㈠ 針對我國鋼結構的發展問題提出解決方法
前 言
按承重材料的不同，結構可分成鋼筋混凝土結構、鋼結構、木結構、磚石結構、鋼-混組合結構等。鋼結構具有自重輕、強度高、抗震性能好、便於工業化生產、節能環保、可循環使用等特點。鋼結構建築主要採用H型鋼、冷彎型鋼等材料為骨架製作受力構件，特種螺栓等進行栓(焊)接，彩塗板或具有隔熱、防水、隔音等功能的其它材料作為屋面、樓層及牆體圍護結構，工廠模塊化構築而成。鋼結構建築可大致分為高層和重型鋼結構、大跨度空間鋼結構、輕鋼結構、鋼-混組合結構、住宅鋼結構等多種結構體系。
鋼結構對鋼材有強度、塑性、韌性、可焊性等基本性能要求；較重要結構的關鍵節點部位，還要求厚度方向性能；從抗震角度出發，要求一定屈強比(≤0.85)；為延長建築的壽命，提高建築抗火災能力，還可要求鋼材耐蝕和耐火。
鋼結構中主要採用鋼材品種
1、高層和重型鋼結構
中、厚板(特厚)、H型鋼、型方矩管、圓管、鍍鋅板、彩塗板等
2、大跨、空間結構
圓管(無縫、焊接)、中板、大型方矩管、H型鋼、厚板、鍍鋅板、彩塗板、鋼絞線、高強鋼絲、鋼棒等
3、輕鋼結構
中板、H型鋼(中、小)、鍍鋅板、彩塗板、冷彎型鋼、圓管、方矩管等
4、組合結構
大型圓管(焊接)、H型鋼、中板、方矩管、鍍鋅板、彩塗板等
5、鋼結構住宅
H型鋼、圓管(焊接)、中板、方矩管、鍍鋅板、彩塗板、冷彎型鋼等
還包括鑄鋼連接件、高強螺栓、栓釘、各類焊材(焊絲、焊條)等配套焊接材料
一、國外鋼結構市場與技術現狀
20世紀初誕生了輕鋼結構房屋，二戰期間因高施工速度的需要，輕鋼房屋得到快速發展；40年代出現了門式剛架結構；50年代，出現工業化程度較高的鋼結構住宅，形成了工廠化的鋼結構住宅建築體系並延續至今；60年代住宅建築工業化高潮遍及歐洲並發展到美、加、日等發達國家，彩色壓型板及冷彎薄壁檁條組成的輕質圍護體系開始大量應用。輕鋼結構是發達國家目前主要的建築結構形式。
國外鋼結構業迅速發展的主要原因：
第一，鋼鐵工業提供了豐富的建築用鋼物資基礎。
第二，鋼結構具有安裝容易、施工周期短、抗震性能好、投資回收快、環境污染小等優勢。
第三，環保的嚴格要求和資源的充分利用，促使業主、建築師和結構工程師選擇鋼結構。
第四，成熟、配套的技術和產品推動了鋼結構業發展。
發達國家先進的鋼鐵工業，使鋼鐵材料品種和質量可充分滿足鋼結構需求，充裕的鋼材資源提供了物資保障，鋼鐵新材料的不斷開發推動了鋼結構的技術進步，造就了鋼結構業的普及與現代建築業的發展。近年國外建築用鋼量約占鋼材總消耗量的30%，並仍呈明顯上升趨勢。
JFE公司開發的部分建築用鋼新產品：
1、超厚H型鋼，翼緣厚度可達100～120mm
2、復合不銹鋼板，SS400或SM400基材復合SUS304
3、低屈強比高強鋼，600MPa級甚至800MPa級高強度鋼，屈強比小於0.8
4、橋梁用材，800MPa級高強度鋼得到廣泛應用，低預熱型800MPa級高強鋼可做到預熱溫度低於50℃
5、新型彩塗板,如：高耐蝕性(用於室外裝置)、高加工性(成形性好，用於建築屋頂材料)以及內裝修用的「Skeleton Colour」彩板(色彩感、耐銹蝕和化學腐蝕、潤滑性都大大提高)
二、國內鋼結構市場與技術現狀
高層鋼結構建築：自上世紀80年代初截至2003年3月，我國已建和在建高層鋼結構建築計59幢，高層建築鋼結構已跨入國際行列，獲得了較大成功。代表作品有：高420.5米的上海金茂大廈，高291米全部採用鋼管混凝土柱、達到國際領先水平的深圳賽格大廈，採用國產鋼材、國內設計、製造及施工的高200米的大連世貿中心等。最初我國鋼結構高層建築主要鋼材為進口的A572、SM490B等型材或板材。近年由於鋼材品種增加、性能滿足要求、價格便宜，普遍採用了國產鋼材，但高要求的重點工程，仍進口Q420和Q460板材。
重型工業廠房：近幾年建設增加較快，鋼結構用量較大。主要分布在鋼鐵、火電、造船、電子、汽車、機械製造及水利建設等行業。典型例子是近年各鋼鐵企業興建的大型煉鋼、軋鋼廠房。2004年冶金廠房等重型工業廠房竣工面積約800萬㎡，用鋼量達到80萬噸。其用鋼技術要求與高層鋼結構相同。
空間結構：近年以網架和網殼為代表的空間結構既用於民用建築，也用在煙草行業廠房、汽車裝配車間等工業廠房、機庫、候機樓、體育館、展覽中心、大劇院、博物館等。近年建成的飛機航站樓、會展中心、體育場館、大劇院、音樂廳等大跨度空間結構，採用圓鋼管、矩型鋼管製作空間桁架、拱架及斜拉網架結構，加上波浪形屋面成為各地新穎和富有現代特色的標志性建築物。懸索和膜結構目前用量還不大，處於發展階段，但如國家體育場(鳥巢)、國家游泳中心(水立方)等2008奧運場館等已選用ETFE、PTFE膜材作屋面和牆面。
輕型鋼結構：輕鋼結構用鋼量一般40㎏/㎡左右(不含鋼筋用量)，結構類型有門式剛架、拱型波紋鋼屋蓋結構等。近年在我國發展很快、應用廣泛。主要用於輕型工業廠房、棉糧倉庫、碼頭和保稅區倉庫、農產品、建材、傢具等各類交易市場、體育場館、展覽廳及活動房屋、加層建築等。
鋼—混組合結構：充分合理組合了鋼材和混凝土兩種材料的優點，具有優異的靜、動力工作性能，且大量節約鋼材、降低工程造價和加快施工進度。在不同的情況下，可以取代鋼筋混凝土結構，也可取代鋼結構，對環境污染較少，是符合中國建築結構發展方向、可以廣泛推廣的一種比較新穎的結構。自上世紀80年代開始，已廣泛應用於冶金、造船、電力、交通等部門。並進入了橋梁工程和高層與超高層建築中。
鋼結構住宅：我國鋼結構住宅建築產業化正在起步發展。各地建了大量低層、多層、高層鋼結構住宅試點示範工程，體現了鋼結構住宅發展的良好勢頭。近幾年鋼結構住宅建築已完成近300萬平方米的試點工程建築，用鋼約15萬噸。
我國各類鋼結構鋼材用量統計(2004年)：
特種構築物鋼結構6.1%；水電建設2.3%；鍋爐鋼結構4.6%；塔桅結構11.4%；海洋平台1.5%；鐵路、公路橋梁3.8%；模板、腳手架19.8%；重型工業廠房6.1%；網架和網殼0.8%；空間桁架0.5%；門式剛架、輕型廠房3.4%；拱型波紋鋼、屋蓋結構0.3%；住宅鋼結構1.1%；城市建設用鋼材38.1%。
國內鋼結構消費各類鋼材比例：
高頻焊接H型鋼0.3%；熱軋H型鋼16.6%；特厚板2.2%；彩色鋼板11.8%；鍍鋅鋼板1.5%；無縫、直縫鋼管3.7%；冷彎型鋼6.3%；其他(型鋼等)13.3%；中厚板44.3%。
2004年我國鋼結構用鋼材約1350萬噸，佔全年鋼材總產量29266萬噸的4.6%。國產鋼材基本可以滿足鋼結構加工需要，但在具體品種規格和性能方面與國外比還有差距，如高強度大規格超厚H型鋼、高強度超厚板等，高檔產品差距仍較大。
三、國內鋼結構企業現狀
我國鋼結構業近年發展極為迅速，已涌現出一批具有相當規模的鋼結構加工企業。鋼構企業總數已發展到上千家。其中年產能力在5～15萬噸之間的有10多家；裝備水平、生產技術、經營管理能力接近國際水平的也有10多家。這些企業設計、制圖、放樣基本上是由計算機用各種專門軟體完成，能承擔我國國家級工程的鋼結構製造。如大跨度橋梁、巨型水壩閘門、高層和大跨度房屋結構等。在市場機制下，一大批中小規模的加工企業應運而生，雖然年產能力不足1萬噸，但這些企業有著自己的優勢和特長，可彌補大企業的不足。此外，隨著國外資本和技術設備進入中國，出現了許多中外合資企業、獨資企業、民營企業、股份制企業等，我國鋼結構行業發展在體制、規模、加工方向等方面形成了多樣化。2005年我國鋼結構產量已達1500萬噸，產值約1200億元。但當前鋼結構行業面臨著：鋼結構產能遠大於實際產量，很多企業任務不足，生產能力不能發揮，造成較大的供需差距，導致惡性競爭，相互壓價等混亂局面。
國內重要鋼結構企業(2004年)：
中鐵山橋集團；中國二十二冶金屬結構公司；上海寶冶建設有限公司；中遠川崎重工鋼結構有限公司；上海冠達爾鋼結構股份有限公司；江蘇滬寧鋼機股份有限公司；浙江東南網架集團；中鐵寶橋股份有限公司；長江精工鋼結構(集團)股份有限公司；山東萊鋼建設有限公司；杭州大地網架製造有限公司。
我國鋼結構業與國外差距：一是觀念落後，對鋼結構產業符合可持續性發展的認識有待於提高；二是設計理念落後，不能適應市場需要；三是鋼材價格變化過快，漲跌幅度過大，市場競爭無序，企業利潤波動很大；四是科研資金投入不足，鋼構標准及規范編修期長；五是鋼結構加工製作、施工安裝裝備相對落後，管理、勞動生產率還需進一步提高。
四、國內鋼構企業運作模式分析
外資鋼結構公司：國外全資鋼結構公司具有知名度高、資金雄厚、技術先進、品牌較響、質量優異、收費較貴等特點，這些企業(如上海美建鋼結構公司、上海巴特勒鋼結構公司)在鋼結構技術方面積累較多，具有較大的綜合優勢，具有企業獨特的業務、設計軟體支撐系統。市場范圍覆蓋全國。
經營模式：設計、加工、施工一體化，其中重鋼方面以設計與工程總包為主。
市場定位：大面積廠房項目、多高層項目、大型展館等特種建築。
大型民營鋼結構公司：資金較充足、品牌較響、設計製作施工力量較強，質量較好，市場范圍遍及全國，一般在各地分區域設立分公司，大都具有特定的鋼結構體系優勢(如浙江杭蕭、浙江精工在高層鋼結構方面、東南網架在網架方面)。
經營模式：設計、加工、施工一體化。
市場定位：各種廠房項目、多高層項目、展館等特種建築。
中小型民營鋼結構公司：企業運作靈活、整體實力較弱、質量一般，市場范圍集中在所屬特定區域，依靠與企業周邊區域業主建立的一定業務關系介入市場，生產運營成本較低。經營模式有以下三種類型：
經營模式之一：提供材料與加工為主。市場定位：構件加工。
經營模式之二：設計、加工、施工一體化。市場定位：廠房、多層項目。
經營模式之三：工程總包與設計。市場定位：各種廠房、多層項目等。
國有鋼結構公司：一般為大、中型鋼構企業，市場范圍覆蓋面較廣(如寶冶、中建系統等)
經營模式：以提供材料與加工、工程施工為主，內部工程比重較大。
市場定位：重鋼為主，以各種廠房、建築結構項目居多。
五、國內鋼構企業發展的要素：
一是必須市場化高效運作。在鋼結構領域，良好的品牌、建立一定的業主、設計院的關系網是獲得項目的源頭。同時企業必須具備較強且反應快速的設計能力、報價能力、准確估計成本與利潤能力(熟悉構件加工、材料供應、施工安裝情況，能夠把握成本與工期)。
二是技術與產品質量應有優勢。優秀的人才與精良的軟硬體設備是鋼構企業的核心技術優勢，依靠技術優勢保證方案設計、構件製作、施工安裝質量是鋼構企業生存發展的主要法寶(以浙江杭蕭為例，專門建立了研發中心大樓，解決外地人才住房等問題，具有先進的重鋼特殊加工設備；外資鋼結構公司更是具有企業獨特的業務軟體支撐系統)。
三是資金流的控制要重視。目前我國鋼結構企業普遍工程墊資較嚴重，工程款最終的回籠是個難題，實際運做資金流易出問題。國有鋼結構企業對墊資既有體制上的問題，也有程序上的問題。
四是需建立良好的公司運作機制。國有鋼結構企業大都運作機制不活、產權結構單一、經營管理粗放、從業人員眾多，極大制約了企業的生存與發展。只有實行市場化的運作體系，才能使僵化而發展緩慢、裹足不前的國有企業走出困境。
鋼結構產業的發展與我國的經濟發展水平和速度相關。鋼鐵新技術、新材料不斷出現，為鋼構產業的快速發展奠定了物質和技術基礎。國家的政策導向從節約用鋼、合理用鋼向鼓勵用鋼轉變，為鋼構產業的發展提供了有力的保證。鋼結構產業逐步成為國民經濟的重要產業。2005年全國鋼構總量為1500萬噸，從現在起到2020年我國鋼構將以每年6～7%的速度增長。鋼結構產業處在發展壯大階段，屬於成長型朝陽行業，發展前景很好。
對鋼鐵產品進行深加工，延伸產業鏈，提高產品附加值，是國外大公司通行的做法。如蒂森利用自身原料發展汽車零部件產業；紐柯專門設置建築系統事業部，生產金屬房屋用零部件；浦項以鋼鐵為主導，還涉及民用建築、電子、通訊、半導體晶片製作、工廠自動化、能源和環境保護等；新日鐵，涉及領域擴大到電子、工程製造、信息等，其工程建設業務已在世界范圍內取得了廣泛的認可。因此，國內大鋼廠利用自身建材產品的優勢，發展鋼結構產業，很有必要。