装配式钢结构建筑体系简介

装配式钢结构建筑体系简介

为规范我国装配式钢结构建筑的建设，按照适用、经济、安全、绿色、美观的要求，全面提高装配式钢结构建筑的环境效益、社会效益和经济效益，国家标准《装配式钢结构建筑技术标准》GB/T51232-2016 于2017年6月1日起正式实施。该规范明确规定，装配式钢结构建筑应将结构系统、外围护系统、设备与管线系统、内装系统集成，并应标准化设计、工厂化生产、装配化施工、一体化装修、信息化管理和智能化应用。发展装配式钢结构建筑是建造方式的重大变革，是推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的重要举措，有利于节约资源、减少施工污染、提升劳动生产效率和质量安全水平，有利于促进建筑业与信息化工业化深度融合、培育新产业新动能、推动化解过剩产能。2016年2月1日，

国务院发布《关于钢铁行业化解过剩产能实现脱困发展的意见》，其明确指出推广应用钢结构建筑，结合棚户区改造、

危房改造和抗震安居工程实施，开展钢结构建筑推广应用试点，大幅提高钢结构应用比例;2016年2月6日，中共中央、国务院《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中指出，在发展新型建造方式方面加大政策支持力度，积极稳妥推广钢结构建筑;2016年3月5日，第十二届全国人民代表大会第四次会议上李克强总理《政府工作报告》提出积

极推广绿色建筑和建材，大力发展钢结构和装配式建筑，提高建筑工程标准和质量。这是在国家政府工作报告中首次单独提出发展钢结构;2016年9月14日，李克强总理主持召开国务院常务会议，认为按照推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的要求，大力发展钢结构、混凝土等装配式建筑，具有发展节能环保新产业、提高建筑安全水平、推动化解过剩产能等一举多得之效。2016年9月27日，国务院办公厅发布《关于大力发展装配式建筑的指导意见》，要求按照适用、经济、安全、绿色、美观的要求，推动建造方式创新，大力发展装配式混凝土建筑和钢结构建筑，不断提高装配式建筑在新建建筑中的比例。2017年，各省市为落实装配式建筑的推广应用，密集出台了相关标准和激励政策，钢结构产业迎来发展前所未有的发展机遇。一、冷弯薄壁轻钢结构体系冷弯薄壁轻钢结构住宅体系从20世纪60年代开始发展至今，以美国、加拿大以及日本、澳大利亚等国为主。该体系以其环保和抗震性能好、施工速度快等显著优点被上述国家广泛应用。目前澳大利亚钢结构住宅建造量大约占全部新建住宅的50％。二、意大利BSAIS工业化建筑体系BSAIS 体系适用于1-8层钢结构住宅，柱子采用H型钢，主梁采用大断面冷弯型钢，支撑采用角钢，梁柱通过高强螺栓连接。楼板为带凹痕的压型钢板。外墙板采用双层墙板体系，外侧为普通混凝土预制条形板，内侧为轻钢龙骨石膏板；内隔墙

采用轻钢龙骨石膏玻璃棉。具有造型新颖、结构受力合理、抗震性能好、施工速度快、居住办公舒适方便，在欧洲、非洲、中东等国家(地区)大量推广应用。三、日本积水住宅的钢框架住宅体系由积水住宅创建的住宅体系为框架结构，适用于三层至四层建造体系，均为工厂生产的高精度高强度的钢结构构件。积水住宅目前可实现梁位置固定后柱子位置可变，即上下层柱子位置可不对齐，平面灵活度更高。不仅可以灵活布置平面，也能实现角部无柱灵活布置角窗的效果。外墙板运用挤塑成型水泥墙板，此类墙板不仅具备优异的耐久耐火等性能，独特的工艺早就了丰富的表面肌理。除此之外，锁定工法及墙壁内通气工法的使用提升了墙体性能及耐久性。

四、美国DBS多层轻钢住宅体系本体系是由美国Dietrich

公司研究开发的轻钢结构住宅体系，多数用于4-6层住宅及公寓等建筑，在非地震区最高可建12层，DBS多层轻钢结构住宅体系采用一般美国住宅尺寸，开间4.88米，净高2.44米。墙体C型镀锌轻钢龙骨采用镀锌钢板制成，局部可采用热轧型钢加强。龙骨及楼盖每隔一段距离均可便开孔布置管线。DBS体系拥有多项专利技术，开孔周边的变形处理保证了截面削弱处的局部稳定性，可使楼板开孔直径达截面高度的80%。墙面为固定在轻钢龙骨两侧的纸面石膏板，剪力墙需要加设一层镀锌钢板，并用自攻螺丝和轻钢龙骨固定。楼

板采用20mm厚纤维水泥板，并在墙体龙骨与楼盖梁间填充玻璃棉，兼顾保温和吸声隔音的作用。五、美国Conxtech 钢框架体系Conxtech钢框架体系是由美国ConXL公司开发的一种新型装配式钢结构体系，该体系适用于多高层建筑，是由框架梁、框架柱、梁柱连接组件、压型钢板组合楼盖组成，是一种纯钢框架结构体系，采用方钢管混凝土柱及宽翼缘H型钢截面梁。Conxtech体系独创性的运用了ConXR和ConXL两种梁柱连接方式，是该体系的核心技术：ConXR 连接形式：梁柱交接处，在柱子的四个侧面以楔形的插座锁定相连，辅以高强螺栓固定完成梁柱节点拼接。连接节点处框架柱上下贯通，内部填充混凝土形成钢管混凝土柱，形成刚性连接节点。适用于框架层数不超过12层的结构体系中。ConXL连接形式：梁柱节点处，在柱子对角位置采用柱面T 型套板相连，梁端套板插入两个柱面套板之间，就位锁定后由高强螺栓完成梁柱节点拼接。与ConRL形式相同，ConXL 节点区域同样为刚性连接节点。适用于框架层数不超过15层的结构体系中。六、远大装配式钢结构建筑体系该体系主要由主板、钢柱、斜撑组成，压型钢板混凝士组合楼板、桁架梁以及柱座二者在工厂预制为整体主板，集成各类管道后作为装配模块，该体系装配过程实现全栓连接，在保证强度的前提下达到易安装易拆卸、易维护的目的。

七、装配式集装箱建筑体系集装箱建筑以集装箱作为一个标

准的模块单元，能设计成各式各样的功能模块，可设计为集装箱单身公寓、集装箱员工宿舍、集装箱实验室、集装箱生产设备、集装箱种植空间等等满足不同功能需求的产品，集装箱室内外装修全部在工厂加工完成，不需要二次装修。集装箱建筑也许不会成为主流的建筑形式，但是其标准化、装配化、安全实用、低碳环保、经济实惠等特点，为可持续低碳建筑发展提供一个崭新的思路。我国每年淘汰下来数量惊人的废弃集装箱，若能有效利用，将带来巨大的经济效益和环境效益。因此，坚持以标准化、装配化为核心，不断优化集装箱改造的理念及应用场景的设计，建设满足人们现代需求的工业化绿色节能建筑产品。八、“工业化住宅”建筑体系国内一些企业、科研院所开发了适宜于住宅的钢结构建筑专用体系，解决了传统钢框架结构体系应用在住宅时凸出梁柱的问题。较为典型的钢结构住宅体系有杭萧钢构股份有限公司研发的钢管束组合结构体系，如图所示。该体系由标准化、模数化的钢管部件并排连接在一起形成钢管束，内部浇筑混凝土形成钢管束组合结构构件作为主要承重和抗侧力构件;钢梁采用H型钢，楼板采用装配式钢筋桁架楼承板。

东南网架股份有限公司针对传统钢结构体系难以适应复杂

平面户型、露梁露柱问题提出了箱型钢板剪力墙结构体系，如图所示。该系统以组合箱型钢板剪力墙替代钢框架和钢支

撑，布局方便，可满足各种复杂户型平面与立面需要;箱型钢板剪力墙与墙体厚度相同，解决钢结构露梁露柱问题;箱形钢板与腔内混凝土共同受力。

天津大学研发的钢管混凝土组合异形柱结构体系适用于多

高层住宅建筑，其增大了房间的使用面积、方便房间的布置，且抗震性能良好。

九、传统钢结构改进型建筑体系以传统钢结构形式为基础，开发新型围护体系，改进型建筑体系。设计阶段摒弃“重结构、轻建筑、无内装”的错误概念，实行结构、围护和内装三大系统协同设计。以建筑功能为核心，主体以框架为单元展开，尽量统一柱网尺寸，户型设计及功能布局与抗侧力构件协同设置;以结构布置为基础，在满足建筑功能的前提下优化钢结构布置，满足工业化内装所提倡的大空间布置要求，同时严格控制造价，降低施工难度;以工业化围护和内装部品为支撑，通过内装设计隐藏室内的梁、柱、支撑，保证安全、耐久、防火、保温和隔声等性能要求。

钢结构最大的优势是强度高，自重轻，可以实现更大的跨越，可灵活布置。因此能够做到不同家庭人口模式下自由分隔空间，从而满足不同人生阶段家庭生活需求，更容易实现可自由分隔的“百变户型”。以最大程度体现出钢结构住宅的

优势，实现宅随心动；另外钢结构住宅最大的缺点是隔声差、钢结构防腐和防火性能差。因此为更好的推动装配式钢结构

建筑的应用与发展，需要在传统钢结构体系的基础上研发一种新型的建筑体系，在充分发挥钢结构优势的基础上，避免钢结构隔声差、钢结构防腐和防火性能差，让人们能够接受钢结构建筑，在此基础上尽量降低造价，并实现装配化。