鋼結構領域中H型鋼的應用
發布時間：2012-07-25 共1頁
一、型鋼的廣泛應用與鋼結構建筑形式的多元化發展
H型鋼由于截面經濟合理、性能優越、加工制作和施工安裝工藝簡單、方便、快捷，成為建筑鋼結構體系中重要的材料組成部分，從而被廣泛應用于國民經濟建設的各個領域，工業廠房，特別是重工業廠房中的承重框架梁、柱構件，如上海晶元芯片工廠兩個月就用了幾千噸；化工行業的大量管廊和罐體、塔體設備支架，冶金行業煉鋼平臺、高爐框架、廠房、軌道等，電廠的煤倉、汽機島、輸送長廊等等。陸地和海洋石油鉆井平臺、車輛、倉儲式大型超市、橋梁隧道等大型施工。僅深圳西部電廠基礎打樁414*405就用了5000多噸。地下工程的鋼樁及支護結構，SMW坑基施工法就使上海F1賽車場、上海南站地下700*300、488*300用了1萬多噸，錢塘江大橋施工輔橋、西湖隧道的坑道支護；廈門、湖南會展中心等等都看到了H型鋼的身影。
鋼結構建筑形式的多元化、多樣化，促進了鋼結構形式多種多樣。有普通鋼結構、薄壁輕鋼結構、高層民用建筑鋼結構、門式鋼架輕型房屋鋼結構、網架結構、壓型鋼板結構、鋼結構焊接和高強度螺栓連接、鋼與混凝土結合樓蓋、鋼管混凝土結構及鋼骨（型鋼）混凝土結構等等。如：輕鋼結構，目前在國際上，特別是在我國，是被重點推薦的一種結構形式。它具有重量輕、經濟性好等特點，目前在各種屋蓋結構及單層房屋中得到廣泛應用。在中、小跨度的屋蓋中，輕型鋼及輕型鋼管拱型結構（平面曲線材架）也是較多采用的形式之一。網殼結構在大跨度空間結構的建造中越來越多，網殼結構在地震作用下的動力性能與設計也得到了普遍關注。網殼結構形式較多，有空間網格結構、單樁層面網殼結構、單層球面網殼結構、索承網殼結構等。鋼管結構因其形式多樣，結構靈活多變，可與其他鋼結構相互關連，更是城鎮建設中大型建筑常見的結構形式。目前一些造型優美的體育場館如“鳥巢”、機場候機樓和會展中心應用鋼結構等都采用了這些形式。不過，螺旋焊管在高層大廈、重工業廠房等重鋼結構中新的應用，都使熱軋H型鋼在鋼結構領域應用受到限制。
二、鋼結構住宅前景廣闊
輕鋼結構住宅也是近10年來發展最快的領域，在美國采用輕型鋼結構占非住宅建筑投資的50%以上。這些結構工業化、商品化程度高，施工快，綜合效益高，市場需求量很大，已引起結構設計人員認識。輕鋼住宅的研究開發已在各地試點，是輕鋼發展的一個重要方向，目前已經有多種低層、多層和高層的設計方案和實例。
鋼結構住宅通用體系用于民用住宅，具有獨特的優勢，與其它住宅通用體系相比，其主要特點是：
1、自重輕，可減輕建筑物的重量約30%，有利于建設高層，特別是在地質承載力低的地方和地震烈度較高的地方，其綜合經濟效益優于一般住宅建筑體系。
2、布置靈活，開間大，房型豐富，約可提高建筑面積3%~5%。具有充分的靈活性、可改性和安全性，有利于滿足現代人的居住需要，適應現代住宅的市場需求。
3、可以工廠化生產，更易實現工業化、定型化、批量化生產，提高勞動生產率。
4、施工周期大大縮短。據研究，鋼結構建筑施工周期比混凝土建筑施工周期可縮短一半，減少作業量，且其節能指標可達50%，屬環保型綠色建筑體系。
鋼結構住宅因其可做到大跨度、大空間，分隔使用靈活，而且施工速度快、抗震有利的特點，必將對我國傳統的住宅結構產生較大沖擊。但由于受到相關領域如墻體材料、消防驗收的制約，特別是在工業化、城市化快遞進程中，人們環保意識淡薄，勞動力成本低等因素，導致住宅鋼結構在我國短時間內難以形成規模。一旦住宅鋼結構技術上取得突破性進展，逐步取代傳統建筑形態進入住宅建設市場，鋼結構行業將引來爆發性的增長。
三、我國立體停車產業方興未艾
近年來，隨著我國經濟的持續快速發展，特別是人均GDP突破1000美元，轎車大量涌入家庭，給交通、道路建設及停車帶來巨大壓力。據了解，2004年我國小汽車產量450萬輛，2005年有望突破1000萬輛。在目前我國汽車人均占有率仍然不高的情況下，就已出現約50%的汽車無序停放現象，停車難已成為困擾我國城市靜態交通及汽車工業快速發展的“頭痛事”。許多城市，停車難已成為困擾一些商業區發展的瓶頸因素。在黃金周期間，一些景區也明顯出現停車難題。在近日的中國城市智能停車國際論壇上，專家認為對停車需要的增加，為我國立體停車產業的發展創造了機會。
由于城市土地有限，向空中和地下發展的城市立體停車成為解決當前停車難題的有效途徑。如果按每年需20m2的停車位算，上海缺口85萬個車位，約需170萬m2，而實際上上海市內根本工不出這樣大的一塊空地。目前在一些發達國家和地區，停車已成為年產值數十億美元的大產業。美國停車業每年大約收益260億美元，提供約100萬個就業機會。雖然我國智能停車產業只有五六年的規模化歷史，但立體停車產業在我國具有廣闊的市場空間。
四、拖掛車、造船、叉車生產等制造業是熱軋H型鋼應用的潛在市場
拖掛車主要分集裝箱專用車和半掛車，美國和歐洲的集裝箱專用車用量很大，周轉效率很高。該運輸車的大梁基本上采用W12系列的熱軋H型鋼，美國市場年銷售車身約30萬輛，國內生產出口在2~3萬輛。馬鋼近期W12系列的開發，不僅會逐步替代進口材料，而且有出口有能力。國內隨著經濟的快速發展，對運輸業的要求也越來越高，大型載貨車重型化、箱式化是貨車制造業的發展方向。其大梁由槽鋼過度到工字鋼，目前已大量使用特殊的焊接“H型鋼”。但由于競爭激烈，許多廠家利用價格較低的翼緣板和開平板來降低成本，加上尺寸特殊，短期內采用熱軋H型鋼的難度比較大。大型船舶的龍骨，叉車門架、城市高架的隔音護欄、施工隧道和礦井的支護、大型機械設備的底座軌道等等都是H型鋼的潛在市場。
五、高性能要求以及與中板的比價關系是影響H型鋼消費的重要因素
2005年頒布的鋼鐵新政確立一個重要的產業政策是注重鋼材節約使用，發展循環經濟，是實現鋼鐵工業可持續發展的必由之路。隨著建筑技術的不斷發展，對材料的要求是越來越高。面對激烈競爭的全球鋼結構市場，國外的一些鋼結構制造業在采用先進鋼結構制作工藝技術的同時，在鋼結構用材上加大研發力度，不斷開發新型材料及其應用技術。比如日本在耐震設計法中，要求通過塑性變形，吸收地震產生的能量。要求梁材所用鋼材的屈服強度具有一定的穩定性。為了提高鋼結構件的強度，對鋼材的磷、硫等雜質進行控制，保證其較高的韌性。此外，還要求具有防火、耐腐蝕等多種性能，因而開發出耐火鋼、耐候鋼、低屈服點鋼、高強度鋼等等。具有良好焊接性的超厚H型鋼作為梁柱會廣泛用作高層建筑鋼結構件。
合理理解與中板的比價關系，對于市場的消費起著至關重要的作用，2002年下半年到2004年國家基建迅猛，熱軋H型鋼的消費承襲慣性需求旺盛，供應產生缺口、市場規律的作用，加之國外價格的拉動作用，5%的缺口帶動50%的上漲，熱軋H型鋼已經開始脫離與中板250元/t的價差，以比中板更大的斜率上漲，當接近價差600元/t的時候，供應缺口實際上就被中板（焊接H型鋼）堵上了。負公差常達6%~8%的開平板，生產成本更低的翼緣板對H型鋼消費在很大程度上也起到了制約作用。 來
熱軋H型鋼價格與中板（10mm）的價格≥500元/t左右時，熱軋H型鋼的消費將受到很大的抑制作用。去年上半年由于H型鋼價格略高于中板，H型鋼需求十分旺盛，比如承擔國家大劇院、北京電視臺等重大項目鋼結構工程的江蘇滬寧一公司每個月的軋制H型鋼需求都在2000t以上。但到了5月份以后，特別是中板價格大幅度下跌與H型鋼的價差達到500元/t以后，幾乎沒有了軋制H型鋼訂單。很多鋼結構廠甚至業主要求設計院更改設計，使H型鋼供求關系發生根本變化。如果這種比價再維持下去，熱軋H型鋼的消費上漲趨勢將會受到大大的限制，短時間內甚至有負增長的可能，加上其它鋼廠新生產線的投產，明年將會出現嚴重的供大于求的局面。
六、利用資源優勢大力發展鋼結構產業
目前馬鋼有腹板高100~800mm的熱軋H型鋼，中型及大型角、槽鋼，熱軋卷板和中厚板的資源。在房屋鋼結構方面，馬鋼起步比較早，從設計施工到安裝裝修一套完整的體系建成兩棟鋼結構住宅樓，加工配送中心承擔過福建師范大學青年公寓、武漢光谷公寓鋼結構的加工制作和安裝。已研發出具有自有知識產權的耐火鋼，應用在上海中富城的鋼結構住宅樓。萊鋼雖然起步稍晚一點，但已形成了自己的產業，在青島、濟南、泰安、成都等地都有以鋼結構房屋為主的房地產開發公司。國內很多大的房地產開發商已在積極準備進入鋼結構住宅建設市場，如中國內陸首家在中國香港上市的純建筑業公司：浙江寶業集團股份有限公司，是一家大型建筑工程總承包企業，主要經營包括為房地產開發和住宅產業化服務的一系列相關行業，如住宅鋼結構系列、建筑樓面及圍護結構系列、建筑（塑鋼、木業）門窗系列等等，已建成使用的鋼結構住宅產品包括別墅式和多層宿舍，主要采用冷彎型鋼和高頻焊接系列產品建造，部分采用熱軋型鋼產品，隨著后續小H型鋼產品特別是輕型薄壁產品的開發和規格完善，應用軋制H型鋼的比例將大幅度提高。
在重鋼結構方面，除寶冶、二十冶等之外，武鋼、首鋼鋼結構也走在前面，承擔的大部分都是公司自己開發的項目。在輕鋼結構方面，萊鋼等單位發展早、規模大，馬鋼小H型鋼緊隨其后。鋼廠內部除了廠房、設備平臺之外，很多場合都可以用H型鋼，比如用小H型鋼制作的圍墻，而且使用壽命低，成本低。型鋼生產過程中由于多種因素會產生一些非定尺和可利用材，比如軌道、管廊支架，基礎打樁等能用一些通過分檢之后的可利用材，在萊鋼就看到幾乎所有新建的支架、廠房都使用H型鋼，在濟鋼、長鋼等也都是大量使用H型鋼。
