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钢结构是建筑业中科技含量的一部分,率先进入了工厂化、机械化、自动化、装配化、信息化、产业化,是建筑业转型升级的样板,对改造传统行业有着标杆的作用。
一、人类社会还处在铁器时代
人类社会发展史与生产工具的发展有着密切的联系,生产工具的变革,反映出生产力的进步和提高。随着生产力的提高,必然改变着落后的生产关系,推动社会进步。
人类进入铁器时代已有3000年以上的历史。尽管社会已发生多次工业革命,科学技术的发展,让人类进入了机械化、电气化、自动化、信息化、智能化的年月,但与生产工具密切相连的主要材料还是钢铁,我们依然处于铁器时代,钢铁在国民经济中的地位依旧处于最重要的材料地位,依旧是经济命脉。作为制造业,无论是低端、中端、高端,主要和钢铁打交道。制造各种机械设备的工作母机的工作部分,基本上是钢铁制造。
二、钢铁是最重要的战略物资
解放前我国只有几万吨钢,日本有百万吨。仗着这个战略资源,小小日本发动了对我泱泱大国的侵略。这是历史的经验教训,所以毛泽东等老一辈革命家在建国初期就牢牢抓重工业,抓钢粮煤棉。没有重工业,没有钢铁,就没有国防。钢铁业在美国,自第二次世界大战以来,长时期成为美国的支柱产业。钢铁适用于建筑、机械制造、筑路、建桥等等,作为美国经济核心工业的钢铁、汽车和建筑业一直是美国三大支柱产业。现代科技的发展,信息产业等已成为美国新的支柱产业,但以上传统的支柱产业依然占有一定的地位并继续发展着。
三、我国钢铁工业和钢结构的发展
我国虽不是最早开发钢铁业的国家,但在明代中期以前,在铁冶技术和钢铁产量及其应用上一直于世界,作出过特殊的贡献。新中国成立后,经过三年恢复和个五年计划,以优先发展重工业特别是钢铁工业为主,我国钢铁工业得到了巨大的发展。这期间我国有不少钢结构工程,主要是大型重型厂房。1955年成立重工业部黑色冶金设计院、西安冶金建筑工程学院、重工业部建筑科学研究院,为钢结构的发展奠定了基础。
旧中国很少有钢结构。在日本占领下的东北有不少重型钢结构厂房。作为西方冒险家乐园的上海有一些钢结构,如上世纪30年代前后的上海国际饭店(高83.8 米)、百老汇大厦(76.6米)、中国银行大楼(69米),还有外白渡桥。杭州有茅以升设计的钱江大桥。但这些钢结构大多由外国公司总包施工,钢材也来自于西方。因此,旧中国根本没有钢结构行业。
事物的发展有其内因和外因,而且内因是位的。资源、工艺、设备、技能;冶金科技的进步是钢铁生产力崛起的主导因素,是科学持续发展的基础。 1958年的“大跃进”和“全民大炼钢铁”运动,夸大了主观意志和主观努力的作用,违背了钢铁工业的发展规律,至1970年,我国钢产量均不到2000万吨。
钢铁不足,限制了钢结构的发展。在改革开放前的很长一段时期,基本建设采用了“限制用钢”“节约用钢”的国策,钢铁只能在大跨重型的特批重点工程和援外工程中才能采用一点,在钢筋混凝土结构和混合结构中也控制用钢量,甚至以竹筋代替。钢铁的奇缺,极大地阻碍了钢结构的发展,所以在改革开放前,我国也很少钢结构,还形成不了钢结构行业。
在实行改革开放以后,国民经济发展的需要和市场需求,吸收引进外国先进的科学技术和管理经验,我国钢铁工业得到高速发展。1996年我国钢产量10124 万吨,占世界75000万吨的13.5%,开始占据世界位,至今有17个年头。2012年的钢产量已达7亿吨,占比45.97%,我国已成为世界产钢大国。这是我国国民经济和社会发展取得的重大成就,也为我国钢结构的发展奠定了雄厚的物质基础。
正是改革开放,经济建设,钢铁工业生产了大量的钢材,满足了各行各业持续高速发展的需要,满足了形成和扩大社会生产力的基本建设的需要,建筑业得以蓬勃发展。钢铁有了,不再“限制用钢”“节约用钢”,而是“合理用钢”“优化用钢”。随着国外钢结构工程和技术的引进,以及国内对中小剧院、会堂的需求和我国学者对网架结构的开发研究,建筑钢结构逐渐兴起并发展起来,并形成了一个具有建筑业和制造业特征的特殊的钢结构产业。钢结构由于其自身的优点:高强轻质,可以工业化生产,施工周期短,抗震性能好,得到了普遍应用。上世纪末,在单层工业厂房(仓库)几乎全部取代了传统的钢筋混凝土排架结构。在大跨度空间结构为主体的体育场馆、机场、剧院、会展中心等公共建筑,也几乎都采用了钢结构。高层、超高层,特别是具有地标性的高层建筑正越来越多地采用了钢结构。近年来钢结构也进入了市政工程、桥梁工程、住宅房地产业等所有建设领域,钢结构的应用和发展空间十分宽广。
2011年我国钢结构产量超过3000万吨,随着城市化的继续推进,低碳、绿色、四节一环保的强力要求,新材料、新工艺、新产品、新技术的开发应用,整个国民经济特别是制造业和建筑业的转型升级,我国钢结构将得到更大的发展。
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