浅谈建筑工程中影响钢结构工程的多种因素及未来发展趋势

浅谈建筑工程中影响钢结构工程的多种因素及未来发展趋势

杨洲,李亚隆,邹平,王超群

中国建筑第八工程局有限公司

摘要：在建筑工程中，钢结构施工受施工环境、社会环境、人为因素等等多方面影响。本文将对如何将影响降到最低进行简单的讨论及未来钢结构在国内的发展趋势。

关键词：建筑钢结构；钢结构施工；影响因素；趋势；

概述:

工业与民用建筑作为建筑行业的中流砥柱，须在当下甚至未来几十年中不断进行自我改进与创新，以适应社会潮流与大方向的发展。相对于传统建筑工程中经常使用的建筑材料钢筋、混凝土，钢结构在绿色环保、施工便捷、经济效益等方面取得了大幅度的领先，并且在接下来的相当长一段时间内，领先差距会继续加大。但是作为新型产业，产业链的不成熟是不可预估的不稳定因素。

1.建筑钢结构的特点

（1）、材料的强度高，自身重量轻

钢材的强度较高，弹性的模量也高。与混凝土和木材比，其密度与屈服强度的比值相对的较低，因而在同样的受力条件下钢结构的构件截面小，自重较轻，便于运输以及安装，适于跨度较大，高度较高和承载重的结构。

（2）、钢材的韧性，塑性极好，材质十分均匀，结构的可靠性高

适于承受冲击和动力荷载，具有着良好的抗震性能。钢材的内部组织结构均匀，近于各向同性匀的质体。钢结构的实际工作性能会比较符合计算理论。所以钢结构的可靠性高。

（3）、钢结构制造安装机械化程度高

钢结构构件便于在工厂制造、工地拼装.工厂机械化的制造钢结构构件成品精度高、生产效率高、工地拼装速度快、工期短.钢结构是工业化的程度当中最高的一种结构。

（4）、钢结构密封性能好

由于焊接结构可以做到完全密封，可以制作成气密性以及水密性均十分好的高压容器以及大型的油池，压力管道等。

（5）、钢结构耐热不耐火

当温度在150℃以下时，钢材的性质变化很小。因而钢结构比较适用于热车间，但结构表面受到150℃左右的热辐射时，要采用隔热板来加以保护。温度在达到300℃-400℃时，钢材强度和弹性模量均显著下降，温度达到600℃左右时，钢材强度会趋于零。在有着特殊防火需求的建筑中，钢结构必须要采用耐火材料加以保护以提高耐火等级。

（6）、钢结构耐腐蚀性差

特别是在潮湿和腐蚀性介质的环境中，容易遭到锈蚀。一般的钢结构要除锈、镀锌或是涂料，且要定期的维护。对处于海水中的海洋平台的结构，需要采用特殊的措施予以防腐蚀。

（7）、低碳、节能、绿色环保，可重复利用

钢结构建筑拆除几乎不会产生建筑垃圾，钢材可以回收再利用。

2.影响建筑钢结构施工的因素

（1）施工环境

安全方面：在常规钢结构施工中，往往需要高处作业，在以往钢结构工程施工安全事故案例中，高处施工作业人员坠落占整个安全事故比例高达一半以上。吊装机械严格根据施工组织设计中的型号规格选型，避免出现吊装事故。一旦发生事故，需进行一系列的善后处置，往往会造成工期延误、经济赔偿等后果。钢结构施工作业作为重大安全危险源，要从源头把控，将安全事故扼杀在摇篮之中。

天气方面：当遇到大风大雨等恶劣天气，钢结构必须暂停工作，各种吊装机械及时回收，高处作业人员马上躲避。油漆、防火涂料、焊接施工会受天气影响，特种作业人员需待天气好转后，且构件表面干燥后，继续施工。尽量避开冬雨季是钢结构施工的关键，因此实际工期较于理想工期会大幅度压缩，这是不可控因素，但可以通过查询当地历史气象条件，合理安排施工时间。

人员方面：由于焊接、涂装等钢结构施工的工作属于特殊工种，需要施工单位安排施工经验丰富的作业人员进行施工，保证质量无缺陷，避免出现大量返工现象，费时费力。现场管理人员需要对钢构件进行梳理，钢构件加工厂的加工顺序与发货时间、成品构件的质量情况、施工现场合适的堆放料场等，都需要经验丰富的管理人员进行全过程把控。

（2）社会环境

经济方面：我国铁矿石有相当一部分来源自进口，近些年随着国际局势的动荡与国内铁矿石生产情况的不稳定，钢材价格也在随之波动。尤其在最近几年中，钢材价格浮动过大，导致很多施工单位在前期以总价包干或者固定单价的情况下签约合同，而无法承担后续材料价格上浮，导致项目停工，造成不可挽回的损失。因此，在工程前期招投标阶段，相关单位要认真研究价格浮动，在报价环节留出充分的缓冲区间，做好价格控制措施。

自然环境方面：由于钢结构工程受本身材料影响的特点，需要在构件表面涂装防腐防火涂料以及焊接。在超高层建筑中，喷涂涂料需要做好建筑周围防护措施，避免将涂料喷洒至道路或者行人汽车上面；在工业厂房中，由于选址大多数靠近郊区，则需要避免污染土壤与水源，避免造成二次污染。保护好自然环境是能够推动钢结构工程发展的重要手段。

资源方面：钢结构原材料具有可重复利用的价值。当老旧建筑拆除后，钢构件可以直接拆卸下来送至资源回收中心统一进行处理，一般会通过冶炼等技术重新利用，这也大大降低了建筑工程的成本与对自然环境的破坏。

（3）人为因素

在许多高难度建筑中，我们能常常见到以钢结构为主体的建筑群。以鸟巢为例，作为北京奥运会的主体育场馆，外观必须深受大众的喜爱，质量必须经得起考验，当然，工期也是作为当时最紧要的考虑因素。综合考虑，设计师们通过专业软件计算与推理，最终选择以钢结构作为主体打造一座专业体育场。因此，钢结构的推广也是需要众多群众基础口碑宣传与专业人员极力推荐的。

4.钢结构工程未来发展趋势

近年来，钢结构行业相关产业政策暖风频吹，政府出台了对行业发展有重要影响的多项政策。当前钢结构产业正朝着合理规划、节能环保的方向发展，技术上国家大力推广装配式建筑，模式上推动工程总承包转型。

通过钢结构制作简单、造型设计自如、施工周期短、无污染、可回收、安全稳定等特点因素，进一步调动冶金行业、房地产行业以及建筑行业三者资源的优化配置，按需分配按量规划，将有限的资源效能最大化利用，减少对周边建筑施工环境的损害，符合国家绿色建筑与高质量发展的要求，前景形势一片大好。

到2025年底，国内钢结构用量达到1.4亿吨左右，占中国粗钢产量比例15%以上，钢结构建筑占新建建筑面积比例达到15%以上。到2035年，我国钢结构建筑应用达到中等发达国家水平，钢结构用量达到每年2.0亿吨以上，占粗钢产量25%以上，钢结构建筑占新建建筑面积比例逐步达到40%，基本实现钢结构智能建造。

中国钢结构行业测算，2022年钢结构厂房发展空间将达到4979亿元，2025年将达到8161亿元。在“装配式建筑+新基建”的发展驱动下，钢结构总包在承包工程项目时更具有优势，比如设计、制造、安装一站式服务，能够为业主提供钢结构工程整体解决方案。如今政策支持钢结构总包力度明显增强且更清晰、更明确，业主熟悉度也将提高渗透率，钢结构总包模式是大势所趋。

5.结语

相对于传统混凝土结构，钢结构是一种比较先进的建筑结构形式，能适应不同场合、不同工况、不同环境等条件，满足各种差异化的需求。在目前国内建筑环境的大趋势下，钢结构工程已经开始大量使用在基建、工民建之中了。建设单位及施工单位应及时了解相关政府与部门发布的政策与措施，积极响应，做好宏观调整，细化具体工作内容，将有利因素发展并扩大，同时也需要将目前各种不利因素带来的影响降到最低。

参考文献：

[1]张爱林.工业化装配式多高层钢结构住宅产业化关键问题和发展趋势[J].住宅产业,2016(01):10-14

[2]肖亚明.我国钢结构建筑的发展现状及前景[J].合肥工业大学学报(自然科学版),2003(01):111-116.