今天，又是一年5.12，汶川大地震七周年的日子。2008年5月12日14時28分，一場突如其來的大地震災(zāi)難降臨汶川。那一刻，山河破碎，分崩離析，家園被無情摧毀，家人生離死別。
面對突如其來的災(zāi)害及由此引發(fā)的各類傷害，我們有必要對有關(guān)現(xiàn)象進(jìn)行反思，如何才能建造出更堅固、更安全的房屋?減少國家、人民在地震中遭遇的損失、傷害？歷數(shù)近幾年四川汶川、青海玉樹、云南盈江和四川蘆山等地發(fā)生的地震災(zāi)害，在地震中因房屋坍塌壓死、砸死人的比例占絕大多數(shù)，落后的磚混脆性結(jié)構(gòu)及傳統(tǒng)的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑在地震中對人類已構(gòu)成致命的威脅。形成鮮明對比的是，在“5·12”汶川地震后，獲得中國鋼結(jié)構(gòu)金獎的鋼結(jié)構(gòu)建筑——綿陽九州體育館成為受災(zāi)群眾的避難場所。
鋼結(jié)構(gòu)住宅抗震優(yōu)勢明顯
我國是世界上自然災(zāi)害最嚴(yán)重的國家之一，70%以上的城市、50%以上的人口都分布在氣象、地震等自然災(zāi)害嚴(yán)重的地區(qū)。采用鋼結(jié)構(gòu)建筑可切實保護(hù)生命財產(chǎn)，并大大減少震后重建的人力和財力。1995年，日本神戶大地震后，日本政府提出了“零死亡”計劃，抗震性能卓越的鋼結(jié)構(gòu)、輕質(zhì)材料等各種最先進(jìn)的防震手段被廣泛應(yīng)用，所有老式建筑全部采用不同形狀的鋼結(jié)構(gòu)框架進(jìn)行加固。2011年3月31日，日本遭遇人類觀測史上最高級別的9級地震，同時還伴有特大海嘯的輪番襲擊。事實證明，大量的房屋毀壞和人員傷亡是來自更具破壞力的海嘯，而非房屋倒塌，這與日本的鋼結(jié)構(gòu)建筑占有率較高和日本重視建筑防災(zāi)、抗災(zāi)、對生命呵護(hù)的安全設(shè)計有直接關(guān)系。
第一，鋼結(jié)構(gòu)建筑是抗震減災(zāi)的建筑。
在物理特性上，鋼結(jié)構(gòu)建筑自重輕、強度高、延性好。在經(jīng)歷震動時不僅不會發(fā)生太大的位移變形，反而還可以削弱地震波，從根本上確保了建筑的安全性，抗震性能遠(yuǎn)高于其它磚混結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)，鋼梁、鋼柱組成柔性框架可抵抗8度以上地震。
第二，鋼結(jié)構(gòu)建筑是綠色低碳的建筑。
鋼結(jié)構(gòu)建筑能夠在最大程度滿足建筑功能的同時，最低限度地影響環(huán)境，創(chuàng)建出一種既不會使資源枯竭，又不會造成環(huán)境污染和生態(tài)破壞，各種資源能循環(huán)使用的新型城鎮(zhèn)化建設(shè)新模式。
鋼結(jié)構(gòu)建筑是資源節(jié)約型建筑。中國是世界上年新建建筑量最大的國家，每年20億平方米新建面積消耗了全世界40%的水泥和鋼材。經(jīng)測算，隨著我國城鎮(zhèn)化改革的推進(jìn)，到2030年前后，將陸續(xù)還要有400億平方米建筑問世。巨大的建筑任務(wù)，需要有巨大的可持續(xù)發(fā)展的建筑資源提供保證。而資源承載力已面臨挑戰(zhàn)，突出表現(xiàn)在燒制水泥用的優(yōu)質(zhì)礦料已感短缺，并且消耗大量能源，配制混凝土的砂石在許多地方已十分緊張，沿海有些地區(qū)因濫用海砂已給一些工程帶來了重大隱患。
鋼結(jié)構(gòu)建筑充分利用鋼材的高強度特性，節(jié)約了工程結(jié)構(gòu)材料，資源消耗量較少。每平方米消耗資源量大約是800千克～1000千克，其中50％是可再生資源，而鋼混結(jié)構(gòu)每平方米消耗資源量則在1700千克以上。鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)品在生產(chǎn)和建造過程中比傳統(tǒng)的混凝土工藝節(jié)能1/3，在使用過程中比傳統(tǒng)建筑節(jié)能10%，采用新型墻體材料的鋼結(jié)構(gòu)住宅可提高節(jié)能效率50%。鋼結(jié)構(gòu)實行干式施工，鋼結(jié)構(gòu)建筑節(jié)水率可達(dá)到30%。同時鋼材可循環(huán)利用，在建筑使用壽命到期后，廢鋼可回爐重新再生，做到資源循環(huán)再利用，達(dá)到90%以上。
我國優(yōu)質(zhì)的鐵礦石資源相對缺乏，不得不從國外大量高價進(jìn)口。大規(guī)模推廣鋼結(jié)構(gòu)建筑以求較大規(guī)模鋼鐵集中消耗，可以實現(xiàn)鋼鐵資源在建筑中的儲備，使建筑變成資源。若以每年儲備1000萬噸計算，20年～30年后，我國將不需要再買鐵礦石了，并可讓鋼材原料儲備造福子孫后代。大規(guī)模推廣鋼結(jié)構(gòu)建筑，還可以將帶動鋼鐵冶金行業(yè)的共同發(fā)展，破解目前國內(nèi)鋼鐵產(chǎn)能明顯過剩、鋼鐵企業(yè)經(jīng)營陷入困頓的格局。
鋼結(jié)構(gòu)建筑是環(huán)境友好型建筑。采用鋼結(jié)構(gòu)工程避免了混凝土工程需大量開山取石、挖河取砂，造成自然環(huán)境的嚴(yán)重破壞，譬如，毀損河床、破壞植被等。我國在消耗了全球最多的水泥和鋼材的同時，也生產(chǎn)出全球最多的建筑垃圾——每年高達(dá)4億噸，建筑垃圾數(shù)量已占到垃圾總量30%～40%。建筑垃圾被堆放和填埋在城市周圍，形成“垃圾圍城”的局面，不僅占用土地，而且含有各種有害化學(xué)物質(zhì)，嚴(yán)重腐蝕地表和污染地下水源。鋼結(jié)構(gòu)建筑物拆卸后產(chǎn)生的建筑垃圾僅為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的25%，更多給后人留下的是可再利用的資源（鋼材）、再開發(fā)的財富。如果采用鋼結(jié)構(gòu)建筑體系，可以大大降低現(xiàn)場濕作業(yè)和砌筑工程，建筑過程不僅噪音小、污水排放少，建筑垃圾排放可控制在3%以內(nèi)，而且粉塵排放比混凝土建筑下降80%，降低建筑工地PM2.5很明顯。
第三，鋼結(jié)構(gòu)建筑是經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)越的建筑。
從綜合效益方面考慮，鋼結(jié)構(gòu)建筑明顯優(yōu)于其他結(jié)構(gòu)。經(jīng)測算，低層鋼結(jié)構(gòu)建筑造價要比鋼筋混凝土建筑高10%～20%左右（鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化后造價會降低），多高層建筑兩者工程造價則基本上持平。如果再考慮到采用鋼結(jié)構(gòu)因自重輕從而基礎(chǔ)造價低、梁柱截面小從而可有效使用面積大、施工速度快、品質(zhì)易保證及抗震性能好等諸多優(yōu)點，那么鋼結(jié)構(gòu)的綜合造價優(yōu)勢是混凝土建筑不可比擬的。
由于鋼結(jié)構(gòu)建筑自重較輕，不僅較鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在基礎(chǔ)造價上可節(jié)約30%，在軟土地區(qū)優(yōu)勢尤其明顯，而且建筑材料綜合運輸費用低。由于鋼結(jié)構(gòu)的強度高，相應(yīng)其梁、柱等構(gòu)件截面較混凝土結(jié)構(gòu)小，可增加建筑有效使用面積5%～7%；鋼結(jié)構(gòu)實行工廠化生產(chǎn)、裝配工施工，品質(zhì)得到保障，增加房屋內(nèi)在價值。由于施工速度快，工期縮短40%以上，可使建筑更早投入使用，使房產(chǎn)開發(fā)商的資金周轉(zhuǎn)加快接近1倍，同時資金使用成本也大大降低。建設(shè)工程提前投入使用所獲得的收益明顯高于鋼結(jié)構(gòu)較鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的價差。同樣樓層凈高條件下，鋼結(jié)構(gòu)圍護(hù)墻體面積小，節(jié)約空調(diào)所需能源，減少維護(hù)費用。鋼結(jié)構(gòu)建筑開窗不受限制，采光通風(fēng)效果好，可為人們提供更加安全舒適的生活空間，還節(jié)約能源。另外，其抗震性能好，節(jié)約了震后重建費用。
近年來包括建筑學(xué)家在內(nèi)的很多專業(yè)人士都對抗震建筑進(jìn)行了深入研究。在注重民生的今天，生命第一已是建筑的最高準(zhǔn)則，住宅安全就是最大的民生，大力推廣鋼結(jié)構(gòu)建筑時不我待。
文章摘編自中建鋼構(gòu)有限公司周愛文撰寫的《關(guān)于發(fā)展建筑鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)的思考》
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