建筑钢结构提升热轧型钢的使用占比的思考

赵洋　赵丹　王市均　赵一臣

关键词：建筑钢结构 热轧型钢 使用占比

0.前言

建筑工业化是符合人类高质量科学发展的重要举措。《产业结构调整指导目录（2024 年本）》的发布，充分表明了只有符合绿色、低碳、智能等高质量发展方向的制造业领域，有利于促进形成强大国内市场的领域，有助于满足人民对美好生活需要的服务业短板领域等。均受到鼓励且发展潜力较大的行业产业。对比全球发达国家地区热轧型钢用于建筑钢结构领域成功案例，国内用热轧型钢替代冷弯焊接型钢加工制作建筑钢结构，市场空间潜力巨大。

1.建筑钢结构热轧型钢的份额现状

2022年，中国钢铁消费量9.65 亿吨，其中建筑钢材使用量占53%，形成每年5 亿吨的建筑用钢的市场蛋糕。

2.建筑钢结构的标准概况

党的二十大强调，要“坚持把经济的着力点放在实体经济上”，“推进工业、建筑、交通等领域清洁、低碳转型”。建筑业是重要的实体经济，为经济社会发展提供重要支撑。2022 年，建筑业总产值31.2 亿元，增加值达到8.3 万亿元，占国内生产总值的比重达6.9%，吸纳就业超过5000 多万人；对外承包工程完成营业额1549.9 亿美元，按2012 年增比32.9%，“中国建造”品牌已享誉全球。下面针对装配式钢结构建筑国家标准技术支撑予以简要分析。

2.2 关于JGJ《钢结构住宅评价标准》专家组审议予评价

项目：迁西县东湖湾四期钢结构住宅项目/广西防城港津西美墅馆钢结构住宅项目

津西JST 装配式钢结构建筑技术体系，符合国家建筑工业化和绿色建筑发展需求，取得以下创新成果：

（1）基于热轧H 型钢绿色低碳等特性，研发了津西JST 装配式钢结构建筑成套技术，涵盖建筑设计、结构选型、节点构造、材料选用和施工建造等设计施工全过程。

（2）针对项目特点、所处区域及气候条件，提出了装配式钢结构建筑围护系统应用ALC 板的多种解决方案，满足外围护系统保温、热、隔、防火和防渗等性能要求，施工快捷。

（3）基于DFMA 的理论和方法，建立了面向制造和装配的建筑设计方法，提出津西JST 装配式钢结构建筑设计指南，制定了装配式钢结构建筑DFMA 检查表，为建筑设计、施工建造、运营维护提供依据。

该技术体系成果获得专利授权11 项，发表论文18 篇，在江苏泰州“南韵家园”、江苏东台“宁熙悦府”、广西防城港“津西美墅馆”和河北迁西“东湖湾”等项目得到应用，取得了良好的社会、经济和环境效益，具有推广应用价值。

2.3 住建部“1-3”标准化设计和生产体系

为贯彻住建部9 部门印发的《关于加快以新型建筑工业发展的若干意见》要求，对标准化理念，贯穿于新型建筑工业化项目的设计、生产、施工、装修、运维全过程，住建部标定司着力打造“1.3”标准化设计和生产体系。

2.3.1 一本标准

行标《装配式住宅设计选型标准》，旨在引领设计单位实施标准化集成设计，重点解决装配式建筑标准化设计与标准化构件和部品部件应用的衔接问题，为设计人员提供强有力技术指导，推广“少规格、多组合”的设计方法。

2.3.2 三本指南

《钢结构住宅主要构件尺寸指南》、《装配式凝混凝土结构住宅主要构件尺寸指南》、《住宅装配化装修主要部品部件的标准化尺寸指南》，明确了主要部品部件的标准化尺寸，用于指导生产单位开展标准化批量生产，从而逐步降低生产成本，推进新型建筑工业化可持续发展，凸显“安全"、“工业化"、“标准化”面向对量产标准化设计思维的DFMA 一体化。

国家政策持续发力全面支持鼓励高质量科学发展走工业化建筑之路，在低碳、绿色“好房子”理念的指导下，热轧型材替代冷弯、焊接型钢在钢结构中的应用，完全具备了天时、地利与人和的大环境。

3.建筑钢结构提升热轧型钢使用路径分析在建筑钢结构探讨提升热轧型钢使用占比，无外乎一是在钢结构传统制作转变冷弯与钢板拼焊直接用热轧型钢替代（主要考虑在安全的前提下，尽可能满足单件的宽厚比和高宽比，从而合理控制用钢量）；二是从建筑方式上着手，加大装配式钢结构建筑在装配式建筑中的比例。

3.1 精细梳理，切分好每年5 亿吨建筑用钢市场蛋糕

坚持“将战略转变为任务，将任务转变为项目”，先从“三清单”入手，选好路径、找到入口。细分清单，将建筑领域所有细分市场的现状逐项摸清，最大限度展示建筑用钢市场的全貌，完成好第一张“普查”清单；分析研判变化中寻找机会，找出未来有增长潜力的细分领域，完成增长清单摸底；在具有增长潜力、需要行业协调联动的领域设计专题。

3.2 对接产业，使上游使钢材贴近终端需求

企业竞争已不局限于单一的产品间竞争。本质上，是其所在产业集群与另外一个产业集群的竞争。广大经营主体要善于洞察产业新趋势，积极把握产业发展规律，努力在全球价值链分工中赢得主动。

3.2.1 做足项目调研功课

钢厂经营与品种研发人员，深入装配式钢结构建筑项目调研工作，掌握好第一手材料，不同类型建筑设计施工中，归纳出常规使用的热轧型钢型号与材质在梁、柱不同部位制作钢结构“明细表”（见表1），作为钢厂开发建筑结构用钢的第一步；统计不同类型建筑项目，分类归纳出主流冷弯、焊接钢结构构件能否热轧生产实现热轧规格对其替代（见表2）。

3.3 关注课题专项，探讨热轧型钢构件标准化产品开发及其配套应用

3.3.1“十四五”国家重大研发项目

“5.3 高效能标准化钢结构体系与应用关键技术”系科技部下达的，该课题当下由中国建筑标准研究院有限公司牵头，马钢、中国钢结构协会等单位参与。围绕热轧型钢构件化研发，推进设计标准化，构件生产工厂化大批量制作，依托模数化手段，开发生产钢结构构件专用建筑截面规格产品。

3.3.2 超大规格H 型钢高性能热成形技术

中重科技（天津）股份获批承担“十四五”国家重点研发计划，“高性能制造技术与重大装备”重点专项的“超大规格H 型钢高性能热轧成形技术”项目担任牵头单位，中冶京诚、北科大、太原理工、鞍山紫竹、中铁工程设计咨询、东北大学、冶金信息标准研究院、马钢、燕山大学形成产学研用全产业链创新团队。

将实现世界最大规格异型坯连铸、世界最大规格HN1600*500 高性能热轧H 型钢工艺及装备、智能化控制、控轧控冷及产业化应用全产业链技术的突破，成为新的大国重器。推动制造技术向“材料-结构-功能”一体化的高性能设计制造转变，实现高性能制造技术和重大装备的自主可控。

热轧超大H 型钢具有抗弯模量大、钢结构强度高、制造成本低、绿色可回收、易组装施工等优势。广泛应用于先进轨道交通、钢结构桥梁、亿吨级港口、钢结构建筑、海上平台等面向经济主战场和国家重大需求的新型基础设施建设，为国家重大工程提供重要支撑。

国家标准化管理委员会发【2023】63 号下达项目计划，2023 2344-T-605 GB/T11263《热轧H 型钢和剖分T 型钢》，结合设计需求，针对超大腹板高度的H 型钢（H 值不低于1200mm）应重点考虑该类型热轧H 型钢在桥梁组合结构等领域的应用，建议扩展后的超大规格H 型钢的型号扩增至1700mm*550，型号高度和型号宽度均按50mm 进档。同时，也侧重了《钢结构住宅主要构件尺寸指南》所列举框架梁常用热轧H 型钢、非框架梁常用热轧H 型钢、柱常用热轧H 型钢截面尺寸规格补缺（框架梁用：H300*150*8*12、H350*150*6*11、H350*150*6*19、H350*150*10*19、H400*200*8*13、H400*200*10*21；非框架梁H250*125*6*9、H250*150*6*9、H300*150*6*9、H350*150*6*11、H350*150*6*19、H350*175*7*19、H400*200*8*13、H400*200*8*21；柱用：H200*200*8*12、H250*250*9*14、H300*300*8*15、H300*300*10*15、H350*350*12*19）。

3.3.3 中冶“181 计划”的介绍

2023 年12 月22 日，中冶建研总院牵头承担的中国中冶“18 计划"重大研发项目"热轧型钢构件标准化产品开发及其配套应用技术研究"工作启动大会召开。国家钢结构工程技术研究中心装配式标准化建筑研究院联手津西集团型钢产线对接落地课题，紧紧围绕“热轧型钢及配套设计关键技术研究”、“热轧型钢及配套轧制关键技术研究”、“热轧型钢及配套施工关键技术研究”、“热轧型钢及配套智能建造关键技术研究”、“热轧型钢及配套低碳技术研究”。

4．结论

提升热轧型钢在建筑钢结构加工制造使用占比是项综合性系统工程。首先从设计层面彻底转变以拼焊为主转向热轧，包括常用设计软件热轧型钢开发与YJK/PKPM 系统植入与融合；同时研发出钢框架以热轧型钢为主材的配套结构体系。其次是解决建筑用热轧型钢满足构件性能（宽厚比、高厚比）材料供应瓶颈问题，攻破现有轧机轧制力不够、辊环小导致大尺寸H 规格生产不了的问题（中重科技一米七产品智能轧机开发）。沿着绿色零碳工厂高质量科学发展之路，捕捉碳足迹，开拓境外市场。做好本土项目，融入“好住、好料、好省、好看、好值”五好标准，终会迎来热轧型钢的钢结构之春天！

作者简介：

赵洋，男，本科，津西集团销售公司侧重型钢产品推广。