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钢结构行业发展环境分析:技术水平提高 装配式建筑推广大势下行业向好发展

       一、 优势分析

       (1)原料优势

       生产钢结构产品原材料为钢材。我国钢产量已经连续23年保持世界首位,为钢结构生产提供充足的原材料,助力行业发展。
       
       根据数据显示,2019年,我国钢材产量为120456.94万吨,较上年同比增长6.3%;2020年,我国钢材产量为132489.2万吨,较上年同比增长10%。

2016-2020年我国钢材产量及增速
 
数据来源:观研天下整理

       (2)钢结构建筑优势

       钢结构是由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架组成的结构,钢结构建筑是我国除了钢筋混凝土以外最主要的房屋建筑结构之一。钢结构相较于传统钢筋混凝土结构,具有重量轻、施工周期短、抗震性能强、绿色环保等明显优势。

钢结构建筑优点

优点

具体情况

循环利用效率高

钢结构建筑的钢制架构可以全部回收再利用,是可循环利用性最高的新型建筑类型。

节能环保

在生产和安装方面,钢结构制造简便,易于采用工业化生产。同时,钢结构建筑使用干式施工,节约施工用水,而且砖瓦和混凝土使用量大大降低,能够有效减少建筑垃圾、粉尘和施工噪音的污染,是环保型建筑的典范。

工业化程度高、施工周期短

钢结构制作一般都在专业化的工厂制造,能成批大量生产,工业化程度高;钢结构采用拼装式的建造模式,比传统的施工方法快一倍以上,施工周期短。

抗震性能好

钢结构的延展性好,抗拉能力强,抗震能力要强于其他建筑。这一性能在日本、台湾等大地震中得到了充分验证。

自重轻、强度高

钢结构与同样强度的钢筋混凝土结构相比要轻30%-50%。与混凝土结构的住宅相比,轻型钢结构住宅自重仅是前者的1/4

数据来源:观研天下整理

       (3)技术水平提高

       20世纪8O年代以来,我国钢结构企业通过学习吸收国外先进的设计理念,引进国外先进的加工安装设备,整体技术水平已接近国外同类企业的水平,具体表现在钢结构设计、分析、计算水平不断提高;钢结构制造、加工技术发展很快;钢结构安装技术不断创新、钢结构连接技术发展迅速四个方面。

我国钢结构技术水平提高具体表现

类别

具体情况

钢结构设计、分析、计算水平不断提高

钢结构设计、分析、计算,是确保钢结构能否承担起结构工程要求的荷载、安全、寿命及经济合理性的重要环节,没有合格的设计就不可能实现、满足社会经济发展的客观要求。

我国《钢结构设计规范》GB50017—2003已经三次修订,目前正在进行第四次修订。此次修订完成后,从理论到结构的分析计算都将与世界发达国家的规范水平基本相同。还有《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205—2001、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018—2002、《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81—200250余个与钢结构密切相关的规范、标准也在不断地修订完善中,这些规范、标准为我国钢结构事业发展奠定了必要的技术基础。

随着计算机技术发展,钢结构的设计、分析、计算及施工详图绘制软件的开发应用,提高了设计人员工作效率,减少了误差。多维立体的直观图像设计,有效解决了构件尺寸不准的问题,减少了工厂预拼装并节省了大量的经费及时间。

钢结构制造、加工技术发展很快

以往钢结构制造给人的印象无非就是铆焊车间,有简单的剪切设备和焊接设备就可以进行生产制造。而现代的钢结构制造发展的趋势是信息化带动数控、自动化的制造装备来生产各类钢结构构件、非标设备及成套设备。数控切割、钻孔、焊接及流水线的生产工艺,提高了生产效率,保证了加工构件的精密度。有的企业的规模、装备水平及员工素质进入了国际先进行列,获得了许多国外合同及定单。

钢结构安装技术不断创新

现代钢结构安装技术是以高效率的施工机械、先进的吊装、张拉、液压顶升装备来实现钢结杉构筑物、设备的安装。经过多年的研究开发应用,我国已形成了许多先进的施工工法,如整体提升、单元构件滑移拼装、高层建筑施工成套技术等,包括测量变形、误差及计算机控制技术等。多大跨、高耸、重载的钢结构工程,从方案制定、设备配置、质量、安全、意外措施及网络系统管理,形成了许多专业化队伍及成套技术。安装质量好坏是最终作品成败的关键,许多设计、制造中没有考虑到或不周全问题的必须通过安装来调整完善。

钢结构连接技术发展迅速

钢结构连接技术的发展十分迅速,从传统的铆接到高强螺栓连接、焊接、销接、粘接及各种接点技术均有发展。钢结构工程中应用量大面广的主要是高强螺栓和焊接连接,几乎每一个钢结构工程都必涉及到。钢结构的连接技术的发展创新,有力促进了我国钢结构行业的发展。

富煌钢构拥有先进的加工安装设备和工艺流程硬件,在行业主流生产技术的基础上,还形成了一些专有技术,如“弧形箱型梁及多曲率钢管析架制造技术"双曲弧形钢管大拱及双曲折形H形大弧梁制造技术陶瓷衬垫CO2气体保护单面焊双面成型焊接技术大型钢结构屋盖整体顶推同步累积滑移技术大型金属屋面系统的施工技术箱型截面钢构件柔性制造技术等,从而形成了自己的核心竞争力。

数据来源:观研天下整理

       (4)应用领域广泛

       随着相关技术的更新与迭代,钢结构的应用领域也逐渐扩大,医院、学校、桥梁、住宅等领域的渗透率有望不断提升。 

钢结构应用领域

分类

主要用途

主要特点

轻型钢结构

轻型工业厂房、仓库、各类交易市场等

轻型、便捷

多高层重钢结构

大型公共建筑、写字楼、电视塔等

高耸、重载

大跨度空间钢结构

大型工业厂房、机场航站楼、会展中心、体育场馆、剧场等

大跨、空间大

电力钢结构

电厂、输变电铁塔等

自重轻、强度高

桥梁钢结构

公路铁路桥梁、市政桥粱等

跨度大、荷载能力强

海洋石油钢结构

海洋石油钻井平台等

强度高、安全性高

数据来源:观研天下整理

       二、 劣势分析

       钢结构制造是指对钢板、型钢进行精加工的过程,包含了前期深化设计、再到放样、下料、组装、焊接、矫正、预拼装、除锈、涂装等多道工序。钢结构产品包括单位货值高、构件重量大、产品个性化、工序复杂、交货能力第一位、可变成本高6大特性。

       (1)单位货值高+构件重量大=钢结构运输半径大=市场区域性弱。

       单位货值高:一吨钢材的价格约为4000-5000元,含加工费的钢结构货值约6000-7000元/吨。

       构件重量大:由于单个钢构件重量达数吨甚至数十吨,从原材料到半成品到产成品全过程的流水线搬运均需要依靠机械(行车或者吊车),因此钢结构装卸成本高。

       (2)产品个性化+工序复杂+交货能力第一位=人员管理、排产管理难度大

       产品个性化:每一个钢构件都必须严格按照具体工程的设计图纸进行精确到毫米级的加工,导致钢结构产品极具个性化,因此钢结构加工至今仍难以实现全面自动化,对人工的依赖依然较大,属于人力密集型行业。

       工序复杂:钢结构加工需通过放样、下料、组装、焊接、矫正、预拼装、除锈、涂装等8道工序。一方面,各环节工作量差异较大,焊接环节所占工时最长、所需人工最多,因此排产不精细容易导致窝工;另一方面,如下料中的开平,涂装中的镀锌等工序,虽然工作量占比不高,但大部分钢结构企业需要依靠外协完成,外协厂商排产情况不由钢结构企业掌控,因此这些环节虽小,往往容易“卡脖子”影响交货速度。

       交货能力第一位:一方面,与其他建筑结构的产品类似,购买钢结构产品的人(总包单位或者施工单位)并非钢结构的最终使用者(建筑的最终使用者是买房子或者租房子的消费者);另一方面,钢结构作为结构构件有一定隐蔽工程的属性(最终建筑成品的结构件会被装饰面包裹),同时使用者又是非专业的,没有判断钢结构产品优劣的条件。

       因此,钢结构生产过程中,对人的管理以及生产订单的安排至关重要。同时,由于管理难度大,企业进行大规模扩产时,管理能否跟得上将对企业形成巨大挑战。

       (3)可变成本占比高=物料管控难度大

       钢材占钢结构总成本的比重超过70%。一方面对于加工企业来说,如何采购便宜的钢材、辅材是成本控制最直接的方式;另一方面,钢结构生产过程中,原材料都是大批量的过流水线,由于各环节都依靠人工完成,如何防止生产过程中利润外漏是加工企业物料管控的另一难题。 

钢结构产品特点
 
数据来源:观研天下整理

       三、 机遇分析

       (1)近年来,我国相继出台多项钢结构行业相关政策,带动行业向好发展。如2020年2月8日,住建部、卫健委在《新型冠状病毒肺炎应急救治设施设计导则(试行)》中提出结构形式选择应当因地制宜,方便快速加工、运输、安装,优先考虑轻型钢结构等装配式建筑,轻质结构应当充分考虑抗风措施,构件连接安全可靠。

我国钢结构行业相关政策

日期

政策名称

制定部门

主要内容

2016.02.04

《国务院关于钢铁行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》

国务院

推广应用钢结构建筑,结合棚户区改造、危房改造和抗震安居工程实施,开展钢结构建筑推广应用试点,大幅提高钢结构应用比例。

2016.11.14

《钢铁工业调整升级规划(2016-2020年)》

工信部

2020年,钢结构用钢占建筑用钢比例将超过25%

2017.01.05

《关于印发“十三五”节能减排综合工作方案的通知》

国务院

编制绿色建筑建设标准,开展绿色生态城区建设示范,到2020年,城镇绿色建筑面积占新建建筑面积比重提高50%。实施绿色建筑全产业链发展计划,推行绿色施工方式,推广节能绿色建材、装配式和钢结构建筑。

2017.02.24

《关于促进建筑业持续健康发展的意见》

国务院

力争用10年左右的时间,使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%

2017.03.01

《建筑节能与绿色建筑发展“十三五”规划》

住建部

城镇新建建筑中绿色建筑面积比重超过50%,绿色建材应用比重超过40%

2017.03.27

《“十三五”装配式建筑行动方案》

住建部

2020年,全国装配式建筑占新建建筑的比例达到15%以上。

2017.04.26

《建筑业发展十三五规划》

住建部

建设装配式建筑产业基地,推动装配式混凝土结构、钢结构和现代木结构发展。大力发展钢结构建筑,引导新建公共建筑优先采用钢结构,积极稳妥推广钢结构住宅。

2019.03.11

《住房和城乡建设部建筑市场监管司2019年工作要点》

住建部

开展钢结构装配式住宅建设试点。选择部分地区开展试点,明确试点工作目标、任务和保障措施,稳步推进试点工作。推动试点项目落地,在试点地区保障性住房、装配式住宅建设和农村危房改造、易地扶贫搬迁中,明确一定比例的工程项目采用钢结构装配式建造方式,跟踪试点项目推进情况,完善相关配套政策,推动建立成熟的钢结构装配式住宅建设体系。

2020.02.08

《新型冠状病毒肺炎应急救治设施设计导则(试行)》

住建部、卫健委

结构形式选择应当因地制宜,方便快速加工、运输、安装,优先考虑轻型钢结构等装配式建筑,轻质结构应当充分考虑抗风措施,构件连接安全可靠。

2020.07.15

《绿色建筑创建行动方案》

住建部、发改委等7个部门

2022年,当年城镇新建建筑中绿色建筑面积占比达到70%

2020.07.06

《关于大力发展钢结构建筑的意见(征求意见稿)》

住建部

1、鼓励建设内容明确、技术方案成熟的钢结构建筑鼓励采用工程总承包模式。2、以学校、医院、办公楼、酒店、住宅等为重点推广标准化设计。3、加快研发适合各类钢结构建筑的围护体系,推广新型防火防腐材料,突破钢结构建筑在围护体系、材料性能等方面的产业链瓶颈,建立建筑用钢循环利用机制。4、建立钢结构建筑科技创新基地。

2020.11.30

《建筑工程企业资质管理制度改革方案》

住建部

10类施工总承包企业特级资质调整为施工综合资质,可承担各行业、各等级施工总承包业务,压减企业资质类别和等级,中小企业承揽业务范围将进一步放宽,有利于促进中小企业发展。

数据来源:观研天下整理

       (2)在我国建筑业企业生产和经营规模不断扩大及装配式建筑推广大趋势下,我国钢结构行业迎来良好发展机遇。

       根据数据显示,2019年,我国建筑企业数量为10.38万家;2020上半年,我国建筑企业数量为11.6万家。

2016-2020年我国建筑企业数量
 
数据来源:观研天下整理

       根据数据显示,2019年,我国建筑业总产值为24.84万亿元;2020年上半年,我国建筑业总产值为26.4万亿元。

2016-2020年我国建筑业总产值
 
数据来源:观研天下整理

       根据数据显示,我国装配式建筑行业市场规模由2014年的404亿元增长至2018年的4420.1亿元,预计2021年将达6796.3亿元。

2014-2021年我国装配式建筑行业市场规模及预测
 
数据来源:公开资料整理

       (3)人力成本持续上升的情况下,钢结构建筑相对成本下降。根据数据显示,我国建筑业就业人员平均工资由2018年的60501元增长至2020年的64243元。

2018-2020年我国建筑业就业人员平均工资
 
数据来源:观研天下整理

       与持续增长的建筑业就业人员平均工资相比,劳动力数量却增长放缓,钢结构建筑优势进一步凸显。根据数据显示,我国建筑业从业人员由2018年的5563万人下降至2020年的5366.92万人。

2018-2020年我国建筑业从业人员数量
 
数据来源:观研天下整理(zlj)

       四、 威胁分析

       (1)认知度不高威胁

       与传统钢筋混凝土结构相比,钢结构是一个新兴行业。国内钢结构行业起步较晚,人们对其认知不够全面,还存在着观念转变问题,不利于行业发展。

       (2)竞争威胁

       目前,超高层和有特殊要求的建筑大都由国外建筑设计师的方案中标,他们在规划、环境、建筑、功能的设计理念上都较国内设计更为独特新颖。我国钢结构企业的设计理念尚未适应市场需要,在市场上处于劣势地位。

       (3)建筑设计机构和住宅建设企业对钢结构建筑的接受度较低威胁

       国内建筑设计单位和住宅建设企业一直以来大都从事混凝土建筑设计和施工,建筑材料及相关配套产品供应已经形成了稳固的产业链条和利益链条,因而并不积极发展推广钢结构建筑。

       (4)钢结构住宅配套产品体系尚不完善威胁

       钢结构住宅涉及墙体材料、屋面材料、厨卫系统、管线系统等一系列配套体系。国内能提供钢结构住宅相应配套产品的企业数量不多,难以全面满足钢结构住宅在防热、保温、通气、防渗以及耐蚀性等方面的要求。


          更多深度内容,请查阅观研报告网:
        《2021年中国钢结构市场分析报告-市场运营态势与发展定位研究
        《2021年中国钢结构行业分析报告-产业深度研究与发展规划研究

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