Юй Иньцюань
　　Мастер государственного уровня по инженерным изысканиям и проектированию
　　Заместитель генерального директора Китайского научно-исследовательского института стандартного проектирования зданий
　　В настоящее время государство выступает за экологически чистое, энергосберегающее, экологически безопасное и устойчивое развитие, активно продвигая стальные конструкции. Отрасль стальных конструкций переживает новый расцвет. В данной статье, опираясь на работу по стандартизации, исследования стальных конструкций и практический опыт Китайского научно-исследовательского института стандартного проектирования зданий (далее - «Институт»), попытаемся проанализировать и обсудить текущее состояние и будущие тенденции развития отрасли стальных конструкций, исходя из ситуации на строительном рынке, проблем в отрасли стальных конструкций, особенностей и преимуществ стальных конструкций.

　　I. Строительный рынок и потребление стали
　　В последние годы государство активно пропагандирует стальные конструкции и оказывает им значительную политическую поддержку. Например, в феврале 2016 года канцелярия Госсовета опубликовала «Некоторые мнения о дальнейшем усилении управления планированием и строительством городов», в которых предлагается за 10 лет довести долю сборных конструкций в новых зданиях до 30%, активно и осторожно продвигая стальные конструкции; в сентябре 2016 года канцелярия Госсовета опубликовала «Руководящие указания по развитию сборных конструкций», в которых предлагается в зависимости от местных условий развивать сборные конструкции из сборного железобетона, стали и современной древесины; в апреле 2017 года Министерство жилищно-коммунального хозяйства опубликовало «Пятилетний план развития строительной отрасли», в котором четко указывается на необходимость активного развития стальных конструкций, предлагая в новых общественных зданиях в приоритетном порядке использовать стальные конструкции и активно и осторожно продвигать стальные конструкции в жилых домах. В частности, в основных задачах Управления надзора за строительным рынком Министерства жилищно-коммунального хозяйства на 2019 год указывается: «Проведение опытных проектов по строительству сборных жилых домов из стальных конструкций; определение определенного процента строительных проектов, использующих сборный способ строительства из стальных конструкций, отслеживание хода реализации опытных проектов, совершенствование соответствующих вспомогательных политик, содействие созданию зрелой системы строительства сборных жилых домов из стальных конструкций». В настоящее время в качестве пилотных провинций определены семь провинций, включая Чжэцзян и Шаньдун. Эта серия мер политической поддержки создала благоприятные условия для развития отрасли стальных конструкций.
　　В настоящее время государство активно пропагандирует экологически чистые и энергосберегающие технологии. В этом контексте стальные конструкции по сравнению с железобетонными конструкциями обладают очевидными преимуществами в плане экологичности и энергоэффективности. Во-первых, по выбросам углекислого газа и энергопотреблению в процессе производства стальные конструкции превосходят железобетонные конструкции. Во-вторых, по сравнению с железобетонными конструкциями, стальные конструкции обладают хорошей устойчивостью. Таким образом, активное внедрение стальных конструкций соответствует государственной политике, направленной на пропаганду экологически чистых и энергосберегающих технологий.
　　Объем производства стальных конструкций и производство стали тесно взаимосвязаны. Согласно данным 2017 года, 53,15% внутреннего спроса на сталь приходится на строительную отрасль; в структуре общественных капиталовложений 2017 года строительно-монтажные работы составляли 70%. Таким образом, строительная отрасль является крупным потребителем стали. В 2018 году общий объем производства стали в Китае составил 1,106 млрд тонн, из которых 928 млн тонн составил объем производства чугуна. С точки зрения применения, по-прежнему преобладают листовые материалы, доля которых постоянно превышает 60%; использование высокопрочной стали невелико; использование прокатных профилей еще меньше. В целом, огромный объем производства стального материала поддерживает использование стальных конструкций, строительный рынок поддерживает производство стали, и эти два фактора тесно взаимосвязаны.

　　II. Некоторые проблемы в отрасли стальных конструкций
　　В настоящее время отрасль стальных конструкций в Китае является крупной, но не сильной, и в ней все еще существуют некоторые проблемы, связанные с ее процессом и этапом развития.
　　Во-первых, недостаточная зрелость системы и серьезное отставание в стандартизации. Для решения этой проблемы необходимо, во-первых, обеспечить стандартизацию стальных конструкций, что является необходимым условием для устойчивого развития стальных конструкций. С одной стороны, ключевая проблема стандартизации стальных конструкций заключается в том, чтобы посредством стандартизированных компонентов и деталей обеспечить разнообразие и индивидуальность зданий, удовлетворяя потребности различных пользователей; с другой стороны, стандартизация и модульность компонентов и деталей являются предпосылкой для товарного и массового производства, а также необходимым условием для снижения затрат. Во-вторых, необходимо разработать стандартизированные системы стальных конструкций зданий и разработать соответствующие стандартизированные системы ограждающих конструкций, что является осуществимым путем преодоления узких мест в развитии стальных конструкций.
　　Во-вторых, недостаточная кооперация в цепочке поставок. В настоящее время в Китае недостаточна кооперация в цепочке поставок стальных конструкций, что проявляется в следующих аспектах: во-первых, недостаточная кооперация между сталелитейными и сталестроительными предприятиями, во-вторых, недостаточная кооперация между этапами проектирования, производства, транспортировки и монтажа стальных конструкций, в-третьих, недостаточная кооперация между предприятиями, производящими строительные детали из стальных конструкций, в-четвертых, мало крупных предприятий, обладающих возможностями обслуживания всей цепочки поставок. А разрыв между проектированием стальных конструкций и производством, монтажом и транспортировкой стали и деталей снижает преимущества стальных конструкций. Кроме того, отсутствует надзор за качеством и сертификация, поэтому необходимо ускорить создание системы сертификации качества.
　　В-третьих, недостаточная кооперация между университетами, научно-исследовательскими институтами и предприятиями в инновационной цепочке. Во-первых, значительная часть исследований в области стальных конструкций, проводимых университетами, как основными исследовательскими силами, не имеет четких практических потребностей, что связано с определенной степенью разрыва между университетами и организациями, использующими стальные конструкции. Во-вторых, подавляющее большинство предприятий обладают слабыми собственными исследовательскими возможностями, недостаточными для решения ключевых технологических задач, требуемых в строительстве. В-третьих, некоторые университеты больше заинтересованы в решении точечных проблем, а крупные предприятия стремятся охватить собственную системную исследовательскую работу, включающую НИОКР, проектирование, производство и строительство, и между ними отсутствует механизм совместных инноваций. В-четвертых, в общенациональном масштабе много мелких результатов и систем исследований стальных конструкций, но действительно общих результатов, доступных для совместного использования, мало, а степень стандартизации крайне низка. В-пятых, на уровне инженерных проектов интеграция технологий важнее, чем точечные инновации.
　　В-четвертых, серьезная нехватка квалифицированных специалистов в области стальных конструкций. Во-первых, нехватка кадров на всех этапах цепочки поставок стальных конструкций, особенно остро ощущается нехватка специалистов по проектированию с комплексными знаниями всей цепочки поставок стальных конструкций. Во-вторых, архитекторы недостаточно хорошо знакомы с особенностями стальных конструкций и не могут в полной мере использовать их преимущества. В-третьих, многие инженеры-конструкторы лучше знакомы с железобетонными конструкциями, а их профессиональная подготовка в области стальных конструкций недостаточна, что влияет на развитие стальных конструкций. В-четвертых, не хватает квалифицированных рабочих в области обработки, производства и монтажа. В-пятых, у надзорных организаций и государственных органов надзора за качеством отсутствуют специалисты по надзору за стальными конструкциями, что влияет на развитие стальных конструкций.
　　Кроме того, в отрасли стальных конструкций Китая существуют такие недостатки, как относительно небольшой ассортимент стальной продукции, низкая прочность, низкий объем использования профилей; недостаточно высокая общая мощность крупных предприятий, низкая концентрация отрасли, слабая инновационная способность малых и средних предприятий; рассеянность цепочки поставок, отсутствие ведущих предприятий, охватывающих всю цепочку поставок.

　　III. Особенности стальных конструкций и перспективные рынки строительства
　　По сравнению с железобетоном, стальные конструкции обладают множеством преимуществ. С одной стороны, по показателю удельной прочности (т.е. прочности на единицу веса) сталь может проявлять более высокую прочность, удельная прочность на растяжение более чем в 60 раз превышает удельную прочность бетона, а удельная прочность на сжатие более чем в 6 раз превышает удельную прочность бетона, что является очевидным преимуществом. С другой стороны, при одинаковом сечении элемента стальная конструкция может обеспечить больший пролет; при одинаковом пролете стальная конструкция может уменьшить сечение элемента.
　　Исходя из этого, стальные конструкции обладают множеством преимуществ в области сейсмостойкости, противопожарной защиты, повышения качества и энергосбережения, что проявляется в следующих аспектах:
　　Во-первых, стальные конструкции обладают значительными преимуществами в области сейсмостойкости и защиты от стихийных бедствий. Во-первых, высокая сейсмостойкость, а также возможность использования в качестве противопожарных пунктов или резервных баз; во-вторых, при использовании огнестойкой стали могут использоваться в качестве огнестойких зданий; в-третьих, использование колонн CFT и демпфирующей стали может уменьшить колебания здания и повысить комфортность здания.
　　Во-вторых, использование стальных конструкций позволяет создавать свободные пространства. Во-первых, использование стальных конструкций позволяет создавать большие пространства без колонн, поэтому можно гибко адаптироваться к будущим изменениям в использовании зданий; во-вторых, можно создавать конструкции без внутренних стен с большими пролетами; в-третьих, использование гибких перегородок позволяет свободно планировать помещения.
　　Третье, для архитекторов стальные конструкции обладают богатыми проектными возможностями. Во-первых, благодаря высокой прочности стали, можно реализовать облегченную конструкцию балок и колонн; во-вторых, благодаря хорошей обрабатываемости, легко отобразить красоту кривых; в-третьих, они хорошо сочетаются с деревом, стеклом, металлом, камнем и другими материалами, что позволяет реализовать новые архитектурные решения; в-четвертых, благодаря техническому прогрессу в индустрии внешних отделочных материалов, можно быстро внедрять новые материалы и дизайн.
　　Четвертое, благодаря промышленному производству можно обеспечить стабильность качества и сократить сроки строительства. С одной стороны, стальные конструкции изготавливаются на заводе, что уменьшает объем работ на строительной площадке, и для обеспечения стабильности качества не требуются высокая квалификация и опыт; с другой стороны, благодаря коротким срокам строительства, можно раньше завершить работы.
　　Пятое, использование стальных конструкций более экологично. Во-первых, благодаря возможности разборки, повторной сборки и повторного использования, обеспечивается экономия ресурсов; во-вторых, они обладают высокой долговечностью, что позволяет снизить нагрузку на окружающую среду; в-третьих, они пригодны для вторичной переработки, не образуют строительных отходов и являются экологически чистым строительным материалом.
　　В заключение, стальные конструкции могут применяться во многих областях и демонстрировать свои преимущества:
　　Первое, стальные конструкции обладают превосходной сейсмостойкостью, а удельная прочность стали намного выше, чем у бетонных материалов, поэтому они могут применяться в крупномасштабных сооружениях, высотных зданиях, таких как офисные здания, а также в зданиях с большими пространствами, таких как аэропорты, стадионы, вокзалы. В области высотных зданий, поскольку необходимо выдерживать нагрузку от верхних частей, сечение колонн становится огромным. Благодаря высокой прочности стальных конструкций, сечение колонн может быть спроектировано меньшего размера, что увеличивает полезную площадь помещений (высокий коэффициент использования площади), повышая стоимость здания. В области сооружений с большими пространствами использование высокопрочных стальных конструкций позволяет добиться облегченной конструкции и больших пролетов, создавая большие пространства без колонн и стен.
　　Второе, в области коммерческих объектов, заводов и складов использование стальных конструкций позволяет получить большие пространства. Благодаря коротким срокам строительства можно раньше начать коммерческую деятельность и производство, что способствует увеличению прибыли. В области комплектных конструкций оборудования необходимо выдерживать большие нагрузки от механического оборудования, поэтому высокопрочные элементы необходимы. Благодаря использованию стальных конструкций можно получить пространство с меньшим количеством колонн, что облегчает размещение оборудования и приборов, а также позволяет гибко реагировать на частые изменения в проекте.
　　Кроме того, стальные конструкции имеют хорошие перспективы развития рынка. С одной стороны, сравнивая стоимость различных типов конструкций, можно увидеть, что хотя стальные конструкции немного дороже других типов конструкций, использование стальных конструкций позволяет сократить сроки строительства, уменьшить объем мокрых работ, снизить выбросы загрязняющих веществ, а также обеспечить энергосбережение и экологичность, что соответствует современной тенденции развития зеленых зданий в Китае. С другой стороны, производство стальных конструкций неуклонно растет, а стальные конструкции для жилых зданий находятся на начальной стадии развития, и их доля на внутреннем строительном рынке относительно низка, что открывает широкие перспективы развития.

　　IV. Стандартизация работ по продвижению стальных конструкций, проводимая институтом стандартов
　　Институт стандартов провел большую работу по стандартизации технологий в области продвижения стальных конструкций.
　　Первое, мы были главными редакторами «Технических правил проектирования стальных конструкций высотных гражданских зданий», это отраслевой стандарт, которому должны следовать при проектировании высотных стальных конструкций, который сыграл важную роль в развитии высотных стальных конструкций в стране.
　　В соответствии с требованиями уведомления № 66 от 14 апреля 2004 года, изданного бывшим Министерством строительства, «Об утверждении плана разработки и пересмотра отраслевых стандартов в области городского строительства и строительных работ в 2004 году» (建标[2004]66号), была начата работа по пересмотру отраслевого стандарта «Технических правил проектирования стальных конструкций высотных гражданских зданий» JGJ99. В ноябре 2015 года Министерство жилищного строительства и городского и сельского развития опубликовало объявление № 983, официально утвердив «Технический регламент по стальным конструкциям высотных гражданских зданий» (далее «Правила по стальным конструкциям высотных зданий») в качестве отраслевого стандарта под номером JGJ99-2015, вступившего в силу 1 мая 2016 года.
　　В процессе пересмотра «Правил по стальным конструкциям высотных зданий» институт стандартов использовал свои преимущества, обобщил результаты исследований и практический опыт в области стальных конструкций высотных гражданских зданий в стране и за рубежом, провел более десяти тематических исследований, таких как исследование надежности и коэффициентов частичных сопротивлений стали Q345GJ, методы расчета сейсмостойкости конструкций и т. д., а также провел большое количество экспериментальных исследований, таких как испытания механических свойств стали Q345GJ, испытания сейсмостойкости стальных колонн и т. д., а также изучил и перевел большое количество зарубежных материалов и литературы, стремясь к тому, чтобы «Правила по стальным конструкциям высотных зданий» соответствовали международным стандартам. В итоге новая версия «Правил по стальным конструкциям высотных зданий» включает 10 инноваций:
　　Во-первых, приведены показатели проектирования материала высокопрочной стали Q345GJ; во-вторых, добавлены положения по расчету сейсмостойкости и положения, касающиеся консольных и поясных ферм; в-третьих, изменен метод расчета влияния деформации узловых областей на межэтажные смещения рам; в-четвертых, добавлены усиленные типы соединений балок и колонн и типы соединений в виде костей, а также предложен метод расчета для сильных колонн и слабых балок; в-пятых, добавлен материал, касающийся сварки соединений между стенками балок и соединительными пластинами колонн; в-шестых, предложен новый метод расчета коэффициентов соединений для сейсмостойкого проектирования стальных рам, изменен метод расчета и проектные положения для жестких соединений балок и колонн; в-седьмых, систематически предложены методы расчета и проектные положения для трех типов стальных опор колонн; в-восьмых, впервые приведены требования к допускаемым отклонениям при изготовлении стальных стеновых панелей и колонн нестандартной формы; в-девятых, полностью представлены формы разрушения высокопрочных болтов и методы их расчета; в-десятых, добавлены положения, касающиеся проектирования упруго-пластических опор.
　　Второе, разработка «Технических условий на стальные конструкции легких зданий с портальными рамами». Данный стандарт был повышен до уровня государственного стандарта на основе стандарта Китайской инженерной ассоциации по стандартизации «Технических правил проектирования стальных конструкций легких зданий с портальными рамами» (CECS 1022002).
　　В декабре 2015 года Министерство строительства и городского и сельского развития КНР опубликовало объявление № 991, официально утвердив «Технический регламент на стальные конструкции легких зданий с портальными рамами» (далее «Регламент на портальные рамы») в качестве государственного стандарта под номером GB51022-2015, вступившего в силу 1 августа 2016 года. Внедрение данного стандарта способствовало значительному развитию одноэтажных промышленных цехов и одноэтажных складов в Китае, а также способствовало распространению портальных рам.
　　В процессе разработки «Регламента на портальные рамы» мы провели ряд специальных исследований, таких как исследование сейсмостойкости конструкций портальных рам, анализ действия ветровой нагрузки на конструкции портальных рам, исследование неравномерного распределения снеговой нагрузки и т. д., а также изучили и перевели большое количество инженерной литературы и материалов, используя опыт международных передовых стандартов, а также провели обширные исследования и сбор мнений. В итоге «Регламент на портальные рамы» реализовал ряд инноваций, которые в основном отражены в следующих аспектах:
　　Во-первых, в общих положениях расширена область применения стандарта Китайской инженерной ассоциации по стандартизации «Технических правил проектирования стальных конструкций легких зданий с портальными рамами» (CECS 1022002), добавлена конструкция портальных рам с мезонином; во-вторых, в основных проектных положениях добавлены значения расчетной прочности высокопрочной стали LQ550, добавлены требования к расчету прочности самонарезающих винтов, заклепок, гвоздей; в-третьих, добавлена глава о нагрузках и сочетаниях нагрузочных эффектов, подтверждена природа подвесных нагрузок; в-четвертых, проектные положения по ветровой нагрузке изменены на официальный раздел, расширена область применения; в-пятых, даны положения по неравномерному распределению снеговой нагрузки; в-шестых, в конструкции и расположении добавлена конструкция мезонина; в-седьмых, объединен коэффициент расчетной длины клиновидной балки, пересмотрены значения расчетной длины крайних колонн при наличии нескольких колебательных колонн в конструкции, и они включены в приложение А; в-восьмых, добавлен раздел по анализу сейсмического воздействия; в-девятых, в расчете элементов портальной рамы объединены методы проектирования рам с постоянным и переменным сечением; в-десятых, добавлены проектные и конструктивные требования к ветровым колоннам; в-одиннадцатых, опоры играют важнейшую роль в обеспечении безопасности легких стальных конструкций, расчет опор выделен в отдельную главу, которая в основном разделена на три раздела: межколонные опоры, кровельные опоры, угловые опоры, в которых подробно описаны схемы их расположения и методы проектирования.
　　Кроме того, Институт стандартов провел большую работу в области стандартов для стальных конструкций зданий, разработав ряд национальных, отраслевых и групповых стандартов, внеся свой вклад в развитие отрасли. Одновременно с этим, Институт стандартов активно внедряет сборные жилые дома, реализовав ряд проектов, таких как сборный жилой дом из стальных конструкций "Фэнси Юань" в Хэфэй, провинция Аньхой.
　　Для развития стальных конструкций необходимо объединить усилия всей отрасли, уделяя внимание всем этапам — от стандартизации и проектирования до производства и изготовления, охватывая всю производственно-сбытовую цепочку. Уверен, что будущее сталелитейной отрасли будет светлым.