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鋼結構的過去、現狀及未來

發布時間:2019年03月04日 | 圍觀人數:2006

 陳祿如

·1964年畢業于上海同濟大學工民建專業

·同年工作于冶金工業部建筑研究總院

·1985年任冶金工業部建筑研究總院副院長

·中國鋼結構協會常務副會長

·《鋼結構》期刊編委會主任

·現任專家委員會名譽主任

過去:

解放前我國僅有極少的工廠、高樓、橋梁等采用鋼結構,大多數都是國外設計、國外鋼材、國外制造。新中國成立后鋼結構才逐步得到發展,在學習蘇聯經驗基礎上,發展了冶金工業,培養了專業人材,開展工程建設。如,上世紀50~60年代,156個新建和擴建項目。其中冶金、重型機械、動力設備、汽車、飛機、造船等重型工業工廠的大部分廠房采用鋼結構。在取得了卓越建設成就的同時,鋼結構的設計、制造和安裝水平也有很大的提高,成長了一批鋼結構技術隊伍,如王國周、陳紹蕃、趙熙元、鐘善桐、方秦漢、潘際炎、藍天、柴昶等老一輩專家,幾十年來一直是鋼結構事業的骨干力量。

我的中學和大學在上海度過的,聽講,上海大廈和錦江大廈是以鋼結構為骨架的兩座大廈,地樁由工字鋼和槽鋼打到土層中來支撐,樁的長度與上部結構高度相仿,當時感到很驚訝。平時到外灘去玩,每走過外白渡橋,看到鋼橋全是用鉚釘連接而成很牢靠,很先進。

我小學和中學時家境貧寒,生活艱難,勵志要發奮讀書改變命運,功夫不負有心人,終于考上了同濟大學,學習鋼結構專業課才對鋼結構建筑有一些初步了解,但當時學校還是以學習鋼筋混凝土結構為主,鋼結構學時也很少。鋼木教研組老師也僅有幾個人,包括沈祖炎、胡學仁老師。

在大學里本人擔任大班長(全班120多人,分5個小班),既要努力學習專業知識又要處理很多瑣事,雖然花費了不少時間卻鍛煉了我的組織與管理能力,贏得了老師和同學們的信任,畢業多年后同學們還是十分信任我,每隔5年一次的大班同學聚會都是由我牽頭組織,到現在老同學見面時親切稱呼為"大班長"。

畢業服從分配到原冶金部建筑研究總院結構室工作,開始接觸到鋼結構廠房,高爐、棧橋通廊等,也在老同志帶領導下參加鋼結構的研究課題,經常到鞍鋼、武鋼去出差看到冶金工廠的鋼結構和構筑物。有時也跟著老專家到現場處理鋼結構事故,就逐漸喜歡上了鋼結構建筑并與它結下不解之緣。畢業后我先后承擔了混凝土魚腹式吊車梁、建筑構件標準化、高強度螺栓、鋼蜂窩梁、住宅鋼結構等研究專題,多次獲部和院科技成果獎,參與制訂冶金部、建設部及院技術政策與科技發展規劃;編制了二冶混凝土構件產品目錄和冶金部混凝土構件產品目錄,高溫下高強度螺栓連接性能的試驗研究,鞍鋼第二煉鋼廠35米鋼吊車梁加固試驗研究,鋼蜂窩梁的研究,意大利BASIS鋼結構建筑體系的引進和研究,輕鋼房屋及壓型鋼板在工程中開發應用等。其中鞍鋼第二煉鋼廠35米鋼吊車梁加固試驗研究,記憶猶新令我難忘。為了解決煉鋼廠35米鋼吊車梁加固換梁,要將鉚接吊車梁改造為高強螺栓連接吊車梁,需要測定吊車梁工作時處于什么溫度,因該梁處于平爐爐口上方受高溫烘烤,我在現場布置測溫元件和儀表,要求有三天正常工作時數據。我連續三天在現場收集數據,梁周圍溫度達40度左右,爐門打開時一股熱風撲面而來,我滿面通紅,滿頭大汗。三天下來已精疲力盡,感到科研工作不易,不到現場就拿不到真實數據。根據現場和理論計算,將平爐口上大梁改成高強螺栓大梁完全可行,為防止高強螺栓受過高溫度影響使軸力減少,又加了水套設備,確保大梁所受溫度在安全范圍內,解決了企業急需。

回院后又開展高強螺栓高溫試驗,為規范提供理論和試驗數據,經過一年多試驗和統計,進行了30多組試件不同溫度和軸力的高溫爐中試驗得到如下結論:高強螺栓連接的環境溫度為100~150°C時其承載力應降低10%。被《鋼結構高強螺栓連接技術規程》(JGJ82-2-11)采納。

意大利BASIS鋼結構建筑體系的引進和研究是我在1986年完成的另一成果。意大利鋼鐵公司為打進中國市場,邀請我院去意大利訪問并贈送一座鋼結構小樓(工人三口住房)從意大利集裝箱運來北京,這是一種低層鋼結構住宅建筑體系,在我院內建造一棟二層鋼結構住宅樣板房。它采用熱軋H型鋼為梁柱、組合樓板、外墻為陶粒混凝土板、太陽能淋浴、冷熱空調、意大利家具設備齊全。采用CAD和CAM技術,從材料清單到制造加工圖全部由計算機完成,Basis體系所有構件均在工廠制作,運到工地現場安裝。施工現場沒有焊接作業。除樓板和基礎需現場澆筑外,其他沒有濕作業。安裝柱梁時采用同一直徑的螺栓連接。節點標準統一,提高了勞動生產率構配件及各種設備市場化采購。同年我院召開了該建筑體系的技術交流會并組織參觀樣板房,同行們認為這是建筑業發展方向,對推動住宅工業化很有啟發引導作用。但認為價格太貴(一座小樓20萬)因為當時中國經濟發展還處于剛起步階段,建筑工業化水平太低。同時我深深感到我們與國外發達還有差距。

上世紀80年代,我參與了武鋼一米七軋機工程、寶鋼一期建設工程,完成了18米鋼蜂窩梁在寶鋼工程中試驗應用。從寶鋼一期工程中學習了日本在鋼結構材料、設計和制作方面的經驗,為屋面壓型鋼板和扭剪型高強螺栓的消化引進及國產化打下了基礎。

1985年我任冶建院副院長,主管科研技術及推廣工作,那時我國的鋼產量還不多,的產業政策是限制用鋼,我參與編寫計委下發的限制用鋼的文件,直到1990年的產業政策改為大力推廣用鋼,鋼結構才有了用武之地。

1996年,我作為中國京冶公司總經理組織實施新加坡PSA倉庫鋼結構工程和新加坡國際會議展覽中心鋼結構工程等為我院和爭得榮譽。培養了一批年青的工程管理人才,也積累不少承包國外工程的經驗。

回憶過去,我是在冶建院各級領導培養和老專家幫助下成長起來的。冶建院是我國鋼結構專業人才集中、專業配套完整、科研成果豐富的研究院所。1955年11月院成立時僅有4個研究室,其中建筑結構研究室將鋼的新型結構作為重點研究內容,成立新的金屬在建筑結構上的應用和特種金屬結構研究專題組。經60多年的發展到目前全院直接從事鋼結構人數約400多人,不僅有結構專業,還配套有焊接、機械、防災抗震、檢驗測試中心、監理等專業機構和人員,形成全鋼結構科研、設計、施工管理整個產業鏈,為冶金工業發展和經濟發展做出重要貢獻。

據統計,冶建院共承擔、省部級重點科研項目840余項,積累了2820余項科研成果;獲授權專利1006件,其中發明專利337件;編制或行業標準規范414余項;獲科學技術獎勵101項,省部級科學技術獎勵465項。其中鋼結構主要成果:

《H型鋼產品開發與應用技術研究成果》《建筑鋼結構新型連接節點及體系的設計理論、關鍵技術與工程應用》《大跨度鋼結構防火防腐關鍵技術與工程應用》等獲科學技術進步獎二等獎。

主編和參編一大批和行業規范標準:如鋼結構工程質量驗收規范(GB50205-2001)、鋼結構焊接規范(GB50661-2011)、鋼結構高強度螺栓連接技術規程(JGJ82-2011)、壓型金屬板工程應用技術規范(GB896-2013)等為主編單位。

承擔了幾十項以鋼結構為主體的大中型工業和民用建筑設計項目,設計了4座大型會展中心、43座機場航站樓,9座體育場館的鋼結構建筑。

建成一大批以鋼結構為主的公共建筑和工業廠房,如新加坡圣陶沙環球影城鋼結構工程、上海迪士尼主題樂園探險島片區施工總承包工程。并積極參與2008年北京奧運會體育場館建設,在汶川的安縣建造抗震臨時安置房,組織院內外鋼結構行業專家積極推動我國鋼結構行業的發展。

現在:

我國是世界鋼結構大國,在某些領域達到水平,但就整體水平還不是世界強國。可貴的是我們在鋼結構工程實踐中培養了一大批的設計師、創新的企業家、能干的項目經理、精益求精的工匠……這是中國鋼結構發展的支柱和希望。

1997年中國鋼產量達1億噸,1998年投產的軋制H型鋼系列產品給鋼結構創造了良好的物質基礎。經過十幾年的發展,鋼結構行業繁花似錦、春意盎然,呈現出***************興旺景象。

2017年中國粗鋼產量達到8.31億噸,其中鋼結構加工制造產量6400萬噸,中國鋼產量目前是世界,但品種少,高強鋼、特種鋼等研發還不夠,軍艦、坦克、飛船等高端鋼材還依賴進口,還沒有成為鋼結構強國。

鋼結構依其自重輕、基礎造價低、適用于軟弱地基、安裝容易、施工快、周期短、投資回收快、污染環境少、抗震性能好等綜合優勢而受到主管部門的重視、廣大業主的認同。促進了建筑和橋梁等行業鋼結構的發展。

看著鋼結構行業高速發展大好形勢,我雖然從領導崗位上退下來,但行業發展過程中還有許多工作要做,充分發揮中國鋼結構協會平臺為行業服務。2002年我擔任協會專家委員會主任,全身心地投入專家委員會工作。我發現協會很多專家有豐富實踐的經驗、有強的專業和管理的能力、身體也健康,而當時不少企業缺乏專業人才,現場有不少難題要解決,標準不配套急需編寫完善,這就需要各方面的專家,我就積極組織開展專家委員會工作。

1、為政府有關部門,為鋼結構設計、制作、安裝企業,組織專家開展大量技術咨詢服務工作;

2、為中國鋼鐵工業協會、寶鋼等進行全國用鋼調查并編寫報告;

3、參與國內重大鋼結構工程(如2008年奧運會場館等)評標、設計和施工技術方案審查、科技成果鑒定、參與和編制技術標準規范規程工作。

其中有意義的工作是受中國鋼結構協會和北京市“2008”工程建設指揮部辦公室委托組織與參與2008年北京奧運場館的工程建設中技術咨詢和服務,組織參加2008年奧運工程質量中期技術評估15個場館工作,組織編寫《2008奧運工程鋼結構創新技術及成果集成》上、中、下冊,共2000頁100萬字。部分專家還受到胡錦濤主席的接見。

為企業做好鋼結構制作廠發展規劃,我與專家們共同編寫、審查:首鋼鋼構廠、攀鋼眉州鋼構廠、馬鋼鋼構廠、唐山二十二冶金建設公司曹妃甸鋼結構公司基地、防城港中一重工有限公司生產基地、新疆光正鋼構廠、中建靖江鋼構廠、上海寶冶鄭州鋼構廠等企業的規劃。得到企業的好評。

本人在此期間400多次參與國內重大鋼結構工程評標、設計和施工技術方案審查、科技成果鑒定、參與和編制技術標準規范規程、工程質量事故處理等工作,擔任重大工程技術專家和企業顧問,如擔任舞陽鋼廠專家技術委員會委員、大劇院鋼結構技術顧問、北京市人民政府“2008”工程指揮部專家、中央電視臺新臺址主樓工程監理顧問等。

30多年中我還參編或主編下列箸作:《高強度螺栓連接》《鋼結構施工安裝手冊》《建筑鋼材手冊》《寶鋼建筑用彩涂鋼板應用手冊》《鋼結構制造技術規程》《冷成型矩形鋼管結構技術規程》《鋼結構施工》《建筑用彩涂鋼板應用手冊》等著作。

在我擔任專家委員會主任工作期間,專家委員會專家從50多名發展到200多名,每兩年召開一次專家工作會議,編制10多本標準規范,為推動鋼結構技術進步和行業發展做了大量工作,受到政府和企業的歡迎和贊揚。我深深體會到作為專家主要任務是為企業服務。說話辦事、寫會議紀要、編寫標準等,要實事求是,公平合理,深入現場,調查研究,本人要努力學習新知識、新經驗,不斷提高自己專業和管理水平。

有一件事記憶深刻,某體育中心請我和專家去體育場鋼結構質量評定,事前業主反映桁架主拱節點處油漆剝落,焊接處有裂縫,影響結構安全等問題。由于體育場結構節點在30多米處,在下面看不清楚,我爬到屋頂上細心觀察,節點處裂縫僅是表面收縮微細裂縫,經氣刨后也確定裂縫僅在表面,經修補后再補漆即可。專家們到會議室再仔細討論后完成了會議紀要,給出了結構安全的建議,業主很滿意,節省了大量加固維修費用,也打消了沉重的思想顧慮。

在工作中我參加一些安全事故處理,對安全有了較深刻的認識。改革開放以來,我國鋼結構行業得到迅速發展,但在建設過程中也出現了一些令人心痛的鋼結構工程安全事故,造成人員傷亡和經濟損失。值得我們深思和克服。由于鋼結構本身存在低溫脆性斷裂,容易失穩,耐火性能和耐銹蝕性差的問題。從事故不完全統計,由于設計原因占31%,施工原因占49%,業主管理原因占20%。事故的外部原因有:工期太短,違反了建筑工程的施工客觀規律;造價不合理,工程費用太低,為安全施工留下很大的隱患;政府和監理單位監管力度不夠。其事故的內部原因:設計、施工、監理企業領導對工程質量和安全重視不夠,在質量安全和施工進度或成本發生矛盾時往往對質量安全管理和措施沒有放在重要地位;管理不夠嚴格,質量、安全措施沒有到位,有些管理僅停留在紙上、在墻上;對質量、安全培訓和教育沒有落實到每個崗位和每個工人。

所以在培圳講課時,在施工現場、在討論施工安裝方案時、在評定科技成果時我總要提醒安全問題,要檢查安全措施到位沒有。

未來:

鋼結構未來發展的預測,對一位鋼結構人來講是很興奮的事。

中國必將是世界上鋼結構的大國,也是世界鋼結構強國。

每一項鋼結構工程、每一項鋼結構產品均是精品、藝術品,經得住時間和歷史的考驗,將成為中國鋼結構人的驕傲,為世人所贊美;要把中國和世界上的科學技術運用于鋼結構設計、制造和施工管理上,安全可靠,經濟合理;要把目前存在的管理混亂,設計缺乏創新、制造粗糙、施工粗放現狀逐步消除,永遠不再存在。

偉大的目標可能要過10年、20年或者更長時間才能實現,在我有生之年可能看不到這美好的時光到來,但我堅信有中國共產黨的領導和一代又一代鋼結構行業的同仁共同努力,中國鋼結構強國的目標一定能實現。

陳祿如 (《鋼結構》期刊編委會主任)

轉自《鋼構之窗http://www.steelwin.com,如有侵權請聯系刪除。

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