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钢结构行业发展与挑战——访悉地国际设计顾问有限公司(CCDI)结构事业部上海一部总经理薛万里
摘 要

2017年,钢结构行业进入全新的一年,学、政、商一致认为,发展钢结构,是在践行绿色发展理念,是钢铁行业去库存、去产能的重要抓手,是建筑供给侧改革的重要举措。同事国家政策支持已经进入实质和强制性推进的阶段,在这个机遇和挑战并存的时期,行业竞争继续加剧,一方面后市场服务竞争成为新的竞争领域,另一方面产品质量、技术水平的竞争仍占据重要地位。

 

问题1:作为从业25年的钢结构知名学者,您是如何看待目前钢结构的未来发展趋势?

与传统的混凝土相比,钢材具有强度大、韧性高、延展性好等特点。这使得钢结构建筑在结构性能、经济性能、环保性能等领域具有显著优势。特别是环保方面的优势与我国倡导建筑节能环保的想法不谋而合。在国家政策的大力推动下,绿色建筑和保障房建设对住宅钢结构的需求日益增长,住宅钢结构行业正处于蓄力爆发的时点。但目前我国住宅钢结构占比不超过5%,与国外发达国家几乎超过50%相比,我国还处于起步阶段,住宅钢结构还有很大的发展空间。

钢结构拥有节能、环保、抗震等多种优点,但在近年国内却难以推广。其中关键原因之一在于造价,而造价高的原因在于这种新型建筑形式正处于发展初期,各种配套产品市场不成熟,因而价格较高。根据我国学者研究的文献显示,建造住宅钢结构的工程经济造价要比普通建筑高13%,这一点往往拖了钢结构使用的后腿。但是钢结构综合优势还是很明显,是混凝土结构等其他建筑结构不可相比的。

前瞻产业研究院发布的《中国钢结构件行业市场前瞻与投资规划分析报告》分析:我国钢结构在能源、交通、石化、水利、机械、住宅和城乡建设中已有许多推广应用的典型实例,但主要是解决钢筋混凝土建筑难以实现或造价更高的大跨、高耸、重载和轻型围护系统,发展空间还很大。

十八届三中全会以来,中央政府大力倡导绿色、低碳发展,大力发展绿色建筑和推动建筑工业化已经成为当前建筑行业发展的重要任务。财政部和住建部明确要求到2020绿色建筑占新建建筑比重超过30%,建筑建造和使用过程的能源资源消耗水平接近或达到现阶段发达国家水平。所以钢结构在未来,在结构工程领域一定是主导方向,前景广阔。

 

问题2:未来发展钢结构产业会面临怎样的机遇和挑战?

一是对钢铁产业的支撑能力、竞争力和发展质量提出了更高的要求。钢铁产业不仅仅是在一般层次上满足国民经济发展规模数量、产品质量的需求,而且要切实迈向中高端,综合实力进入强国序列,最终位居前列,达到世界先进甚至领先水平。

二是推进国家技术创新示范企业和企业技术中心建设,建立一批产业创新联盟,开展关键共性重大技术研究和产业化应用示范,建立一批从事技术集成、熟化和工程化的中试基地,为钢铁企业提高创新能力、完善创新体系和加快成果转化创造了良好条件。

三是促进工业互联网、云计算、大数据在企业研发设计、生产制造、经营管理、销售服务等全流程和全产业链的综合集成应用,推进制造过程智能化,建设重点领域智能工厂/数字化车间,为钢铁企业带来了紧跟新一代信息技术发展应用浪潮、培育市场竞争新优势的历史机遇。

四是强化产品全生命周期绿色管理,全面推进钢铁、有色等传统制造业绿色改造,推进资源高效循环利用,支持企业实施绿色战略、绿色标准、绿色管理和绿色生产,要求钢铁企业不仅仅要实现节能环保达标,更要将绿色发展理念、模式贯穿于企业生产经营的各个领域,全面提高可持续发展能力。

五是持续推进企业技术改造,促进钢铁等产业向价值链高端发展,稳步化解产能过剩矛盾,支持企业间战略合作和跨行业、跨区域兼并重组,创建一批承接产业转移示范园区,引导产业合理有序转移等,表明化解过剩产能矛盾仍是钢铁产业的当务之急,同时,要加快企业技术改造,推动兼并重组,提升价值创造能力和产业链地位。

 

问题3:为什么说BIM技术改变钢结构住宅产业化格局?

在住宅市场竞争愈发激烈的同时,客户体验也显得至关重要。住宅产品附属的居住体验、运维服务,都决定着住宅产业化的市场推广效果。基于BIM平台的可持续性分析,能够利用日照、采光、能耗、结构等分析手段,整体提高住宅在全寿命周期内的使用体验,提升住宅性能。BIM技术的出现为钢结构构件、部品部件预制加工及装配提供支撑,减少现场裁板及材料浪费。

利用BIM可以将建筑、结构、机电、暖通等众多专业集成为协同设计体系。进一步通过管线碰撞检查等,在施工前就解决现场可能出现的冲突和碰撞,避免人力、物力以及时间上的损失,而在4D模拟施工阶段,可以把整个工程现场在虚拟模型中描述出来,进行分析模拟。调整施工方案,减少施工过程中的返工次数,避免资源浪费,同时达到提高住宅质量的双赢效果。在4D施工模拟的基础上,增加经济成本维度的数据,建立5D模型,实现精细化的预算和项目成本可视化统计。对所有构配件进行准确估算,实现精确地造价控制,即限额设计。

中国建筑之所以奇特是希望造型有变化,而国外的钢结构住宅的柱网是非常标准的,造型却也是很丰富的,原因就是国外有大量的部品部件。想实现国外这种既基于标准化的设计,同时又可以提供给客户丰富多彩的选择,必须要有BIM部品库的支持才可以很好的实现,所以BIM在钢结构住宅中也是很重要的

 

问题4:如何推动前沿技术,例如钢结构抗震技术、防火涂料?

推动产业转型升级,促进高新技术推进。目前防火涂料及钢结构抗震技术在钢结构领域中是必不可少的重要环节。

防火是牺牲自己保护别人,防火涂料在燃烧过程中,实质上是保护钢结构,而涂料本身的结构被破坏了,故使用防火涂料的目的是保护钢结构在一定时间内不被破坏。阻燃则是保护自己,使材料本身不燃烧起来。这两个是不同的概念,但是大同小异,因其都是与打交道,都起了防火保护作用。

钢结构体系具有安装容易,施工周期短,自重轻,能减小地震作用效应,抗震性能好,环境污染少等综合优势。随着我国经济水平的提高,钢产量的上升,研制出了很多优质钢材,所以钢结构在我国迅速发展。钢结构一直是被认为是抗震性能优越的结构形式,但是,随着近年来在世界范围内,地震频繁发生,导致许多钢结构发生断裂破坏,是结构工程界开始重新认识和研究高层钢结构的抗震性能。其未来的工作任重道远,需要我们行业的钢结构专家学者共同努力,推动技术进步。

 

问题5:参加第三届全国建筑结构总工程师高峰论坛、第二届全国钢结构设计学术研讨峰会与学者、专家技术交流后对今后有怎样的预测及想法?

近年来,伴随城市化进程的提速,绿色建筑的理念已成为主流,钢结构建筑备受推崇。在各类建筑中,钢结构体系的选用成为首选,钢结构应用范围不断扩大,特别是随着我国建筑工业化发展政策的推进和国家建筑产业优化整合的实施,钢结构的优势得到越来越充分体现,应用前景广阔,市场巨大。基础设施建设仍将担当经济重任,素有“绿色建筑”之美誉的钢结构建筑渐成趋势,并被列入中国钢结构行业“十三五”规划,“力争到2020年钢结构用钢量由目前的5000万吨增加到1亿吨以上,占建筑用钢比重超过25%”。中国不但是世界上的钢产量大国,也是建筑用钢大国。我们的这个会议组织给全国的钢结构专家和学者架设了一个学术交流、技术沟通、专业交换、经验分享的平台。对整个行业的技术发展,起到很好的推动作用。

 

最后,对于钢结构发展,我个人认为:一是要加强对钢结构宣传,树立正确的钢结构概念;二是加强战略布局,发挥政府培育钢结构市场的引领和示范作用,提高政策支持力度并加强监管;三是进一步落实国务院“开展钢结构建筑试点”的要求;四是扶持龙头企业和产业联盟,完善钢结构全产业链;五是以钢结构带动相关产业一带一路”走出去。

薛万里个人简介

设计理念:

运用清晰的力学概念和结构体系构成,实现建筑的完美与灵动。

工作经历:

2008至今  悉地国际设计顾问有限公司(CCDI 结构事业部(上海)副总经理、总经理

1997~2005冶金部建筑研究总院设计院上海分院  设计师、项目经理、设计部主任、副院长

1992~1994河北秦皇岛冶金矿山设计研究院 结构设计师

社会兼职

中国钢结构协会钢结构设计分会理事、中国建筑学会工程建设学术委员会理事、上海金属结构协会专家委员会委员、上海结构抗震减震技术委员会委员

教育背景:

2005~2008   同济大学       结构工程   工学博士

1994~1997   天津大学       结构工程   工学硕士

1988~1992   河北理工大学   结构工程   工学学士

发表论文:

文章题目

刊物或会议名称

发表日期

1.二级摩擦耗能支撑框架结构新体系研究

第六届全国高层建筑抗震会议

199812

2.某钢筋混凝土结构高层钢塔风振控制及应用

特种结构

2003年第4

3.大面积堆载作用下软土地基处理的设计分析

建筑结构

20066

4.圆钢管焊接空心球节点受压破坏机理与试验研究

建筑结构学报

200910

5.焊接空心球节点受压承载力分析与实用计算方法研究

中国矿业大学学报

20101

6.Failure mechanism and load-capacity practical calculation method of welded hollow spherical joints connected with circular steel tubes

IASS 2009 Valencia Symposium

20099

7.Influential parameter and experimental research on compressive bearing capacity of welded hollow spherical joints connected with circular steel tubes

International Conference on Technology of Architecture and Structure,2009

200910

8.Seismic assessment of out-of-code high-rise building using dynamic nonlinear analysis

Advanced Materials Research (ISSN: 1022-6680)

20117

9.Applying a modified particle swarm optimizer to sizing and topological optimization of steel framed sruuctures

IABSE-IASS 2011 London Symposium Report

20119

10.Study on key points of dynamic elasto-analysis for high rise buildings

Structural Engineers World Congress 2011

20114

11.Dunamic elasto-plastic time-history analysis for out-of-codes high-rise structure

Structural Engineers World Congress 2011

20114

12.空腹桁架腹杆计算长度系数取值研究

建筑结构

20114月第41卷增刊

13.缺陷构件在结构失稳过程中的力学响应跟踪分析

The 5th Cross-Strait Congerence on Structural and Geotechnical Engineering

20117

 主要业绩:

项目名称

项目概况

承担角色

宁波奥体中心

4.3万座体育场及体育馆、游泳馆

结构专业总负责

马鞍山体育中心

3.6万座体育场及网球馆、游泳馆

结构专业总负责

湛江体育中心

体育馆及网球馆、游泳馆

结构专业总负责

盐城市体育中心

3.5万座体育场、体育馆、网球馆、游泳馆

结构专业总负责

微山体育中心

2.3万座体育场、体育馆、游泳馆

结构专业总负责

天津团泊多功能体育馆

120m跨体育馆、游泳馆,12m深地下结构

结构专业总负责

慈溪文化商务中心

大剧院、文化中心、博物馆、群艺馆、体育健身馆

审核

上海金桥碧云酒店

17万㎡超高层酒店、会议中心、办公楼

审核

南通圆融商业综合体

31万㎡,190米超高层办公楼、商业

审核

济南重汽项目

160m超高层建筑行政楼、汽车展库

审核

上海虹桥临空之门

双塔大跨度连体结构,连体跨度70m

审核

卓越青岛胶南项目

12万㎡的办公、酒店

结构专业总负责

长江实业上海普陀真如副中心

30万㎡的办公、公寓

结构专业总负责

盐城市文化艺术中心

总建筑面积33,000,复杂功能建筑 双向悬臂幕墙

结构专业总负责

重庆江北火车站

8.7万㎡,80米跨度

结构专业负责

上海信息枢纽大楼

建筑面积10m241层钢结构,上海市重大项目

结构专业负责

石家庄铁四局改造CBD商务区写字楼酒店

32m2

结构专业负责

陕西省信息大厦

建筑面积7.0m249层钢结构

结构专业负责

天津国贸中心大厦

建筑面积15 m264层钢结构

结构专业负责

上海市东海广场一期

建筑面积8m253层钢结构

结构设计师

北京国家大剧院

钢结构施工阶段验算和施工详图设计

结构设计师

南京青少年科技活动中心项目

科技馆、科技影院、培训中心3.3万㎡、钢结构体系。市重点项目

结构专业负责

陕西西安咸阳机场扩建工程航站楼

钢结构(3400t

结构专业负责

安徽省国际会展中心

全钢结构(5700t

结构专业负责


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