世界钢结构行业发展状况

世界钢结构行业发展状况

国外钢结构行业发展现状

二战期间因高施工速度的需要，轻钢房屋得到快速发展；40年代出现了门式刚架结构；50年代，出现工业化程度较高的钢结构住宅，形成了工厂化的钢结构住宅建筑体系并延续至今；60年代住宅建筑工业化高潮遍及欧洲并发展到美、加、日等发达国家，彩色压型板及冷弯薄壁檩条组成的轻质围护体系开始大量应用。轻钢结构是发达国家目前主要的建筑结构形式。

国外钢结构业迅速发展的主要原因：

第一、钢铁工业提供了丰富的建筑用钢物资基础。

第二、钢结构具有安装容易、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染小等优势。

第三、环保要求严格和资源充分利用，促使业主、建筑师和结构工程师选择钢结构。

第四、成熟配套技术和产品推动了钢结构业发展。

发达国家先进的钢铁工业，使钢铁材料品种和质量可充分满足钢结构需求，充裕的钢材资源提供了物资保障，钢铁新材料的不断开发推动了钢结构的技术进步，造就了钢结构业的普及，推动现代建筑业发展。近年国外建筑用钢量约占钢材总消耗量的30％，并仍呈明显上升趋势。

国外钢结构的主要用途

近几年来各地正在开发钢结构住宅，集成创新一种既抗震又节能的绿色建筑。钢结构绿色节能住宅建筑体系研究与应用，逐渐成为国家重点研究课题。从发达国家来看，钢结构建筑已成为主流。其中，高层钢结构已经有110年的发展历史。在欧美国家，钢结构住宅建筑已占到全部建筑总量的65%左右，在日本占到了50%左右。目前，美国、日本、英国等国家正积极推动预制装配化钢结构中低层住宅。

不同国家钢结构行业发展状况

美国金属建筑的主要市场分布：工业（生产用厂房、仓库及辅助设施等）、商业（商场、旅馆、展览馆、医院、办公大楼等）、社区（私有及公有社区活动中心及建筑如学校、体育馆、图书馆、教堂等）、综合等方面，分别占到46%、31%、14%和9%的份额。

在美国，低层建筑中采用钢结构还是很普遍的。美国钢结构学会和金属房屋制造协会（AISC 和MBMA）联合编制了低层建筑的设计指南。所谓低层建筑是指层高低于18m，层数不超过5层的工业厂房、仓库、办公室及其他的办公和社区建筑等，其中两层以下的非居住用楼房建筑占70%。

图表 1 三大厂商占美国建筑钢结构市场51%份额（销售额比重）

资料来源：金安明邦调研中心从美国市场的发展历史看，钢构行业经历了从分散到集中的过程，集中度不断提高。经过多次收购和重组，目前近半数的MBMA（美国金属建筑制造商协会）会员属于NCI，Nucor，BlueScope这3大厂商集团。

二、英国

钢铁建筑行业每年有35亿英镑的价值（约等于英国建筑活动的5%）, 雇用大约4.2万人,用钢120万吨年。尤其是多层楼房, 建筑速度是选择钢材的第一原因, 第二个原因就是‘最低的整体成本’。钢材占了整个市场的70%, 使用最多的是多层工业房屋（92%）以及非家用单层房屋（90%）。英国95%的建筑用钢材被回收, 10%重复使用,85%回收利用。

20世纪80年代前，日本只生产200mm×200mm以下的方矩形管及少量的开口冷弯型钢，日本钢结构住宅中立柱均采用H型钢。1984年日本仙台地震后，通过对仙台地震中遇到破坏活动钢结构住宅的研究，发现立柱和横梁之间的焊接缝开裂，原因是受H型钢外形特点的限制，用H型钢和H型钢对焊，焊缝太少。因此，日本通过修改建筑法，规定日本的钢结构住宅立柱必须采用方矩形管，以增大焊缝的长度，从而提高住宅的抗震性。之后，冷弯型钢在日本钢结构制造业大量应用，2002年，日本钢结构用冷弯型钢、圆管总量达到200万吨。目前市场需求量最大的钢管为200mm×200mm ，400mm×400mm；这些规格的冷弯方矩管占日本钢结构用方、矩形管总量的80%以上，而其它规格产品的市场占有率不足10%。

图表 2 日本20世纪90年代的建筑结构形式构成

资料来源：金安明邦调研中心现在日本一些钢厂研制开发的建筑用新型钢材大致有几种：

一是sn钢。它是建筑钢结构用钢新开发的钢种，其优点是：能确保塑料变形能力；确保焊接性；确保板厚方向性能；确保公称截面尺寸；可根据不同部位选用不同钢种，其性能和钢种区分：屈服点的上限，屈服比的上限，厚度方向拉深值的下限值，（夏氏）冲击值下限值，碳当量（ceq）焊接裂缝灵敏度组成（pcm）的上限值的制定，严格规定负公差精度。目前，sn钢在大型建筑中的应用不断增加，发展前景看好。但一些中小建筑，采用sssm材料的较多。

二是tmcp钢。通常的jis标准钢板，当厚度超过40mm时，会影响其屈服强度，但运用tmcp钢（热加工控制工艺轧制），不增加ceq就能使钢材（厚板、h型钢）具有良好的焊接性。在日本，这种钢材已被广泛应用于高层建筑，其中400x400mm，500x500mm的超厚h型钢作为柱子，在高层建筑的应用已相当普遍。

三是超低屈服点钢。这种钢材一般使用于比柱、梁等构件屈服点低的减震构件。当地震发生时，首先使其屈服，靠反复荷载滞后，吸收地震产生的能量，与利用其粘性体等的其它减震材料相比，具有成本低、可靠性强和耐久性等优点，因而在日本已广泛推广应用。

四是轻型焊接h型钢。在日本，轻型h型钢几乎都用于钢结构工业化住宅，每年超过100万户的新住宅中，约有近15％采用工业化建筑，就是在工厂流水线上生产住宅。工业化住宅制造厂家为提高生产效率，对生产设备的自动化及材料精度不断提出新的要求，而轻型h型钢比轧制的h型钢精度高，最适合于建筑工业化住宅。现在日本住友金属工业株式会社每年生产h型钢10万吨以上，占日本工业化住宅用钢的80％市场份额，是目前世界上生产轻型h型钢最多的国家之一。

四、加拿大

在加拿大，钢结构住宅有一套统一的技术标准。用什么钢，什么样的楼板，采用什么技术，甚至连房屋式样都有几十种可供挑选。在这方面，他们有着完整的设计规划，在建造住宅时，就有现成的模式参考，十分方便。

在加拿大的多伦多, 3%的新住宅是用钢框架建成的。多伦多的新建住宅之所以选择钢材, 是因为钢材能够为建筑商和业主提供建筑质量和速度。另外, 钢材对室内空气质量没有影响, 因为它不排放出有害气体, 也不发霉。室内空气质量己成为业主的一个重要问题, 因为它与住户的身体健康有关系。

为了推广轻型钢框架住宅进行了研究和开发一系列配套新产品①轻型钢框架墙壁和地板的耐火性能②轻型钢框架墙壁和地板的声学性能③轻型钢框架地板系统的动态表现（振动）④轻型钢框架墙壁系统的保暖性能⑤镀锌和GalvalumeTM轻型钢框架的耐用性⑥轻型钢框架系统的结构优化与建筑规范的制定。

第四节国外钢结构行业的主要特点

在发达国家，建筑用钢量已经超过了钢材总消费量的30%，美国和日本超过了50%，而

我国建筑用钢量仅占总消费量的20-25%。国外发达国家建筑钢结构用钢量一般占其钢材产量的10%，而我国真正的钢结构的用钢量仅为钢材总消费量的1.5%这说明市场的潜力是巨大的，发展钢结构也是符合国家可持续发展，环境保护需要的。

2008年下半年以来，全球范围内钢结构项目投资明显减少，特别是一些大型投资项目将停建或缓建。国际工程承包商总体采购量明显下降。有些企业家反映，随着金融危机的延续，企业感到影响开始加大，北美和欧洲的市场开始下滑，很多项目基本停滞。亚洲的日、韩两国为保证他们的国内需求，减少工程外包，市场缩水十分明显。中东市场(迪拜)的项目也受到较大影响。有的企业驻中东、欧洲和南美的子公司基本停止业务活动，国外钢结构项目的信息量明显不足。一些原未计划在中国采购的国外客户，由于金融危机影响，出于成本考虑转移到中国采购，但这些项目鱼龙混杂，项目风险较大。

第五节世界钢结构行业发展预测

无疑，由于全球建筑业的快速发展，钢结构的运用将越来越多，其产业的发展也将表现出快速的增长。许多国家,如美国、日本、英国、澳大利亚等,正积极推动预制装配化钢结构中低层住宅,在日本称为工业化钢结构住宅。美国最早采用钢框架结构建住宅,仅在十年前就有20 万幢钢框架小型住宅,约占住宅建筑总数的20 %。日本的钢结构建筑数量最多,其新建的1～4 层建筑,大都采用了钢结构。随着人们生活水平的不断提高和全球经济的进一步发展，钢结构建筑无疑具有广阔的发展前景。

国外钢结构发达国家钢结构行业技术发展分析

国外钢结构厂家无论在设计理念、新产品开发、钢材品种质量、制作安装设备及计算机应用、科学管理等方面，具有整体优势。以巴特勒为例，成立于1901年的美国巴特勒制造公司，是当今世界一流的非住宅类预制式轻型钢结构建筑设计者和生产者，其设计及制造资源遍及全球。目前，全世界员工总数逾5,000名。1939年，巴特勒公司在世界上首次提出了预制式轻钢建筑的设计概念。并在其后的几十年中，巴特勒公司一直引导该工业发展的潮流。为全球提供整套预制建筑系统，包括主结构，牢靠的360度双锁卷边立缝咬合MR-24屋面系统及各种美观实用的墙面系统。巴特勒公司也是最早将门式刚架的设计概念引入预制钢建筑行业。预制式钢结构建筑主要包括结构以及围护系统。巴特勒以系统建筑闻名于世。巴特勒的钢结构、墙面系统、屋面系统及其它各种组件，通过专业设计互相完美契合，组成

一个完整的建筑系统，加之以精确的生产制造，通过承建商的安装，成为高质量的预制钢结构建筑。

时下，面对激烈竞争的全球钢结构市场，国外的一些钢结构制造业在采用先进钢结构制作工艺技术的同时，在钢结构用材上加大研发力度，不断开发新型材料及其应用技术。比如日本在耐震设计法中，要求通过塑性变形，吸收地震产生的能量。要求梁材所用的钢材的屈服强度具有一定的稳定性。为了提高钢结构件的强度，对钢材的磷、硫等杂质进行控制，保证其较高的韧性。此外，还要求具有防火、耐腐蚀等多种性能，因而开发出耐火钢、耐候钢、低屈服点钢、高强度钢等等。如在日本近年建筑钢结构用新型钢材就有SN钢、TMCP钢、超低屈服点钢、轻型焊接H型钢等，并被大量推广应用。比如TMCP钢，运用热加工控制工艺，不断增加Ceq，使钢材具有良好的焊接性。目前这种钢材广泛用于高层建筑，其400mm×400mm，500mm×500mm的超厚H型钢作为柱子广泛用于高层建筑钢结构件。

日本JFE公司开发的部分建筑用钢新产品：

1、超厚H型钢，翼缘厚度可达100～120mm；

2、复合不锈钢板，SS400或SM400基材复合SUS304；

3、低屈强比高强钢，600MPa级甚至800MPa级高强度钢，屈强比小于0．8；

4、桥梁用材，800MPa级高强度钢得到广泛应用，低预热型800MPa级高强钢可做到预热温度低于50℃；

5、新型彩涂板，如：高耐蚀性（用于室外装置）、高加工性（成形性好，用于建筑屋顶材料）以及内装修用的“SkeletonColour”彩板（色彩感、耐锈蚀和化学腐蚀、润滑性都大大提高）。

中外钢结构行业制造技术对比分析

轻钢结构建筑的主要材料是钢结构框架辅以彩色金属压型钢板，由于其框架结构以门式刚架为主，因此，其建筑表现是以门式刚架为基础进行衍化。从总体上说，轻钢结构建筑以简捷明快的特点得到社会各界认可。按目前的情况分析，国内外企业所承建的建筑在建筑表现上其差距主要有以下三个方面：

（一）建筑设计理念上的差距

从本质上讲，轻钢结构的建筑设计仍然执行现行的各种建筑规范，与混凝土建筑没有本质的区别。但其建筑理念由于使用材料的特殊性，确有与混凝土不同的地方，进而使其建筑

表现出多种差别。

1、建筑结构设计一体化

混凝土建筑的设计都是按着先建筑设计后结构设计的理念进行设计，而轻钢结构建筑由于其特殊的材料和先进的设计软件，得以使设计程序实现建筑结构一体化设计，即建筑设计完成与结构设计同时完成。目前，国外轻钢结构企业都是遵循这样一条理念，而国内的大多数企业仍执行混凝土建设设计的原则。建筑设计按混凝土建筑的设计方式进行设计，在结构设计的时候一方面很难完整地表现其建筑风格，另一方面也破坏了轻钢结构建筑特有的建筑特色。比如，轻钢结构可以实现大跨度，而混凝土结构很难实现。由于建筑设计工程师不了解这一情况，因此，其设计的建筑可能都是小跨度的建筑，这就有可能失去建设具有恢弘气势的大跨度建筑的机会。这主要由于目前国内众多设计院没有先进的设计软件的原因造成的。今后随着各种先进的钢结构设计软件的普及，这一问题会得到圆满的解决。

2、围护系统与主体结构设计一体化

在这方面我国企业的基本做法是，主体结构的设计、维护系统的设计分开来进行，而国外普遍的做法是统一进行设计，甚至有些企业仍然执行建筑模数制以保证建筑整体安装的精确度。比如，在两个立柱之间安装内墙板，按前者的做法，内墙板从左柱开始排板是高肋，到右柱都是高肋。实际上这表明按前者的做法不能保证安装的精确度，而后者能保证安装的精确度。

3、配件系统与整体建筑系统设计一体化

国外企业设计的建筑在安装时，基本保证安装结束的时候，地面上没有多余的配件，建筑上也没有缺少的配件。而国内多数企业的情况却是或者少配件，或者多配件。这是因为配件系统的设计与整个建筑系统的设计不统一的结果。而建筑表现也因此受到影响。当然，这里也有一个配件标准化的问题。

（二）建筑表现形式的差距

轻钢结构建筑的建筑表现主要有以下四个方面的特征，即规模、线条、色彩和变化。在这四个方面，我们都不同程度的存在差距。

1、建筑规模：国外企业设计的轻钢结构建筑在建筑规模的表现上，表现得相当出色，特别是一脊双玻或带女儿墙的大跨度轻钢结构建筑，具有恢弘的建筑气势。这种用建筑规模表现建筑风格的作品，出自国内企业之手的，目前还不多见。

2、金属压型钢板的线条：线条是表现轻钢结构建筑的风格最独特的特征，这种匀称的线条，或横或纵，使得轻钢结构建筑富有流畅的金属质感，与传统的混凝土建筑相比较形成

极大的反差,体现了强烈的现代工业的气息。但国内企业建筑往往在不经意间破坏了这种线条，而使得建筑物整体形象呆板、呆滞。

墙面采光窗的不合理设置，是破坏这种线条的主要原因。如前所述,国内设计多是采用先建筑设计结构设计的方式。建筑设计时，为了考虑建筑采光,在墙面设置了大量的采光窗。这种采光窗虽然满足了采光的需要，但在建筑上却破坏了墙面的线条造型。其实，轻钢结构建筑,由于可以大量使用屋面采光板采光，从而减少墙面开窗的数量，这样就可以非常有效地既保证建筑采光又不破坏墙板的线条。

另外，墙板的线条在板型方面，我们也有差距，这也是影响线条造型的又一个重要因素。

3、建筑色彩：多种色彩的金属压型钢板使得轻钢结构建筑表现得丰富多彩，特别是大胆使用跳跃性色彩和冷色调，可以给人一种明显区别于传统建筑的耳目一新的感觉。色彩的表现包括两个部分，一部分是屋面、墙面板的色彩表现，另一部分是收边泛水等饰件的色彩表现。国内企业多选择白色、兰色、红色，很少选择褐色黑色、以及多种色彩组合。这既有社会群体审美意识的趋向问题，也有国内自己生产的板材色彩单调的问题，还有设计工程师建筑审美问题，更有业主主观武断的问题。

4、建筑变化：国外企业设计的规模较小的建筑在追求建筑风格方面，多借鉴小规模混凝土建筑的建筑风格，包括混凝土建筑的装修装饰表现方法。虽然规模小，但多富变化，使得小规模建筑表现出灵动的建筑风格。而国内企业，基本是方形建筑，确实缺少变化。

（三）建筑装饰表现的差距

轻钢结构建筑由于使用材料的原因，其装饰效果远比混凝土建筑丰富，这也是轻钢结构建筑更具表现力的主要原因之一轻钢结构建筑的装饰物一般具有双重功能的特点，既有使用功能，又有装饰功能。比如外天沟，它既是天沟有组织排水的功能，又是建筑屋檐重要的装饰物。其他如雨蓬、落水管、收边、泛水等，都是如此。

1、外天沟：国外的外天沟由于装饰功能的要求都设计有多种形式，而国内设计的基本就是一种直角形。

2、山墙檐口收边：因檐口收边必须与天沟一致，所以情况与外天沟相同。

3、落水管（含落水斗）：国外企业设计的落水管都是用较薄的彩板压型而成，表面有2－5毫米高的肋，断面呈方椭圆形，这种肋条既提高落水管的强度，又起到装饰效果的作用。多种色彩选择的细小肋条与墙板比相映成趣，尤其是雨蓬处的两个转弯的落水管优美的弧形变化，堪称轻钢结构建筑一道亮丽的风景线。而国内的落水管多数是PVC落水管，也有一部分采用方形彩板落水管，装饰效果不强。

4、门窗洞口收边：这是表现轻钢结构建筑装饰效果非常重要的因素，也是建筑表现差距较大内容之一。许多国内企业已经看到这一问题存在,正在不断地改进。这种差距表现在两个方面，一是加工工艺方面,一是收边造型方面。加工工艺方面，国外企业在收边的外侧，都做约5毫米的130度回转卷边,既提高收边的强度，使得收边安装后平挺,又使收边外侧彩板断口得以掩饰。而国内企业基本没有这道工序，所以，收边安装后既不平挺（收边起波浪）,也不美观。在收边造型方面，国外各大企业都有各具特色的漂亮的收边造型，比如ABC（上海美建）、（巴特勒） METALLIC（马泰力克）、ZAMIL（科威特匝米尔）等，都有与别人不同的美观的收边造型，而国内企业基本是一种简单的槽形边,显得很单调。当然，收边的选择也有色彩的问题。

5、门窗：门窗既有重要的功能，也是重要装饰物。国外企业门窗是统一设计、标准样式、专业配套因此，门窗与整体建筑是统一的，不会出现因安装门窗而破坏建筑收边、结构的情况。而我们的情况却存在大量问题。门的问题：目前轻钢结构建筑门的方式主要有卷帘门、推拉门和平开门。国内企业门都是由门的制造商提供，由于没有统一设计、标准样式和专业配套，所以，往往在安装门的过程中，较大地破坏原建筑门洞口收边或结构，损坏整体建筑效果。窗的问题：目前国内设计的窗多为推拉窗。在窗的方面有三个问题：一个是窗过大破坏了墙面的线条：

二是过高的窗往往有中间横梁，这一横梁也破坏了墙面整体纵向线条的完整性；

三是由于推拉窗两部分不在同一平面，其上下横梁和纵向立柱在视觉效果上宽窄不一，影响整体的美观性。而国外设计的窗，一是数量少（大量采用灯光或屋面采光），二是用固定窗（无上下横梁和纵向立柱的视觉影响，屋内设空调）和平转窗，使得整个建筑整体完美统一。

中国钢结构技术趋势预测

当前，我国钢结构（含轻钢结构）发展的形势很好，我国钢结构年产已超过1亿t，可以预言，21世纪将是钢结构快速发展时期，长期以来，由混凝土结构、砌体结构一统天下的格局将被打破，从事钢结构制造、施工企业前景宽阔，各建筑设计院也面临着新的机遇和挑战。但是，以下几点仍需各方加以重视。

1．应加大推广钢结构建筑的宣传力度

目前，钢结构行业的竞争非常激烈。这种竞争，不仅来自于各行业，、各企业之间，更

重要的还来自于钢结构和钢筋混凝土结构这两种建筑之间的竞争。日本等发达国家，钢结构建筑要占整个建筑的50%以上，而我国只占5%还不到。差距甚远。

对于钢结构与混凝土结构的造价问题，应有一个全面、综合的认识，不能笼统地认为钢结构造价比混凝土贵，从而排斥于比较方案之外，这一点对广大设计人员尤为重要。事实上一个高层建筑的工程总投资、包括工程造价、动迁费、征地费等方面，工程造价只占工程总投资的50%。而工程造价又包括结构造价、装饰费、设备费等，结构造价只占工程造价的30%左右。而结构造价又分上部结构和基础造价，上部结构造价仅占基础造价的50%～70%。而钢结构只是指工程的上部结构，在工程总投资中仅占10%还不到。因此，高层建筑采用钢结构与采用混凝土结构间的差价所占工程总投资的比例将更小，一般不到工程总投资的4%。如果再考虑到采用钢结构因其自重轻、基础造价低；因其强度高、可啬建筑有效使用面积；施工速度快及抗震性能好等诸多优点，那么钢结构的优势是不言而喻的。

2．推广应用住宅钢结构应提到重要位置

建筑钢结构虽然发展很快，但在住宅领域还是空白。全国每年要建数千万平方米的住宅建筑，但采用钢结构的几乎没有。当然这和我国传统思想、观念以及对钢结构的认识偏差有关。可喜的是，天津市政府已率先垂范，决定于今年启动轻型钢结构建筑，将建设10万m2的轻钢住宅，其示范效应将不可低估，希望各地有关职能部门及广大设计人员应有超前意识，作出响应，对轻钢住宅建筑的发展作出应有贡献。

3．应积极提高各钢结构制造、施工企业、设计院所等技术人员的业务水平

我国在较长的一段时间内，由于钢结构使用很少，各设计院所、建筑企业大多从事单一的混凝土结构工程的设计和施工。目前应大力加强和提高各级技术人员的钢结构业务水平。应充分发挥各高等院校、学术团体等举办钢结构技术讲座、规范培训班等。

4．发展钢结构要在政策上给予支持和倾斜

这种政策性的扶植应包括：在钢结构技术的发展上应将其纳入国家建筑技术发展规划并在科研项目、经费等方面予以重点支持；对于钢结构的住宅建筑，在土地征用、税收等方面予以优惠，以降低建设成本，使其更具市场竞争力；大力推广使用国产钢材以此和钢铁生产企业形成良性循环。