裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的應(yīng)用

肖榮勝

【摘要】裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅與傳統(tǒng)的住宅結(jié)構(gòu)相比，具有質(zhì)量更高、自重更輕、空間布置更靈活、集成化程度更高、經(jīng)濟(jì)效益更可觀的優(yōu)勢，本文試對裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的應(yīng)用進(jìn)行深入分析。

【關(guān)鍵詞】裝配式鋼結(jié)構(gòu);住宅體系;抗震性能

【中圖分類號】TU393

【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B

【文章編號】1671-3362（2020）08-0112-02

1.裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的優(yōu)勢

裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的特點(diǎn)是建筑部品規(guī)格統(tǒng)一化、標(biāo)準(zhǔn)化，構(gòu)建住宅體系時(shí)使用鋼結(jié)構(gòu)制作房屋布架或其他結(jié)構(gòu)。裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系與傳統(tǒng)的住宅結(jié)構(gòu)體系相比有很大的不同，其優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下六個(gè)方面。

1.1周期短、質(zhì)量高

目前，裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅都擁有特定的工廠，也就是使用鋼構(gòu)件制作的房屋部件和其他結(jié)構(gòu)是由工廠定制的，在施工時(shí)將定制的構(gòu)件運(yùn)送到施工現(xiàn)場，經(jīng)現(xiàn)場安裝形成裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅[1]。隨著裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的廣泛應(yīng)用，現(xiàn)場安裝手段和前期的設(shè)計(jì)都已形成成熟的體系，因此只要各個(gè)工種之間能夠保證配合默契，就能夠有效地提高整體建筑的工作效率。

1.2具有自重輕、抗震性能優(yōu)越的優(yōu)勢

裝配式鋼結(jié)構(gòu)是輕型熱軋型鋼，樓面與墻體的材料也使用的輕質(zhì)材料，因此就可以使建筑結(jié)構(gòu)的自重大大降低，使截面的受力更合理。裝配式鋼結(jié)構(gòu)比較輕巧，因此承受的地震作用也會(huì)相對減少，這就提高了建筑的抗震能力，使住宅的安全性能得到進(jìn)一步的保障。

1.3空間布置靈活、集成化程度高

與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的住宅相比，裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅所擁有的空間更大，再加上使用特殊非承重墻，進(jìn)一步增大了空間結(jié)構(gòu)，住戶在進(jìn)行空間布局時(shí)，可以在不影響結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的前提下根據(jù)自身需求進(jìn)行再次分割[2]。

1.4經(jīng)濟(jì)效益高

裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的承載力較高，在建筑過程中可用小截面積的構(gòu)件替代傳統(tǒng)住宅構(gòu)件，有利于節(jié)約建筑工程的材料成本和基礎(chǔ)處理費(fèi)用。除此之外，鋼結(jié)構(gòu)住宅部件的生產(chǎn)工廠都擁有固定的生產(chǎn)流水線，因此在生產(chǎn)過程中也可以節(jié)約時(shí)間并減少部分模板費(fèi)用，因此裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的經(jīng)濟(jì)效益比傳統(tǒng)的住宅結(jié)構(gòu)更高些[3]。

1.5實(shí)現(xiàn)住宅建設(shè)工業(yè)化和產(chǎn)業(yè)化

在裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系中，很多鋼結(jié)構(gòu)住宅的構(gòu)成部件都是通過工廠進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，因此裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系能夠有力地促進(jìn)住宅體系產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展，使住宅自身的使用價(jià)值得以提升。

1.6有利于節(jié)能環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展

與傳統(tǒng)的住宅結(jié)構(gòu)相比，裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)過程中大大降低了廢氣廢料的產(chǎn)生量，因此減少了對大氣環(huán)境的污染。與此同時(shí)，隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的很多部件都能夠回收利用，也就是說裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅具有利于拆遷和改造的優(yōu)勢，對實(shí)現(xiàn)綠色建筑發(fā)展十分有利，因此裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅可以推動(dòng)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

2.裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的應(yīng)用

雖然對裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的研究起步較晚，但到今天我國裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系也發(fā)展了近30年。目前，裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系在我國的主要發(fā)展方向分為三方面，一是薄板鋼骨住宅體系，二是新型分層裝配式支撐鋼結(jié)構(gòu)體系，三是多高層輕裝配式住宅體系。

1.1薄板鋼骨住宅體系

薄板鋼骨住宅體系的結(jié)構(gòu)如下圖1所示，該結(jié)構(gòu)采用的是冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)的特殊形式，將1-1.3mm厚的熱鍍鋅鋼板輥軋成C形和U形輕鋼龍骨，墻板、樓板、屋架結(jié)構(gòu)都是用工業(yè)化規(guī)模進(jìn)行生產(chǎn)，在建筑施工現(xiàn)場不需要進(jìn)行焊接和涂板，因此薄板鋼骨住宅體系是一種墻板承重、快速組裝的裝配式輕鋼結(jié)構(gòu)住宅體系。由于在薄板鋼骨住宅體系中使用了多項(xiàng)現(xiàn)代技術(shù)，因此該住宅體系與傳統(tǒng)住宅結(jié)構(gòu)相比具有如下優(yōu)勢：較少的用鋼量;較好的抗震性能;豐富的外墻裝飾面;良好的保溫性能;能源自給等。

1.2新型分層裝配式支撐鋼結(jié)構(gòu)體系

新型分層裝配式支撐鋼結(jié)構(gòu)體系屬于低成工業(yè)化住宅結(jié)構(gòu)體系。其結(jié)構(gòu)采用冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)，使用厚度為1.2mm左右的熱鍍鋅鋼板輥軋成C形和U形輕鋼龍骨，在建筑施工現(xiàn)場也不需要進(jìn)行焊接和涂板。與傳統(tǒng)住宅結(jié)構(gòu)相比具有如下優(yōu)勢：密柱;貫通梁;柱梁鉸接;模數(shù)化集成設(shè)計(jì);標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)等。

1.3多高層輕裝配式住宅體系

為進(jìn)一步加快裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的發(fā)展，提出了新的建筑理念——像造汽車一樣造房子，同時(shí)創(chuàng)造了節(jié)點(diǎn)斜撐加強(qiáng)型鋼框架結(jié)構(gòu)體系，它是由主板、立柱和斜支撐等部分組成。主板是將壓型鋼板混凝土組合樓板支撐到鋼梁上形成的，利用主板支撐立柱，然后將斜支撐設(shè)置在梁、柱間，利用斜支撐使節(jié)點(diǎn)連接加強(qiáng)，使其與梁、柱框架共同分單水平和豎直方向的載荷。在這種住宅結(jié)構(gòu)體系中，承重構(gòu)件全部都是用高強(qiáng)螺栓進(jìn)行連接。其次，該住宅體系是采用搭積木的方式進(jìn)行施工，使施工速度得到有效提高。

3.強(qiáng)化裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系應(yīng)用建議

3.1對現(xiàn)有的裝配式鋼框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行升級

為進(jìn)一步推動(dòng)裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的應(yīng)用，需要對現(xiàn)有的裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系從技術(shù)角度進(jìn)行優(yōu)化和升級，主要從以下五個(gè)方面進(jìn)行優(yōu)化和升級。第一，優(yōu)化結(jié)構(gòu)體系。對現(xiàn)有的裝配式梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化和升級，以使框架結(jié)構(gòu)的抗震性能得到進(jìn)一步提高。第二，優(yōu)化支撐體系。在裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系中應(yīng)用分成裝配方式，以優(yōu)化建筑的抗震性能，使住宅結(jié)構(gòu)的舒適程度得到提高。第三，優(yōu)化剪力墻結(jié)構(gòu)體系。對建筑結(jié)構(gòu)的滯回性能進(jìn)行加強(qiáng)，還要降低建筑的能耗、提高建筑的承載力，使裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系能夠適用于高層建筑中。第四，對現(xiàn)有的鋼框架異形柱結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和升級。第五，對現(xiàn)有的模塊化建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化和升級。

3.2提高現(xiàn)有的裝配式結(jié)構(gòu)施工標(biāo)準(zhǔn)

在提高現(xiàn)有裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系施工標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，主要是從優(yōu)化流程管理和加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)兩方面進(jìn)行。

3.2.1優(yōu)化流程管理

通過管理生產(chǎn)流程來提高裝配式結(jié)構(gòu)住宅體系的施工標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而推動(dòng)裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的應(yīng)用。在對生產(chǎn)流程進(jìn)行管理時(shí)，要先對施工現(xiàn)場的資源配置進(jìn)行優(yōu)化，以此來實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場組裝配置效率的提高。（1）建立與建筑項(xiàng)目相符的現(xiàn)場管理制度，其管理內(nèi)容主要包括資源配置、施工計(jì)劃、安裝流程、安全管理等。通過制定完善的規(guī)章制度并將規(guī)章制度落到實(shí)處，來提高施工現(xiàn)場資源配置的管理效果。（2）加大對現(xiàn)場施工作業(yè)的監(jiān)督與管理力度。在建筑施工期間，可以派專業(yè)技術(shù)人員到施工現(xiàn)場，并同技術(shù)負(fù)責(zé)人一起對施工現(xiàn)場的各個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督和管理。

3.2.2加強(qiáng)技術(shù)培訓(xùn)

現(xiàn)如今，裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系發(fā)展十分迅猛，但從我國裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的現(xiàn)狀來看，十分缺乏高技術(shù)施工人員，主要體現(xiàn)在了方面，一是現(xiàn)有的工作人員忙于工程建設(shè)，沒有時(shí)間去系統(tǒng)的學(xué)習(xí)新的技術(shù)，二是裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系是近幾十年興起的，國內(nèi)直接培養(yǎng)該行業(yè)高技術(shù)人才的院校較少。因此為了有效地解決上述問題，首先要在建設(shè)項(xiàng)目中要注重人員的合理分配，采用輪崗制方式，保證相關(guān)技術(shù)人員能夠有足夠的時(shí)間學(xué)習(xí)新技術(shù)，以提升自身的技術(shù)水平。其次，施工技術(shù)人員也要從自身出發(fā)，在實(shí)踐中積極主動(dòng)摸索并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，以提高自身的學(xué)習(xí)意識和技術(shù)水平。最后，建議政府根據(jù)裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的發(fā)展現(xiàn)狀給予相應(yīng)的資金支持和技術(shù)支持，為裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅施工技術(shù)的推廣創(chuàng)造條件。

3.2.3大力發(fā)展部件生產(chǎn)

首先，進(jìn)一步加強(qiáng)頂層設(shè)計(jì)作用。在推進(jìn)裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系應(yīng)用時(shí)，政府和建筑行業(yè)要充分發(fā)揮自身的積極作用，對建筑行業(yè)的資源分配和資源組合進(jìn)行優(yōu)化。政府可以從宏觀調(diào)控方向入手，利用財(cái)政、稅收等手段為裝配式鋼結(jié)構(gòu)部件生產(chǎn)企業(yè)提供良好的發(fā)展環(huán)境。為進(jìn)一步保障裝配式鋼結(jié)構(gòu)部件生產(chǎn)企業(yè)的良性發(fā)展，政府還需要出臺一系列鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)規(guī)范，使不法商家無空子可鉆。其次，打造產(chǎn)學(xué)研發(fā)展模式。這就需要企業(yè)與高校、社會(huì)科研機(jī)構(gòu)之間進(jìn)行合作，以推動(dòng)裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅科研成果的快速應(yīng)用和推廣。而高校研究機(jī)構(gòu)和社會(huì)研究單位也要加強(qiáng)與企業(yè)的聯(lián)系，以掌握當(dāng)下裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的發(fā)展需求，使科研方向與設(shè)計(jì)更具有針對性。最后，高校、企業(yè)和社會(huì)應(yīng)該緊密聯(lián)合起來，為裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的發(fā)展培養(yǎng)優(yōu)秀人才。

4.結(jié)束語

綜上所述，雖然裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系在我國的發(fā)展時(shí)間較短，但發(fā)展的速度較快，在我國的建筑行業(yè)中已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。與傳統(tǒng)的住宅結(jié)構(gòu)體系相比，裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系具有無法比擬的優(yōu)勢。當(dāng)前在我國大力發(fā)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅體系不僅符合我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展道路，還符合我國綠色環(huán)保的發(fā)展理念。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：濰坊昌大建設(shè)集團(tuán)有限公司）