土木工程材料变迁：从砖混到钢混，钢结构为何越来越多？

民生兜底的刚需行业是基建，不管是新城开发，还是老城改造，核心建材在土木工程中永远无法被避开。

好多人感到困惑：小时候到处都是那种混凝土建成的楼房，为何现如今在工地里面钢结构的数量变得越来越多了呢？在本世纪初期的时候，去国外进行访学的结构工程师所做的观察，已经对建筑行业的当前状况做出了预期判断。

一、土木材料千年变迁：从土木石砖到钢混主导

“土木”，原起于极为古老的土结构，还有木结构，以及石砖砌体结构。在上世纪末期的时候，砖混结构（也就是实心粘土砖加上钢筋混凝土构造柱、圈梁、板）在全国盛行起来，红砖起到承重作用，并且施工起来很简便，于是成为了城乡建房时的首要选择。

只因耕地保护、环保管控以及抗震标准升级，2005年时全国170个城市开启“禁实令”，到2012年实心粘土砖完全退出市场，砖混结构彻底从历史舞台中淡出句号。

当下，现代土木工程早就已经告别了传统材料，钢筋混凝土以及钢结构稳稳地占据了主流地位，新型建材仅仅只是作为辅助补充而已。并且，在极为常见的框架结构，也就是梁、柱骨架体系当中，钢结构所占的比例正以能够用肉眼明显看出来的速度快速飙升。

二、发达国家为何少用混凝土？木/钢是国情逼出来的最优解

本世纪初，有结构工程师到国外去访学，访学期间发现了一个现象，这个现象是，在那些发达国家里，普通民宅大多是以木结构为主要结构形式的，公共建筑多数使用钢结构，较少使用混凝土建筑，这并非是基于技术偏好所做出的选择，而是基于现实情况所做出的选择。

1. 自建房方面，在发达国家，一户建成为主流，对于普通家庭而言，造价低且施工快的木结构是首选，虽然存在保温性能差、抗风能力差以及需要进行防火防虫处理等劣势，然而依旧属于民生当中的最优选择范畴；钢结构由于成本偏高，大多应用于中高端建筑。

2. 进行施工管控时极为苛刻，混凝土现浇这种施工方式，是需要振捣操作的，其产生的噪音大，并且湿作业会带来较重的污染，城市面对施工扰民以及环保这方面，有着较高的要求，而且养护以及施工的周期比较长，普通住宅是不被允许进行大规模使用的。

3. 抗震以及拆除具备双优势，部分发达国家存在多地震的情况，钢结构自身重量轻，并且延性良好，在地震发生时能够缓冲能量，拆除的时候钢结构仅仅需要进行拆解或者解焊便可，钢材回收利用率能够达到95%，而且还有残值，混凝土破碎存在较大难度，会产生海量的建筑垃圾，处理成本极其高昂。

4. 由于发达国家人工费用高昂，致使人工成本产生倒逼现象，混凝土因依赖大量现场体力劳作，而钢结构通过工厂预制、现场拼装的方式，显著减少了对人工的依赖。

三、中国混凝土曾“一家独大”：靠人力撑起来

在中国建筑领域，过去几十年间绝对主导事态潮流的主角是混凝土，然而它并非毫无瑕疵，究其实质的关键因由在于人力成本处于较低水平。

混凝土施工，对于工人技能的要求并非很高，支模作业是体力活，振捣工作属于体力活，养护工作同样是体力活，依靠人海战术，便能够将造价压低，从而适配中国快速城镇化的需求。

与此同时，相较于其他建筑材料或是结构形式，混凝土本身在超高层核心筒、水利大坝、桥梁下部结构、建筑基础等大体积承重场景场合之中，凭借其自身所具备的超强抗压性以及稳定性，从而拥有着不可替代的地位空间。

四、时代彻底变了！钢结构在中国崛起的5大核心原因

在最近的这10年期间，中国建筑行业的底层逻辑发生了彻底的反转，原本一直以来被视为“小众选项”的钢结构，现如今已然变成了“主流趋势”，其所产生变化的根源其实就在你我的身边所在之处：

1. 人工成本，明显呈现出大幅增长的态势：建筑工人的工资出现了大幅增长的情况，当中年轻人不愿意去从事脏苦累的现场湿作业，如此一来混凝土原本所具备的人力方面的优势完全消失殆尽；钢结构采用工厂化生产的方式，在现场进行螺栓拼接，施工周期一下子缩短了50%至70%。

2. 城市对扬尘、噪音污染进行严格控制，这属于环保与施工管控的升级，钢结构采用干式施工，它没有噪音，不会产生建筑垃圾，而且施工速度快，能很好地符合现代城市建设的要求。

3. 在抗震需求方面，那种刚性的提升出现了，钢结构的自重，仅仅只是混凝土自重的三分之一到五分之一，它的延性是良好的，在高烈度地震区，其安全冗余比砖混结构、普通混凝土结构还要高。

4. 由双碳加上政策进行强力推进：国家“十四五”所做的规划明确指出，在2025年的时候，新建装配式建筑所占的比例要达到30%以上，钢结构所占占比有希望突破35%；钢材能够进行循环利用，其在全生命周期里的碳排放更低，这与绿色建筑的目标相契合。

5. 具备更强智能化适配性：钢结构属于均质金属合金材质，传感器的布设更为简便，结构健康监测的操作易于落实，后期进行改造变得更加轻松，它是未来智能建筑以及数字化管控的最为合适的载体。

五、未来趋势：钢升混稳，组合结构成黄金标配

钢结构不会完全替代混凝土，两者将形成互补共生的新格局：

钢结构所占比例持续呈现上升态势，在工业厂房当中，其占比情况是这样的，大跨度公共建筑，也就是体育馆与会展中心这类建筑，钢结构占比超过了90%，在高层住宅以及城市更新项目里面，钢结构占比将会从5%提升到20%以上。

混凝土在超高层核心筒、水利大坝、桥梁下部结构、建筑基础这些核心阵地占据主导，这些领域依旧以混凝土为主导，凭借其高强度以及高耐久性，具备无可替代的特性。

主流是钢 - 混组合结构： 优先针对超高层、大跨度桥梁采用“外钢内混”体系，兼顾了钢材抗拉优势、混凝土抗压优势，减重达30%，抗震性能显著增强，成为高端建筑标配。

六、写在最后

涉及土木建造的工程属于始终存在需求之人所从事的行业，建筑材料发生的变化，其根本实质是由成本、技术、政策以及需求等多方面因素共同作出的选择。

在本世纪初的时候，发达国家所呈现的建筑格局，于如今的中国正再次上演，具体表现为，混凝土从大众框架市场中退出，钢结构变成了主流，组合结构进而引领着创新领域的发展。

身处往前的时日里，建筑这一领域，不再会是仅有一种材料占据主导地位的局面，而是会演变成具备绿色特质、拥有高效效能、呈现智能特性、能够进行循环利用的一种综合体系。面向从事此行业工作的人员来讲，去接纳钢结构这种形式，去掌握组合结构所涉及的技术，这便意味着把握住了土木行业后续的十年发展机遇。