协同不足:

高校和院所大量的基础性研究缺少明确方向,或者是不能及时的转化为生产力;

工程面临的实际问题,不能很好的反映到研究工作中;

部分制作和安装企业自身研发能力不强,不足以解决工程亟需的关键问题;

大型研究机构和企业间都在做涵盖研发、设计、制造、施工的专有体系创新,单打独斗,缺少协同技术创新。

(2) 产业链

① 钢结构全产业链间协同不足;

② 设计和制造、安装脱节,导致很多工程经济性和质量问题;

③ 需完善质量监管,加快建设质量认证系统;

④ 应加快对接国际标准体系,严格产品质量。

2.4技术问题:

(1) 工程建设标准升级速度落后于市场需求:

高性能钢结构工程技术标准体系还未建立,例如不足以支撑高强、耐火、耐候钢等工程需求;

新型装配式结构体系应用还不够成熟,例如适应装配化建造特征需求的、重力和侧力可分的结构体系,其设计方法尚未纳入规范;

新型装配式结构部品部件应用还不够成熟,例如围护、装饰、结构综合抗火能力评价方法尚未纳入规范;

经济性和舒适性较高的装配式组合结构应用还不成熟。

(2) 缺乏高效的设计和辅助设计工具:

适用于工业类建筑的排架、门式钢架、网架等钢结构基本具有相对成熟的专用设计软件;

吊车梁等传统工业建筑构件也有相对完善的专用设计工具;

但是,针对多高层建筑等大型钢结构,仍缺乏适应本土化需求的通用设计平台和工具,表现为与国内规范结合不紧密、验算校核细节不充分、图纸生成能力不足等。

3  市场机遇

3.1新一轮生态环保带来机遇

绿色发展给钢结构带来重大发展机遇

1、混凝土原材料涨价,钢结构具有了更大的竞争力;

2、钢结构具有运输与成本优势;

3、钢结构建筑可实现绿色、生态、智能化目标;

4、钢结构建筑将成为建筑业乃至大土木行业持续发展的重要支柱;

5、钢结构产业发展集中化将是必然趋势,目前已呈现初步态势。

3.2“一带一路” 与国际市场发展机遇

“一带一路”国际合作高峰论坛开启了“走出国门,布局海外市场”的发展战略;

一带一路给建筑业带来难得发展机遇,基础设施互联互通为优先领域,基础建设投资金额巨大;

据测算未来十年每年亚洲基础设施的投资资金规模约8000亿美元,建筑行业市场空间巨大;

今后几年,国内城镇化建设、农村建设、铁路建设、机场建设等将为建筑业的发展打开广阔的空间,预计投资规模达到15至20万亿左右。

3.3雄安新区建设机遇

“绿色生态宜居新城区”和“建设绿色智慧新城”是雄安的首要定位和任务,装配式钢结构建筑绿色环保,恰好符合这一定位。

雄安新区要求3年内新城雏形显现,5年内完成起步区建设,进展迅速,装配式钢结构建筑为目标的实现提供保障。

雄安新区建筑市场投资规模将达2000亿,或将有80%-90%采用装配式建筑,为装配式钢结构建筑带来巨大市场空间。

在雄安的示范效应下,将加快推动装配式钢结构建筑在更多省市应用。

3.4“互联网+” 与智慧建造新机遇

“互联网+” 与智慧建造推动钢结构企业向智能化、数字化和信息化转型

钢构件加工与管理的智能化

施工现场的数字化、标准化

管理的信息化

推动钢结构互联网云平台建设,实现智能制造技术升级,推动产业升级

抓住机遇,大力推进钢结构建筑推广应用;

大势所趋:绿色化、信息化和工业化是建筑产业发展的三大趋势,钢结构建筑符合绿色环保理念,正是顺应了这一趋势;

条件具备 :我国已经成为世界第二大经济体,占全世界钢产量近一半,拥有世界上规模最大市场,在社会发展、经济基础、科技水平等方面具备了快速发展钢结构建筑的条件。

市场潜力巨大

我国钢结构建筑占比在8%-10%左右,与发达国家20%-30%的水平差距较大,尚有1.5亿吨/年潜能待挖掘;

我国钢结构住宅和中小跨径桥梁占比不足1%,与发达国家约30%的水平相差甚远;

加快推广钢结构住宅建筑和中小跨径桥梁,迈入建筑业主战场,实现重大突破。

4  发展建议

4.1 建立钢结构建筑产业协同创新平台

1. 创新的链式模型

科技创新是由科学研究(S)、技术开发(T)、工程转化(E)、产业创新(I)几个环节相互反馈、交织互动的非线性过程

2. 打通创新链的各个环节,着力解决存在的主要问题

充分发挥官产学研作用,加强协同、集成和构建,推动钢结构建筑产业快速发展。

结构体系的集中与优化

优化结构部件,提高部件标准化水平;

简化焊接工艺,提高制作效率;

加大型钢使用,提高制作质量水平;

采用螺栓装配替代传统焊接,加快现场焊接机器人应用,提高安装质量。

产业链的协同

1、改变传统工程建设的生产方式,推行模块化、集成化的生产模式;

2、实现产品标准化,推广智能制造技术应用;

3、加强产业链条互动,推动定型钢材生产与集中配送。

4.2 打造钢结构建筑全要素产业平台

创新链、资本链、产业链深度融合,打造钢结构建筑产业园区三链融合发展的典范。

以钢结构建筑研发、设计、制造、安装、运维、服务等全流程技术创新研发为核心,打造园区生态链及相关平台协同发展的高尖端建筑产业体系。

创新链定位:

科研实力一流、具有重要影响力的科研创新基地;

钢结构建筑人才培养基地;

钢结构建筑体系及其产品研发基地;

钢结构建筑发展的协同创新平台。

产业链定位:

绿色环保、智能化成套产品生产线;

先进的全过程、全专业、全寿命的信息化建造技术;

市场占有率高、资质齐全的装配式建筑总承包企业。

资本链定位:

钢结构建筑产业孵化基地和双创中心;

以互联网为平台,增强园区地域辐射能力,打造区域产业中心。

4.3 开拓海外市场

从国家层面上加强技术标准转移、

开展钢材和钢结构产品国际认证,加强质量监督、

培养熟悉各种国际标准的专业工程师和适应国际工程的管理人员等。

4.4 拓展国内增量市场

加强钢结构供给侧改革,建立钢材集中采购与物流平台;

扶持集钢结构全产业链的龙头企业或联盟,以点带面,开拓增量市场;

拓展钢结构住宅建筑和中小跨径桥梁市场,实现钢结构市场的重大突破。

4.5 突破关键瓶颈技术

1. 加快钢结构设计软件平台建设

通过科技部国家重点研发计划资金、钢结构研究与教育专项基金等方式,积极鼓励和支持钢结构设计与制造软件和平台的开发和建设,尽快建立有效的通用设计平台和专用设计工具。

2. 加快高性能钢结构标准体系建设

以全文强制标准改革为契机,推进钢结构标准规范体系的改革,处理好条文强制与促进新技术发展之间的矛盾,为新技术应用留下发展空间,促进高性能钢材和新结构体系的应用:

全文强制性标准作为底限要求,为保障结构安全提供最基本的强制结构性能参数要求。

以协会和团体标准建设为契机,积极推动高性能钢结构体系标准建设,为专用结构体系和通用结构体系的应用提供可操作性参考:

借助协会和团体标准契机,新的高性能钢结构和组合结构体系建立详细的、可操作的设计指导细则。

4.6 建立多层次人才梯队

建立多层面的钢结构专业人才培养体系,为推广应用钢结构培养和储备技术人才;

培养出满足市场需求的多层次的专业人员梯队,加强专业设计人员的培养和再教育。

 

岳清瑞(中国工程院院士、中国钢结构协会会长)
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