国外多层建筑施工研究论文

摘要： 美国多层轻钢结构主要用于多层公寓、酒店，最早一幢多层轻钢住宅于1990年开始设计。至目前多层轻钢结构总面积发展到约30万平方米。从发展形势看，美国已成功开展了多层轻钢结构住宅体系的研发与工程应用，并有许多成熟的技术可以作为我国发展多层轻钢住宅体系的参考。关键词： 钢结构 住宅体系美国多层轻钢结构主要用于多层公寓、酒店，最早一幢多层轻钢住宅于1990年开始设计。至目前多层轻钢结构总面积发展到约30万平方米。从发展形势看，美国已成功开展了多层轻钢结构住宅体系的研发与工程应用，并有许多成熟的技术可以作为我国发展多层轻钢住宅体系的参考。美国的多层轻钢结构住宅技术是一项综合的技术，集轻钢结构、建筑节能保温、建筑防火、建筑隔声、新型建材、设计施工于一体的集成化技术，社会化分工明确，各种产品的生产商、施工方、设计方紧密合作，在北美金属结构协会的促进下，依靠新编的轻钢结构设计标准与广泛的宣传发展很快。可以预计，对于美国多层公寓与多层酒店的建造来说，轻钢结构的建设将是一个主要的结构发展方向。发展多层轻钢结构住宅技术，最关键的问题是其结构本身的性能，楼盖结构要具有适当的跨度并尽可能轻，并希望有较好的楼盖平面内刚度，墙体结构在承担竖向荷载（自重与楼面活荷载）的同时还要承担横向荷载（风荷载与水平地震作用）。美国多层轻钢结构住宅的特点为：1.轻质楼盖系统其楼盖由C型的轻钢搁栅与铺于搁栅上的薄板组成。搁栅一般跨度为3.6米～4.8米，搁栅高为254毫米（搁栅的最大跨度可达11米），搁栅间距为 600毫米。由美国迪垂驰公司研发的搁栅专利产品在腹板上开有大孔，这样对于管线的穿越与布置极为方便。楼面有三种做法，分别为：高密度木纤维水泥板；满铺压型钢板再浇筑20毫米的陶粒轻骨料混凝土；满铺定向木纤维板或高密度层压胶合板。在这些轻质楼盖上每平方米可承受316～365公斤的荷载。该楼盖结构体系重量仅为国内传统的混凝土楼板体系的四分之一到六分之一，但其楼盖的结构高度将比普通混凝土板高100～120毫米。2.竖向墙体结构一般将内横墙作为结构的承重墙，墙柱为C形轻钢构件，其壁厚根据所受的荷载而定，通常为0.84～2毫米，墙柱间距一般为400～600毫米，墙柱的下端为U形开口朝上的底槽梁，墙柱上端为U形开口向下的顶槽梁，搁栅固定于上槽梁侧边。为提高墙柱的稳定性，一般墙柱高度范围内设三道轻钢拉条。这种墙体结构布置方式，可有效承受并可靠传递竖向荷载，且布置方便，但该墙体结构不能承受水平荷载。为抵抗水平风荷载与地震作用，美国多层轻钢结构住宅体系中有二种方式，分别为采用轻钢剪力墙或采用带十字交叉支撑的普钢框架结构。轻钢剪力墙一般布置在分户墙，采用0.5毫米镀锌薄钢板蒙于石膏板上，再固定于轻钢墙柱上，形成类似于应力蒙皮结构的剪力墙，每层之间有一个特殊的构件对上下楼层剪力墙进行连接，以有效传递水平剪力与由于水平力作用在墙柱上而产生的拉力。在地震区，为保证结构安全，采用带十字交叉支撑的普钢框架作为抗侧力结构，形成以轻钢承受竖向荷载，以普钢承受水平荷载的混合结构体系。3.建筑保温节能技术美方轻钢住宅体系中，对保温节能技术十分重视，对于墙来说为确保达到保温效果，一般除了在墙的墙柱间填充玻璃纤维外，在墙外侧再贴一层保温材料，有效隔断了通过墙柱至外墙板的热桥；楼层之间搁栅内填充玻璃纤维，减少通过楼层的热传递；所有内墙墙体的墙柱之间均填充玻璃纤维，减少户墙之间的热传递。4.建筑防火技术对于轻钢结构一个最关键的问题是防火技术的应用，在墙的两侧与楼盖的天花处贴防火石膏板，对于普通防火墙和分户墙用25.4 毫米厚（1吋）石膏板保护，以达到1个小时的防火要求，另外在墙体墙柱间与楼盖搁栅间填充的玻璃纤维对于防火与热传递也起了积极的保护作用。这些产品都通过了美国UL认证试验室的试验测试与认证。美国住宅对耐火极限的要求比中国低一些，这与美国的住宅设计中更多强调保证逃生需要的时间有关，而不过分强调住宅本身的耐火极限要求。5.建筑隔声技术轻钢建筑中，美国的研发工作对于隔声处理下了较大功夫，在内外墙及楼盖搁栅间填充玻璃棉，有效阻止了通过空气传播的音频部分，而对于通过固体传播的冲击声，在美国的多层轻钢住宅中，作了如下构造处理：对于分户墙用二道墙柱构成带有中间空隙的二道墙体；而对于吊顶用的固定石膏板的小龙骨，用带有小切槽的弹性构造以有效减少楼层间的固体声传播。

（一）国内外对混凝土框架结构办公楼的研究及发展有以下几方面1. 在设计的计算理论方面：在工程结构设计规范中已采用的基于概率论和数理统计分析的可靠度理论，概率极限状态计算体系要不断完善；混凝土的微观断裂机理、混凝土的多轴强度理论及非线性变形的计算理论等方面也需要更大的突破，并应用于工程结构设计中。2.在计算机软硬件方面。电子计算机的普及和多功能化，CAD、PKPM等软件系统的开发，缩短了建筑结构设计的时间和工作量，提高了经济效益。3.在材料研究方面。混凝土主要是向高强、轻质、耐久、易成型及具备某种特殊性能的高性能混凝土方向研发。钢筋的研发方向则是高强、防腐、较好的延性和良好的粘结锚固性能。4.在结构型式方面。预应力混凝土结构由于抗裂性能好，可充分利用高强度材料，各种应用发展迅速。一些高性能新型组合结构具有充分利用材料强度、较好的适应变形能力（延性）、施工较简单等特点，也得到广泛应用。5.在实验技术方面。通过对混凝土结构设计理论和设计方法及设计软件等方面大量研究，先进的现代化城市技术保证了实验研究更精确、更系统。基于可靠度理论的分析方法有在逐步完善，并开始用与结构整体和使用全过程的分析。（二）办公楼发展趋势办公楼均是在特定的历史、社会、经济和文化背景下形成和发展起来的，其建筑布局、空间形态、环境气氛都在不断的变化。今天办公楼作为生产和处理各种商务活动的信息场所，而正在成为社会生产的基础。为了适应这种社会的发展需求，也要求办公楼在形态和功能上要多样化。特别是近几年信息化技术的快速发展，更加速了这种变化的趋势。在进行建筑、结构设计时，国际上流行采用“三统一”的原则，即“统一柱面、统一层高、统一荷载”的模式设计。统一柱面可使办公楼根据人们的需要和功能要求实行相对任意分割，不至于因建筑柱面不同而在改变使用功能上受到制约；统一层高可使楼房采光效果好，空气流通顺畅，布局安排合理，水平运输畅通无阻，有利于使用功能的相互替代；统一荷载，打破了会议室和其他部门之间的明显界。

《建筑施工行业发展成就与面对的困难》核心提示：作为支柱产业的建筑施工，在我国工业化和城市化进程中，不仅地位不断增强，更因其对农村剩余劳动力的巨大吸纳作用，已成为社会经济稳定的关键。然而，建筑施工业还存在利润微薄，债务负担沉重，技术创新投入不足，法律不健全，市场秩序混乱等问题，要实现建筑施工业的健康持续发展，需要加强市场整顿，需要大力推进企业改革，需要积极争取国家的相关优惠和支持政策。同时，还需要强化行业自律，加强行业协会组织建设。建筑施工行业发展成就与面对的困难文/中国施工企业管理协会改革开放以来，建筑施工行业作为我国城市经济体制改革的先行领域，在从计划经济走向市场经济的过程中，率先承担了体制变革带来的各种成本，并为其他各行各业的改革提供着宝贵的经验，目前已是市场化程度最高的行业之一。建筑施工业发展的成就与特征建筑施工业是推动经济发展的重要支柱产业伴随着我国经济建设的快速发展和固定资产投资的大规模增长，建筑施工业在国民经济中的支柱地位越来越明显。按2005年的数据分析，在国民经济20个行业中，建筑业排名第五，占我国国内生产总值5.4%的份额。从历史数据看，建筑业增加值从1978年的138.2亿元发展到2005年10134亿元，年均增长17%，成为国民经济中重要的支柱产业。除了90年代初有短期的波动外，建筑施工业增加值在国内生产总值中一直保持着5%～6%左右的份额，支柱产业的地位十分稳定。此外，施工业还每年为国家创造300亿美元左右的外汇收入，是我国对外贸易和经济合作的一支重要力量。国际经验表明：在加速工业化、城市化时期，经济发展速度明显加快，固定资产投资比重呈快速上升趋势，建筑施工业作为国民经济的支柱产业的地位会不断增强。我国目前尚处于加速工业化和城市化的上升期，建筑施工行业的产出份额会将进一步提高，建筑施工业在国民经济中的地位还会进一步提高和加强。建筑施工领域是我国工业化、城市化进程中重要的社会“稳定”环节中国作为最大的发展中国家存在着鲜明的二元经济特征。在我国工业化和城市化过程中，已经发生并将继续发生大量农村劳动力进入非农产业领域，以及农村人口转变为城市人口。根据过去十年的新增就业统计，建筑施工业构成最为稳定的吸纳就业的领域之一。从2002年时点就业结构看，建筑施工业就业人数在非农产业就业中，继制造业、批发零售餐饮业之后，排在第三位；2002年吸纳就业人员达到3893万人，占全部非农产业就业人员的12.4%.制造业处于非农产业就业中的首位，占26.5%.然而，如果动态地从1995~2002年期间的就业增量结构看，由于1995~2000年国民经济处于下行（GDP增长率显著放缓）周期中，制造业、采矿业等就业人员一直呈负增长的态势下，批发零售餐饮业、建筑业及社会服务业显现出确保非农就业增长势头的“中流砥柱”功能，分别提供了新增非农产业就业岗位的35%、30%和20%.建筑施工业在吸纳大量农村富余劳动力的同时，增加了农民收入，促进了城乡统筹发展，对保持社会稳定起到了积极的作用。建筑施工行业由于“苦、累、脏”等特点，吸纳的劳动力大多来自农民工或其他辛苦行业的分流富余劳动人员。2005年建筑业正式职工人数为854万左右，行业就业人员达到4383万人，则非正式的工人数达到3529万人。据分析推算，近年来建筑施工业吸纳农民工人数平均每年增多100万~200万人，建筑施工业已成为联结城乡经济的重要纽带之一。建筑施工业为国民经济持续高速发展提供了庞大剩余进入本世纪后我国国民经济开始进入新一轮增长周期，固定资产投资高速增长，投资额占国民产出的比率不断上升。建筑施工面积和建筑施工领域就业均呈现显著增长。应该说，国民经济的高涨为建筑施工业提供了非常好的市场景气环境。然而，建筑施工业的产出份额不仅没有显著的上升，甚至所下降，这是个“奇怪”的现象。导致这种“奇怪”现象的原因在于：对建筑业产品的需求上升固然很快，但建筑施工能力供给增长得更快。由于建筑施工业是劳动密集型产业，主要投入要素是简单劳动，而农村富余劳动力和隐蔽失业者的大量存在，使劳动供给近乎“无限”。在1995~2002年，全社会各行业工资水平每年平均上升12.8%，而建筑业职工工资仅上升8.6%.相对建筑施工行业的供给能力，建筑工程的设计、咨询、监管和建筑材料、机械设备等投资品的供给弹性要小的多。因此，导致2000年以来我国投资高增长给建设市场带来的利益，更多的为第三产业（设计、咨询、监理等行业）和投资品（钢材、水泥等建筑材料、机械设备）制造业获得，而总投资额中“建筑安装费用”的比例多年来在持续下降。总投资额中的“建筑安装费用”（构成建筑施工行业的报酬或产值来源）比重的下降，是在国民经济高涨时期保持建筑产品价格稳定的主要原因。同时，这个比重的下降，意味着建筑施工行业（包括广大施工企业及其劳动者）为国民经济各个领域、形形色色的（包括政府、企业）买方业主提供了大量“消费者剩余”，为整个国民经济地稳定、快速、持续增长做出了巨大贡献。中国建筑施工业的国际竞争力显著上升我国对外承包工程合同金额“九五”期间年平均增长10.4%：“十五”期间年均增长达到21%.从增长趋势看，2001年我国加入WTO之后，对外承包工程的增速明显加快。承包工程范围不断拓宽，从最初的房屋建筑和交通领域发展到冶金、石油、化工、电力、通讯以至航空、航天及和平利用原子能等高科技领域，科技含量和带动国内机电产品出口的能力进一步提升。在“走出去”的队伍中，建筑施工企业涌现出中建、中港、中交、中铁等一批优势骨干力量。许多项目都受到所在国政府和业主的一致好评。目前建筑施工业发展中存在的主要问题经济效益不高，企业负担沉重施工行业长期以来产值利润率维持在2%~3%，属于国民经济中的低利行业。而负债率2005年高达65%，在第二产业中则是最高的，高出全国第二产业资产负债率56.8%的平均值8个百分点，债务负担沉重，已制约了建筑业的良性发展。目前全社会拖欠款问题最严重的产业部门也是建筑施工业，这使得该行业的债务负担雪上加霜。建筑施工企业资金积累和运作能力不强，阻碍了企业的自身发展，在目前情况下企业几乎没有资本积累和积聚发展的能力。拖欠工程款、垫资施工、不合理的压价让利竞争、回扣等不正之风，加剧了企业资金不足带来的困难。人均资本水平低，劳动生产率低下建筑施工业资本含量低，2005年人均固定资产为2.8万元，仅是第二产业平均水平11.24万元的四分之一。与第二产业的其他工业行业相比，由于人均资本水平低，建筑施工业的劳动生产率自然也偏低，处于40个行业中的倒数第8位，人均劳动生产率（按总产值计算）为11.7万，远低于全国工业人均23.9万的平均水平。专业技术人员比例不高，行业收入水平低建筑施工企业劳动者素质不高，专业技术人员比率较低。按从业人员的口径，建筑施工业技术人员比率4.6%，仅高于农林牧渔业、居民服务业、批发零售餐饮业等三个行业，排名倒数第四。建筑施工行业收入水平较低，2004年职工年收入为14338元，仅高于农林牧渔业和住宿餐饮业，是年收入最高行业的35%.技术创新投入不足，将长期影响行业竞争力的提升建筑施工业微利和高负债率，是导致整个行业的科技投入严重不足的基础性原因。此外，企业依靠专有技术和企业标准领先市场的意识还不够强。许多建筑业企业缺乏自主知识产权的专有技术和专利技术，技术竞争优势不强。建筑施工企业之间或与科研机构、相关院校之间尚未形成良好的技术创合作机制。同时政策方面缺乏对建筑施工业有效的技术创新激励机制，知识产权保护不够。这些将在长期影响行业竞争力。企业改制任重道远近年来，施工企业的改制工作取得了一些进展，民营企业已成为行业的主力军。目前民企数量占到全部企业的74.5%，产值占到68%，从业人员占到了66%.但作为行业关键力量的国有企业产权单一、财务风险突出等问题，仍然是制约行业未来持续发展的主要因素，尤其是中央和省属大型国有建筑业企业的产权制度改革相对滞后问题突出。近十年来，国有企业所占份额从31%下降到10.2%，就业人数份额从55%下降到17.8%，总产值份额从63%下降到24.4%.但总体而言，国有企业从竞争性领域退出的使命尚未完成，建筑企业按现代企业制度改造自身的任务远未到位。西部国有企业负担重，社会职能多，改革成本高，影响了企业改制的进程，进而导致整个西部地区长期积弱，与改制迅速的东部地区差距越来越大。法制不健全，市场秩序还相当混乱建筑施工业比较突出的问题包括以下几个方面：市场准入方面。在工民建领域进出自由、高度竞争的同时，专业建筑施工领域仍存在一定壁垒。这种进入壁垒对民营企业的影响更为明显。在地区间，地方政府的保护主义立场及政策措施直接影响了统一开放、竞争有序的建设市场的形成，大大加重了企业的负担，影响企业发展，阻碍建筑施工领域效率的提升。招投标制度的实施与市场公平方面。招投标中，业主方利用投标方的弱势地位，迫使施工企业签订“阴阳合同”、垫资、接受折扣价等现象依然存在，破坏公平、公正、公开的原则。市场诚信方面。目前信用体系的建设进程依然缓慢，建设系统信用体系不健全的现象还没有根本性的好转。信用缺失的现象更多地发生在投资业主方，他们利用施工企业的弱势地位，侵害施工企业的权益。有法不依、执法不严的困局。要害在于我们的法律环境，一方面是法治不健全，存在法律法规方面的漏洞；另一方面有法不依、执法不严的现象依然严重，很多情况的发生又是由于涉及政府或国有部门而“投鼠忌器”。不断加大国家对促进施工行业企业实施“走出去”战略的财税和信贷支持政策力度。一是可考虑设立鼓励施工行业实施“走出去”战略的风险补偿基金，基金来源可采取国家财政资金补助、行业统筹等方式设立，主要用于施工企业对外承包工程项目的施工设备和装备投资补助、贷款贴息、亏损补贴等。二是对由施工企业对外承包工程而带动的建筑建材类产品的出口实行全额出口退税政策；对施工行业所获得的国外收益全部免征和减征企业所得税等，以增强国内施工行业的综合竞争能力；三是国内银行尤其是国家进出口银行、国家开发银行等政策性银行要逐步加大对施工企业承包国际工程建设的信贷支持力度，并按国际惯例提供足额、充分的信用担保等，切实解决国内施工行业对外承包建设工程的“融资难”和信用担保难的问题。切实加强国家对施工行业实施“走出去”战略的指导和引导。一是国家投资主管部门、商务部门和建设管理部门应努力加强沟通和协作，及时搜集、整理和发布国外主要国家工程建设市场的相关信息，对施工行业对外工程承包、分包和劳务出口协作活动提供信息指导和引导；二是国内各类驻外机构的工作重点应逐步从过去的“政治外交”向“经济外交”的转变，为国内施工行业在所在国的承包建设工程提供从招投标、建设实施、工程结算、施工企业及人员出入境、外部环境协调等全过程的服务。