目前对我国高层建筑钢结构发展影响最大的问题是国产化间题。国产化问题不解决,势必增加建设的投资,从而削弱钢结构用于高层建筑的优势。解决高层钢结构的国产化问题,需从以下三个方面着手。
（一)政府政策建筑业是我国今后至少二、三十年内的支柱产业,而高层建筑钢结构投资巨大,因此,保护我国高层建筑钢结构产业,政府责无旁贷。
下列措施可供政府参考:
(1)鼓励国内设计承包单位与国外设计承包单位一起参加国内高层钢结构工程的投标。
(2)对国外的设计与承包的项目及进口的钢材收取较高的税。
(3)国外的设计与施工需严格满足国内有关规范要求,并建立严格的审查制度。
(4)对于有特别意义的高层钢结构建筑,可以组织国内单位设计与总承包,以维护国家的利益与声誉,同时锻炼国内队伍。当年上海的南浦大桥和杨浦大桥就是这样设计建成的,而在此之前我国也从未设计建造过这样大跨度的斜拉桥。
（二)业主观念业主作为投资者,有权决定工程的设计与总承包商。尽管我国已建和在建的高层钢结构大多为国内业主,然而他们主要选择的却是国外的设计者和总承包商。其中原因是多样的,有国内的设计、管理水平与经验问题,也有业主的认识与观念问题,很多业主对我国高层钢结构成套技术的现状不了解,总认为国内设计比不上国外,国内的管理比国外的差,实际上这一观念并不在任何时候任何条件下都正确。国内的业主,有责任为高层建筑钢结构的国产化和民族工业的振兴作出贡献,在国内、国外投标者条件相当的情况下,有义务优先选择国内投标者。
（三)成套技术早在1986年我国在深圳兴建第一幢高层钢结构建筑的时候,中国钢结构协会专门组织我国钢结构专家、学者在深圳召开了一次关于“高层建筑钢结构国产化间题”的座谈会,会上大家的一致共识是,要彻底实现高层建筑钢结构国产化,需有我国自己的高层建筑钢结构建设成套技术,其中包括:钢材的品种与规格,设计理论与规范,构件加工与制作,施工技术与管理。
十年来,我国在高层钢结构成套技术的上述四个方面均取得了很大的进展。1.材料材料一直是我国高层钢结构国产化进程中最薄弱的环节。高层钢结构常用的大规格轧制H型钢,我国长期没有能力生产,而高层钢结构常用的厚板(厚度大于50mm),我国的产品又常达不到所需的Z向性能要求。然而最近这种状况已有所改变,简况如下:(1)H型钢:马鞍山钢铁有限公司已投资20多亿人民币,引进了H型钢生产线,年产量60万吨,设计能力为100万吨,即将投产。另外,鞍山市第一轧钢厂也引进了H型钾生产线。(厚板上海宝山钢铁公司已有能力生产满足Z向性能要求的厚板。
设计理论
建设部和上海市分别在1985年将“高层建筑钢结构设计理论”列为“七·五”攻关项
目,组织了国内20多家单位,研究了下列29个课题:
(1)高层钢结构的体系与布置
(2)高层钢结构的技术经济探讨及今后发展建议
(3)高层钢结构动力特性实测
(4)高层钢结构风载、风振与人体舒适度研究
(5)高层建筑群相互干扰风效应研究
(6)高层钢结构等效地震荷载沿高度分布
(7)高层钢结构可靠性评价与研究
(8)高层钢框架、钢支撑一框架静、动力分析若干间题研究
(9)用墙板单元分析框架一剪力墙结构
(10)高层钢结构空间刚架的稳定研究
(11)高层钢结构弹塑性时程分析实用方法研究
(12)高层钢结构在双向水平地震作用下的弹塑性时程反应分析
(13)中心支撑体系恢复力特性的试验研究
(14)高层钢结构偏心支撑抗震性能的试验研究
(15)内藏钢板支撑剪力墙受力特性及构造措施的试验研究
(16)带竖缝混凝土剪力墙板在低周反复荷载作用下工作性能的试验研究
(17)高层钢结构构件恢复力模型研究
(18)厚板焊接柱的残余应力和沪曲线研究
(19)高层钢结构的节点设计
(20)高层钢结构的节点构造实例
(21)高层钢结构的节点性能试验研究
(22)高层钢结构节点域性能研究
(23)高层钢结构箱形柱工字形梁刚性节点性能的试验研究
(24)高层钢结构栓钉预埋件弯、剪承载力试验研究
(25)国产16Mn厚板箱形柱段焊接试验研究
(26)高层钢结构制作安装技术总结
(27)高层钢结构试设计(以北京京城大厦和上海国贸大厦为对象)
(28)高层钢结构的抗震设计反应谱
(29)各国设计荷载和钢结构可靠度的比较研究
此外,同济大学在国家自然科学基金委员会、霍英东教育基金会、国家教委以及上海市科委的资助下,又重点开展了下列三个方面的研究:
(1)高层钢结构空间恢复力模型与空间弹塑性地震反应
(2)高层钢结构弹塑性地震反应的实用计算技术
(3)高层钢结构抗火计算与设计理论
以上研究取得的成果,已基本形成了我国自己的一套较完整的高层建筑钢结构计算与设计理论,并获得1992年建设部科技进步一等奖和上海市科技进步三等奖,1993年国家科技进步二等奖以及1996年国家教委科技进步三等奖。
3.设计规范
为应付80年代中期我国高层建筑钢结构突然上马的局面,1987年北京市建筑设计研究院和冶金部建筑研究总院主持编写了《地震区高层钢结构房屋设计规定》(草案),该《规定》主要参照国外有关设计规范编写而成,供国内设计院参考。
随后,建设部和上海市在组织实施“高层建筑钢结构设计理论研究”项目取得了系列研究成果的基础上,分别组织编写了建设部标准(高层建筑钢结构设计与施工规程》和上海市标准《上海市高层建筑钢结构设计暂行规定),1992年完成报批稿,1993年上海市的(暂行规定)正式颁布执行。
4.制作
80年代高层建筑钢结构作为新生事物刚开始在我国兴建时,其加工制作主要是在日本进行的,意识到高层钢结构将成为我国钢结构制作的主要对象之一,同为钢结构制作行业的我国造船企业—上海沪东造船厂较早承接了北京京城大厦的钢结构制作任务,证明我国有能力承担高层建筑钢结构的加工。以后上海沪东造船厂又承接了上海证券大厦、上海商品交易大厦等工程的钢结构制作。
作为后起之秀,上海冠达尔钢结构有限公司承接了上海金茂大厦的钢结构加工任务。另外,江南造船厂也将承接上海国际航运大厦的钢结构制作任务。目前,我国在建的15幢高层建筑钢结构的制作均由国内单位承担,这一事实说明,我国已完全具备高层钢结构的加工能力。
5.安装
在高层钢结构建设的各个环节中,安装是高层钢结构国产化进程中最早实现的环节。我国第一幢高层建筑钢结构—“深圳发展中心大厦”即由中国建筑工程总公司第三工程局负责安装,以后他们又承担了上海国贸大厦、深圳地王大厦等的钢结构安装任务。
此外,上海机械施工公司、北京机械施工公司、中国建筑工程总公司第二工程局也具备高层钢结构的安装能力,分别承担了上海金茂大厦、北京长富宫饭店、上海森茂大厦等的施工任务。目前我国在建的巧幢高层建筑钢结构的安装任务也全部由国内单位承担,证明我国完全具备高层钢结构的安装能力。
