我國發展鋼結構住宅若干技術問題討論

萬年青

（甘肅省建設投資（控股）集團總公司，甘肅　蘭州 730050）

我國發展鋼結構住宅若干技術問題討論

萬年青

（甘肅省建設投資（控股）集團總公司，甘肅蘭州 730050）

鋼結構住宅以其輕質量、高抗震性能、施工方便快捷、綠色環保等優點正受到越來越多工程師及業主的青睞。隨著國家建筑業新技術的發展及去庫存、消產能政策的推廣，新一輪鋼結構住宅建設的高潮期已經來到。在鋼結構住宅建設中，主體結構選型、圍護體系配套及樓梯樓板的選擇依然沒有行業公認的、成熟的最佳方案，本文將著重討論之。

建筑工程；綠色環保；鋼結構；住宅

選擇適合特定地區、住戶及企業開發的鋼結構住宅體系，須了解結構體系、維護體系（墻體）、樓板和樓梯等分部工程的可選方案。結合企業實際的研發設計能力、加工制作能力、施工安裝能力、產業化工人技術水平、墻體等部品配件的加工及供應情況、項目的地域性特點及企業的成本和效益等，綜合比較分析，確定適合于自身的鋼結構住宅體系，并進行不斷的研發和完善，將是近幾年企業發展鋼結構住宅的必然選擇。

1　結構體系及其優缺點比較分析

目前，鋼結構住宅主體結構主要有三種常見的結構體系：鋼框架-支撐結構、組合異形柱-支撐結構、鋼框架-剪力墻結構。

1.1鋼框架-支撐結構

方鋼管混凝土框架-支撐結構，即鋼框架-支撐結構，該結構體系在目前的鋼結構住宅設計中最為常見，如杭州某鋼結構公司第一代產品、新疆兵團某項目、河北滄州某公租房項目與江蘇溧陽某鋼結構公租房等項目均采用這種結構形式。

其優點表現為：有成熟的設計規范可依；不需要增配專業的生產設備和生產人員，鋼構件加工制作簡單，施工方便，用鋼量較少。

其缺點表現為：“露梁露柱”，戶型的設計受柱子的布置限制，一定程度上影響建筑使用效果。

1.2組合異形柱-支撐結構

該結構體系由某大學研發，在由該大學設計設計院設計的“某公租房”項目中進行了應用。方鋼管組合異形柱由方鋼管及其之間的連接板組成，根據所處結構位置的不同，組合異形柱又分為：L型、T型、一字型、十字形等，形式非常靈活。鋼管束柱由高頻焊接而成的空腔組成，內灌自密實混凝土，由鋼管束柱體系代替傳統的短肢混凝土剪力墻。

其優點表現為：該結構體系解決了鋼結構住宅中的“露梁露柱”和“肥梁胖柱”問題，墻體較薄，提高了得房率；由于是剪力墻結構，建筑平面布置靈活，并與條板式裝配墻體的組合更加容易。

其缺點表現為：組合異形柱加工制作復雜，用鋼量較大，對鋼構件加工制作的精度、能力和技術水平要求高，必須要購置高頻焊接生產線。另外，該結構體系施工難度大，在梁柱節點位置的現場施工焊接量作業量加大，對鋼結構住宅專業施工隊伍的要求較高，一定程度上影響了施工進度，且灌注混凝土過程中的密實度較難以控制。

1.3鋼框架-剪力墻結構

該結構體系利用混凝土剪力墻作為結構抗側力構件，如在“安徽某鋼結構公司倒班房”項目中采用此種類型的結構體系。

其優點表現為：極大提高了結構的抗側剛度，解決了框架-支撐結構中支撐構件很難布置的問題。利用普通的鋼結構構件結合混凝土剪力墻，加工和施工工藝較易實現。

其缺點表現為：“露梁露柱”問題依然存在，只是較方鋼管混凝土結構有所減小。用鋼量方面，該結構體系比其它兩個結構體系皆大。施工方面，由于鋼框架與混凝土剪力墻相互交錯混合施工，進度較慢，無法更好體現裝配式鋼結構住宅的優勢。

2　圍護體系

多層及高層裝配式鋼結構住宅墻體主要分為兩種：外墻及內墻（分戶墻、分室墻、衛生間隔墻、電梯井隔墻及公共部分隔墻等）。由于墻體的功能要求不同，類型也不一樣。

2.1外墻材料

2.1.1蒸壓砂加氣砌塊（條板）+裝飾保溫一體板（硅鈣板面層、金屬面層）

山東某建材企業生產的該墻體材料，具有輕質高強、隔音、保溫性能良好，墻體厚度可根據設計要求在70～350mm之間定制，其可用L型、U型等多種卡扣件與鋼構件連接，連接方便、易于操作。外墻面用保溫裝飾一體板，較傳統粘貼保溫材料、網格布、抹聚合物砂漿、外刷涂料的做法具有工期短、人工費降低、外觀質量好的優勢，面層仿石噴涂可達到以假亂真的效果，使用壽命可達25年左右。采用粘釘結合方式與砂加氣墻體連接固定（墻面不做其它處理），內墻面直接刮膩子刷乳膠漆。

砂加氣墻材之間采用2～3mm厚專用粘合劑連接，與鋼柱、梁之間用發泡材料柔性連接，避免了不同材質之間的裂縫產生。砂加氣墻體整體垂直度偏差均在毫米級，徹底改變了傳統的施工做法。

2.1.2灰加氣混凝土砌塊（ALC條板）+保溫板裝飾一體化板

ALC條板需要根據當地不同原材料制作不同類型的墻體材料。某鋼結構公司在安徽合肥開發的安徽某公司倒班房（公租房）項目中外墻采用了此種類型的構造，效果良好。

2.2內墻材料

內墻材料主要解決隔音、吊掛、防水、防火等問題，在裝配式鋼結構住宅中，墻體材料爭議問題不太大。因此，內墻采用的類型一般有蒸壓砂加氣砌塊（條板）或多種類型的ALC輕質條板。

就以上內墻而言，砂加氣砌塊或條板厚度可根據設計要求任意選擇，砌筑或拼接方式多樣，其強度、保溫、隔音等效果良好。ALC條板需根據地域性選擇，造價較低，但其強度、保溫、隔音等效果較砂加氣條板差。

3　樓板與樓梯

3.1樓板

在鋼結構住宅中可以采用的樓板主要有三種類型：SP疊合板、可拆卸式鋼筋桁架樓承板、現澆混凝土樓板。

3.1.1SP疊合板

SP疊合板，即預應力疊合板，在預制混凝土結構中應用較多，我國西北城鎮地區在上世紀八、九十年代普遍使用。該種板利用SP預制板作為底模板、上面再澆筑混凝土面層，省去腳手架支撐，施工速度快，成型效果好，但SP預制板需要成熟、配套的生產、加工車間及專業技術人員。同時也受到運輸影響，在半徑200km內可考慮，但大于200km時運輸成本增加、且破損情況不易控制，因此造價相對較高。

3.1.2可拆卸式鋼筋桁架樓承板

鋼筋桁架樓承板在鋼結構住宅中應用較多，此種類型的樓承板施工中采用較少的支撐，節省了大量的腳手架費用。由于鋼筋桁架在工廠內加工完成，現場鋪設速度快，但是由于底面的壓型鋼板難以拆除，或拆除后成型效果不佳、需做二次處理；若在不拆除的情況下需做石膏板吊頂處理，增大了建設造價，同時要考慮因吊頂而增加樓層高度。另外，鋼筋桁架樓承板的用鋼量約為12-15kg/m2，與現澆混凝土樓板相比用鋼量較大。

3.1.3現澆混凝土樓板

該樓板施工工藝成熟，技術可靠，現有的技術工人較多。在現階段，采用現澆混凝土樓板仍是主流，但均采用了新的施工工藝，即利用鋼梁采用工具式鋼支撐（蘭州新區某項目采用某施工單位自主研發的C型鋼懸掛支撐系統）作為梁板模板支撐，節省腳手架費用，并且可以立體澆筑，施工速度快，造價低。

3.2樓梯

在鋼結構住宅中可采用的樓梯類型主要有：現澆混凝土樓梯、鋼樓梯+混凝土面層、預制混凝土樓梯。

1）現澆混凝土樓梯，是目前大多數裝配式鋼結構住宅中采用的樓梯形式，其使用效果好，面層處理容易且可靠，但是施工速度慢，現場濕作業多。

2）鋼樓梯+混凝土面層，鋼樓梯3）預制混凝土樓梯，結合了預制混凝土結構和裝配式鋼結構的優點，性能穩定，完全符合裝配式結構的要求，但是需要有專業的預制混凝土樓梯廠生產線，且受運輸半徑、地理位置的影響。

施工速度快，然而其隔音效果欠佳，混凝土面層施工質量較難控制。但此法減少濕作業，不占用關鍵工序，可作為一種較理想的選擇方案。

鋼結構住宅必將以期獨特的優勢占據日后住宅產業發展的半壁江山，但前提是必須得研發出設計、施工、使用、維護一體化的成熟技術方案。以上僅是筆者針對設計階段在主體結構選型、圍護體系配套及樓梯樓板的選擇方面自己的意見，僅供參考。

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［7］中華人民共和國國家標準GB50661-2011鋼結構焊接規范［S］.北京∶中國建筑工業出版社，2011.

［8］中華人民共和國國家標準GB50666-2011混凝土結構工程施工規范［S］.北京∶中國建筑工業出版社，2011.

［9］中華人民共和國國家標準GB50204-2015混凝土結構工程施工質量驗收標準［S］.北京∶中國建筑工業出版社，2014.

［10］中華人民共和國國家標準GB50010-2010混凝土結構設計規范［S］.北京∶中國建筑工業出版社，2010.

TU391