裝配式鋼結構住宅體系的應用

肖榮勝

【摘要】裝配式鋼結構住宅與傳統的住宅結構相比，具有質量更高、自重更輕、空間布置更靈活、集成化程度更高、經濟效益更可觀的優勢，本文試對裝配式鋼結構住宅體系的應用進行深入分析。

【關鍵詞】裝配式鋼結構;住宅體系;抗震性能

【中圖分類號】TU393

【文獻標識碼】B

【文章編號】1671-3362（2020）08-0112-02

1.裝配式鋼結構住宅體系的優勢

裝配式鋼結構住宅的特點是建筑部品規格統一化、標準化，構建住宅體系時使用鋼結構制作房屋布架或其他結構。裝配式鋼結構住宅體系與傳統的住宅結構體系相比有很大的不同，其優點主要體現在以下六個方面。

1.1周期短、質量高

目前，裝配式鋼結構住宅都擁有特定的工廠，也就是使用鋼構件制作的房屋部件和其他結構是由工廠定制的，在施工時將定制的構件運送到施工現場，經現場安裝形成裝配式鋼結構住宅[1]。隨著裝配式鋼結構住宅體系的廣泛應用，現場安裝手段和前期的設計都已形成成熟的體系，因此只要各個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、抗震性能優越的優勢

裝配式鋼結構是輕型熱軋型鋼，樓面與墻體的材料也使用的輕質材料，因此就可以使建筑結構的自重大大降低，使截面的受力更合理。裝配式鋼結構比較輕巧，因此承受的地震作用也會相對減少，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

與鋼筋混凝土結構的住宅相比，裝配式鋼結構住宅所擁有的空間更大，再加上使用特殊非承重墻，進一步增大了空間結構，住戶在進行空間布局時，可以在不影響結構穩定性的前提下根據自身需求進行再次分割[2]。

1.4經濟效益高

裝配式鋼結構住宅的承載力較高，在建筑過程中可用小截面積的構件替代傳統住宅構件，有利于節約建筑工程的材料成本和基礎處理費用。除此之外，鋼結構住宅部件的生產工廠都擁有固定的生產流水線，因此在生產過程中也可以節約時間并減少部分模板費用，因此裝配式鋼結構住宅體系的經濟效益比傳統的住宅結構更高些[3]。

1.5實現住宅建設工業化和產業化

在裝配式鋼結構住宅體系中，很多鋼結構住宅的構成部件都是通過工廠進行工業化生產，因此裝配式鋼結構住宅體系能夠有力地促進住宅體系產業化的發展，使住宅自身的使用價值得以提升。

1.6有利于節能環保和可持續發展

與傳統的住宅結構相比，裝配式鋼結構住宅結構的生產過程中大大降低了廢氣廢料的產生量，因此減少了對大氣環境的污染。與此同時，隨著科學技術的快速發展，裝配式鋼結構住宅的很多部件都能夠回收利用，也就是說裝配式鋼結構住宅具有利于拆遷和改造的優勢，對實現綠色建筑發展十分有利，因此裝配式鋼結構住宅可以推動建筑行業的可持續發展。

2.裝配式鋼結構住宅體系的應用

雖然對裝配式鋼結構住宅體系的研究起步較晚，但到今天我國裝配式鋼結構住宅體系也發展了近30年。目前，裝配式鋼結構住宅體系在我國的主要發展方向分為三方面，一是薄板鋼骨住宅體系，二是新型分層裝配式支撐鋼結構體系，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構如下圖1所示，該結構采用的是冷彎薄壁型鋼結構的特殊形式，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、屋架結構都是用工業化規模進行生產，在建筑施工現場不需要進行焊接和涂板，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構住宅體系。由于在薄板鋼骨住宅體系中使用了多項現代技術，因此該住宅體系與傳統住宅結構相比具有如下優勢：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構體系

新型分層裝配式支撐鋼結構體系屬于低成工業化住宅結構體系。其結構采用冷彎薄壁型鋼結構，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，在建筑施工現場也不需要進行焊接和涂板。與傳統住宅結構相比具有如下優勢：密柱;貫通梁;柱梁鉸接;模數化集成設計;標準化生產等。

1.3多高層輕裝配式住宅體系

為進一步加快裝配式鋼結構住宅體系的發展，提出了新的建筑理念——像造汽車一樣造房子，同時創造了節點斜撐加強型鋼框架結構體系，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，然后將斜支撐設置在梁、柱間，利用斜支撐使節點連接加強，使其與梁、柱框架共同分單水平和豎直方向的載荷。在這種住宅結構體系中，承重構件全部都是用高強螺栓進行連接。其次，該住宅體系是采用搭積木的方式進行施工，使施工速度得到有效提高。

3.強化裝配式鋼結構住宅體系應用建議

3.1對現有的裝配式鋼框架結構進行升級

為進一步推動裝配式鋼結構住宅體系的應用，需要對現有的裝配式鋼結構住宅體系從技術角度進行優化和升級，主要從以下五個方面進行優化和升級。第一，優化結構體系。對現有的裝配式梁柱節點進行優化和升級，以使框架結構的抗震性能得到進一步提高。第二，優化支撐體系。在裝配式鋼結構住宅體系中應用分成裝配方式，以優化建筑的抗震性能，使住宅結構的舒適程度得到提高。第三，優化剪力墻結構體系。對建筑結構的滯回性能進行加強，還要降低建筑的能耗、提高建筑的承載力，使裝配式鋼結構住宅體系能夠適用于高層建筑中。第四，對現有的鋼框架異形柱結構進行優化和升級。第五，對現有的模塊化建筑結構進行優化和升級。

3.2提高現有的裝配式結構施工標準

在提高現有裝配式鋼結構體系施工標準時，主要是從優化流程管理和加強技術培訓兩方面進行。

3.2.1優化流程管理

通過管理生產流程來提高裝配式結構住宅體系的施工標準，進而推動裝配式鋼結構住宅體系的應用。在對生產流程進行管理時，要先對施工現場的資源配置進行優化，以此來實現現場組裝配置效率的提高。（1）建立與建筑項目相符的現場管理制度，其管理內容主要包括資源配置、施工計劃、安裝流程、安全管理等。通過制定完善的規章制度并將規章制度落到實處，來提高施工現場資源配置的管理效果。（2）加大對現場施工作業的監督與管理力度。在建筑施工期間，可以派專業技術人員到施工現場，并同技術負責人一起對施工現場的各個生產環節進行嚴格的監督和管理。

3.2.2加強技術培訓

現如今，裝配式鋼結構住宅體系發展十分迅猛，但從我國裝配式鋼結構住宅體系的現狀來看，十分缺乏高技術施工人員，主要體現在了方面，一是現有的工作人員忙于工程建設，沒有時間去系統的學習新的技術，二是裝配式鋼結構住宅體系是近幾十年興起的，國內直接培養該行業高技術人才的院校較少。因此為了有效地解決上述問題，首先要在建設項目中要注重人員的合理分配，采用輪崗制方式，保證相關技術人員能夠有足夠的時間學習新技術，以提升自身的技術水平。其次，施工技術人員也要從自身出發，在實踐中積極主動摸索并總結經驗，以提高自身的學習意識和技術水平。最后，建議政府根據裝配式鋼結構住宅體系的發展現狀給予相應的資金支持和技術支持，為裝配式鋼結構住宅施工技術的推廣創造條件。

3.2.3大力發展部件生產

首先，進一步加強頂層設計作用。在推進裝配式鋼結構住宅體系應用時，政府和建筑行業要充分發揮自身的積極作用，對建筑行業的資源分配和資源組合進行優化。政府可以從宏觀調控方向入手，利用財政、稅收等手段為裝配式鋼結構部件生產企業提供良好的發展環境。為進一步保障裝配式鋼結構部件生產企業的良性發展，政府還需要出臺一系列鋼結構生產規范，使不法商家無空子可鉆。其次，打造產學研發展模式。這就需要企業與高校、社會科研機構之間進行合作，以推動裝配式鋼結構住宅科研成果的快速應用和推廣。而高校研究機構和社會研究單位也要加強與企業的聯系，以掌握當下裝配式鋼結構住宅體系的發展需求，使科研方向與設計更具有針對性。最后，高校、企業和社會應該緊密聯合起來，為裝配式鋼結構住宅體系的發展培養優秀人才。

4.結束語

綜上所述，雖然裝配式鋼結構住宅體系在我國的發展時間較短，但發展的速度較快，在我國的建筑行業中已經得到了廣泛的應用。與傳統的住宅結構體系相比，裝配式鋼結構住宅體系具有無法比擬的優勢。當前在我國大力發展裝配式鋼結構住宅體系不僅符合我國經濟社會可持續發展道路，還符合我國綠色環保的發展理念。

參考文獻

[1]周楠楠，解文博，賈義雨.一種裝配式鋼結構住宅體系的實踐與應用——山東省濟寧市嘉祥縣嘉寧小區公共租賃住房項目[J].化工管理 ，2018（23）：22-222.

[2]彭軍.裝配式鋼結構住宅關鍵技術研究與工程實踐[D].合肥：合肥工業大學，2017.

[3]宋軍，于存海，李金文.某鋼結構住宅室內發霉問題的處理[J].中國建筑金屬結構，2013（12）：75-76.

（作者單位：濰坊昌大建設集團有限公司）