裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用前景分析

蒲盛 尹青 謝偉

摘? ?要：裝配式建筑近年來發(fā)展迅猛，隨著我“一帶一路”建設(shè)深入實施，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑以其綠色環(huán)保、質(zhì)量優(yōu)良、抗震性好，建設(shè)簡易等優(yōu)點必將在海外工程建設(shè)中發(fā)揮更為重要作用。本文詳細介紹了裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的基本概念、分類特點和主要優(yōu)勢，并進一步分析了裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系目前存在的問題和應(yīng)用前景等。

關(guān)鍵詞：裝配式鋼結(jié)構(gòu)? 海外工程? 應(yīng)用前景

中圖分類號：TU318? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2019）10（a）-0165-02

1? 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的特點及分類

我國裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑歷經(jīng)多年快速發(fā)展后，呈現(xiàn)多元化趨勢，具有空間布置靈活，綠色環(huán)保、可持續(xù)發(fā)展，自重輕、承載力高，質(zhì)量優(yōu)良、抗震性能好，建設(shè)簡易、施工工期短以及經(jīng)濟適用等特點[2]。通過現(xiàn)地調(diào)研，有以下4種形式不僅應(yīng)用較為廣泛、技術(shù)相對成熟，而且與海外工程建設(shè)需求相適應(yīng)。

1.1 鋼框架-圍護體系建筑

該形式以鋼框架為主體、預(yù)制內(nèi)外墻、樓板等作為圍護結(jié)構(gòu)?？拐鹉途?、施工快捷，可建多層、高層及以上建筑，設(shè)計使用年限25年或50年。可用于中長期海外工程設(shè)施。

1.2 冷彎薄壁型鋼建筑

該形式主要采用1.5～6mm冷彎薄壁型鋼作為主要建材。全預(yù)制化，自重更輕，材料可回收。可建3層以下建筑，設(shè)計使用年限25年或50年?？捎糜谥虚L期海外工程設(shè)施。

1.3 模塊建筑

該形式由集成化預(yù)制模塊組成，主體全鋼結(jié)構(gòu)，工廠預(yù)制，現(xiàn)場拼裝，組合形式多樣。標準模塊尺寸：長6m×寬3m×高2.8～3.3m。設(shè)計使用年限25年或50年?？捎糜谥虚L期海外工程設(shè)施。

1.4 箱式房

箱式房包含整體式、折疊式、拆分式。整體輕量化、可反復(fù)拆裝、回收利用。標準模塊尺寸：長6m×寬3m×高2.8～3.3m。設(shè)計使用年限15年?？捎糜诙唐诤Ｍ夤こ淘O(shè)施。

2? 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系優(yōu)勢分析

海外工程建設(shè)具有以下幾方面特點：一是建設(shè)風(fēng)險高，使用不確定性大。海外工程受當(dāng)?shù)卣钟绊懘?，國際外交不確定因素多，工程建設(shè)必須要適應(yīng)政局變化。二是工期緊張，效益優(yōu)先。海外工程建設(shè)周期越長，投入使用的周期就越長，土地租約內(nèi)實際使用時間越短，工程整體效益越低，會讓國家遭受政治權(quán)益和經(jīng)濟利益的雙重損失。三是依托條件差，前期投入大。大部分工程所在國屬于欠發(fā)達或發(fā)展中國家，其建筑業(yè)尚處在發(fā)展初期，建筑主材和大型機械設(shè)備相對匱乏，需要施工單位從鄰國或國內(nèi)采購運輸，提高了時間成本和運輸風(fēng)險。加之工程所在地現(xiàn)場條件復(fù)雜，基本無市政條件，場地三通一平工程量大，耗時較長且花費較大。四是用工條件差，勞務(wù)成本高。工程所在國為了帶動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展，增加就業(yè)崗位，對工程用中國工人的數(shù)量有嚴格限制，一般中國工人與當(dāng)?shù)貏诠び霉け葹?：6，甚至更高。且中國工人的出境、工作等相關(guān)手續(xù)耗時較長，成本很高。而當(dāng)?shù)厝狈夹g(shù)工人，勞工素質(zhì)較低，工作效率低、管理難度大，加上宗教信仰等問題，導(dǎo)致工作質(zhì)量和效率均難以保證。

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)體系與其他裝配式建筑結(jié)構(gòu)體系相比，具有明顯優(yōu)勢，并且與海外工程特點相適應(yīng)，具體表現(xiàn)為：一是與傳統(tǒng)鋼筋混凝土建筑施工相比，裝配化施工擺脫了以往需要耗費大量人工的鋼筋綁扎、手工砌筑和澆筑濕作業(yè)等傳統(tǒng)建造方式。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的部品部件是在工廠通過工業(yè)標準化的生產(chǎn)步驟和質(zhì)量標準嚴格把關(guān)下生產(chǎn)出來的。它能夠大幅減少施工失誤和人為錯誤，保證安裝精度和施工質(zhì)量。二是裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑部品部件通過工廠化生產(chǎn)預(yù)制，極大提高了勞動生產(chǎn)率，這樣既相應(yīng)減少了現(xiàn)場施工時間，又降低了如天氣等影響工期的不可控因素影響。三是裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑有效降低環(huán)境污染，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，與國外對工程建設(shè)的環(huán)保綠化理念和相關(guān)要求相向而行。四是裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑是一體化集成設(shè)計，滿足現(xiàn)代化功能的需要，且建筑整體可實現(xiàn)反復(fù)拆裝與重復(fù)利用，可有效規(guī)避政治風(fēng)險，降低拆卸式的建設(shè)損失。

3? 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑海外工程應(yīng)用前景展望

2016年中共中央、國務(wù)院將裝配式建筑的發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略性發(fā)展重點。黨的十九大報告明確指出要推進綠色發(fā)展，裝配式建筑是建筑領(lǐng)域踐行綠色發(fā)展理念的重要著力點?！耙粠б宦贰苯ㄔO(shè)作為國家發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成部分，采用產(chǎn)業(yè)化的裝配式建筑，是踐行國家重要發(fā)展戰(zhàn)略，是為推進建筑領(lǐng)域產(chǎn)業(yè)化的全面發(fā)展做出貢獻[3]。

3.1 建筑類型適宜，功能品質(zhì)保證

海外工程中的主要建筑類型按功能分類主要包括辦公樓、住宅樓、公共設(shè)施（食堂、醫(yī)院、禮堂等）、車庫、廠房以及配套服務(wù)用房、設(shè)備機房等建筑類型。工程內(nèi)容根據(jù)使用人數(shù)、等級的不同，對建筑空間大小、布局、功能、裝修、設(shè)備、家具配置等有嚴格的固定的建造標準，在不同海外工程中基本相同。這種標準化、模式化的建筑功能，非常適宜采用裝配式建筑。

3.2 減少現(xiàn)場用工，縮短建設(shè)周期

海外工程用工條件差，人工成本高。以某海外工程5萬平米規(guī)模項目建設(shè)為例，當(dāng)采用鋼結(jié)構(gòu)模塊建筑建設(shè)時，相對于傳統(tǒng)土建建造方式，鋼結(jié)構(gòu)模塊建筑的現(xiàn)場安裝所需工人數(shù)量比傳統(tǒng)建筑減少至少1/2，項目建設(shè)周期也可比傳統(tǒng)建造方式節(jié)省1/3～1/2。所需的工時大幅度降低，可有效節(jié)約勞務(wù)成本，降低勞務(wù)風(fēng)險，減輕管理壓力。

3.3 方便拆卸回收，實現(xiàn)資源節(jié)約

海外工程建設(shè)受國際環(huán)境影響大，風(fēng)險大、不確定性高。采用裝配式建造方式，建筑的可拆卸性能強。選用裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系與模塊建筑體系時，建筑整體可實現(xiàn)反復(fù)拆裝與重復(fù)利用，可有效規(guī)避政治風(fēng)險，降低海外工程拆卸時的建設(shè)損失。也可在工程用地租約到期后，有選擇進行回收，節(jié)約資源，可持續(xù)發(fā)展。在無工程項目建設(shè)時，可對上述擬采用裝配式的建筑類型進行預(yù)先生產(chǎn)，作為工程儲備，在工程開始時直接運輸至工程現(xiàn)場組裝，可大大縮短工程工期，提高工程整體效益。

3.4 應(yīng)對多變環(huán)境，保證建筑質(zhì)量

海外工程建設(shè)地點環(huán)境多變，欠發(fā)達地區(qū)工程建設(shè)依托條件差。裝配式建筑采用構(gòu)件工廠化生產(chǎn)，現(xiàn)場標準化快速組裝方式成型，施工質(zhì)量受外部環(huán)境影響小，主要構(gòu)件、部品均可一次性完成加工采購，建筑建成性能更易得到保證，建筑品質(zhì)更可靠。

3.5 資源配備成熟，產(chǎn)業(yè)供應(yīng)充足

3.6 運輸方式靈活，運輸成本可控

采用裝配式建筑時，建筑材料、部品、構(gòu)件主要以海運結(jié)合陸路運輸?shù)姆绞綇牟牧瞎?yīng)地發(fā)至工程現(xiàn)場?？筛鶕?jù)當(dāng)?shù)氐倪\輸條件選擇不同形式的建筑體系，設(shè)計制造尺寸適宜、標準化程度高的運輸構(gòu)件或模塊化單元體。運輸周期也可結(jié)合當(dāng)?shù)馗劭诘亩逊牌?、貨輪的運輸能力、現(xiàn)場的堆放條件和建設(shè)速度統(tǒng)籌考慮設(shè)計。

結(jié)語：目前，我國裝配式建筑發(fā)展處在初級階段，雖然裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑優(yōu)勢較為突出，但由于客觀原因仍存在著一系列問題。通過對裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的深入研究，使我們不僅對相關(guān)技術(shù)加深了認識，更清楚的看到裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系良好的應(yīng)用前景。我們相信伴隨相關(guān)技術(shù)的日趨成熟，裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系未來必定能夠在海外工程建筑中發(fā)揮重要作用。

參考文獻

[1] 河北省裝配式建筑“十三五”發(fā)展規(guī)劃研究課題組編著.裝配式建筑創(chuàng)新與發(fā)展.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2017.

[2] 尹青，謝偉，等.鋼結(jié)構(gòu)預(yù)制裝配式建筑設(shè)計策略探討[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2018，9（27）：166-167.

[3] 住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部住宅產(chǎn)業(yè)化促進中心編著.大力推廣裝配式建筑必讀——技術(shù)·標準·成本與效益.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2016.