钢结构的装配式建筑

钢结构的装配式建筑

装配式建筑是指在工厂化生产的部品部件，在施工现场通过组装和连接而成的建筑。

按建造结构来分类，可以分为以下三种:木结构、PC结构和钢结构。

木结构--木结构住宅在中国城市的应用仅限于高档低层别墅，不适用于解决大量人口的居住问题。

PC结构--装配整体式混凝土结构是由预制混凝土构件或部件通过钢筋，连接件或施加预应力加以连接并现场浇筑混凝土而形成整体的结构。

钢结构--钢结构的装配式建筑是指在工厂化生产的钢结构部件，在施工现场通过组装和连接而成的钢结构建筑。其强度高、自重轻、抗震性能好、施工速度快、结构构件尺寸小、工业化程度高的特点，同时钢结构又是可重复利用的绿色环保材料。

一、钢结构住宅体系概念及特点

1.1 钢结构住宅体系概述

钢结构住宅是指以工厂生产的钢型材构件作为承重骨架，以新型轻质、保温、隔热、高强的墙体材料作为围护结构而构成的居住类建筑。钢结构住宅产业化即是以钢结构住宅为最终产品，通过社会化大生产，将钢结构住宅的投资、开发、设计、施工、售后服务等过程集中统一成为一个整体的组织形式。钢结构住宅产业化是钢结构住宅发展的趋势。

1.2 钢结构住宅体系的特点

钢结构住宅与传统的建筑形式相比，具有以下的一些特点：

（1）重量轻、强度高。由于应用钢材作承重结构，用新型建筑材料作围护结构，一般用钢结构建造的住宅重量是钢筋混凝土住宅的二分之一左右，减小了房屋自重，从而降低了基础工程造价。由于竖向受力构件所占的建筑面积相对较小，因而可以增加住宅的使用面积。同时由于钢结构住宅采用了大开间、大进深的柱网，为住户提供了可以灵活分隔的大空间，能满足用户的不同需求。

（2）工业化程度高，符合产业化要求。钢结构住宅的结构构件大多在工厂制作，安装方便，适宜大批量生产，这改变了传统的住宅建造方式，实现了从“建造房屋”到“制造房屋”的转变。促进了住宅产业从粗放型到集约型的转变，同时促进了生产力的发展。

（3）施工周期短。一般三、四天就可以建一层，快的只需一两天。钢结构住宅体系大多在工厂制作，在现场安装，现场作业量大为减少，因此施工周期可以大大缩短，施工中产生的噪音和扬尘、以及现场资源消耗和各项现场费用都相应减少。与钢筋混凝土结构相比，一般

可缩短工期二分之一，提前发挥投资效益，加快了资金周转，降低建设成本3%-5%。

（4）抗震性能好。由于钢材是弹性变形材料，因此能大大提高住宅的安全可靠性。钢结构强度高、延性好、自重轻，可以大大改善结构的受力性能，尤其是抗震性能。从国内外震后情况来看，钢结构住宅建筑倒塌数量很少。

（5）符合建筑节能发展方向。用钢材作框架，保温墙板作围护结构，可替代粘土砖，减少了水泥、砂、石、石灰的用量，减轻了对不可再生资源的破坏。现场湿法施工减少，施工环境较好。同时，钢材可以回收再利用，建造和拆除时对环境污染小，其节能指标可达50%以上，属于绿色环保建筑体系。

二、装配式钢结构建筑发展趋势及展望

装配式建筑可以极大地促进混凝土结构、钢结构、木结构等绿色建筑材料的发展，是建筑材料的重大变革，还将带来建筑队伍结构的重大变革，这是实现高水平建筑节能和绿色建筑的重要途径。

节地:钢结构住宅得房率比普通混凝土结构可提高5%-8%。建筑节地主要考察在相同建筑面积情况下不同结构体系提供的有效建筑使用面积的多少，并以此作为反映建筑对土地资源消耗的情况。钢结构体系：钢结构（钢＋混凝土结构）住宅得房率提高3.95%；全钢结构住宅在建筑的节地性能较为明显，钢结构住宅使用面积提高约6.9%。

节水:钢结构住宅为工业化生产、现场装配化施工，建造过程中节水效益明显，钢结构比混凝土结构能够节约25.8%的施工用水。

节能:从建筑全生命周期节能分析—综合计算建筑材料的生产、运输、安装、运维，与现浇混凝土结构相比，钢结构资源消耗量较少，而且可回收冶炼，循环利用，降低了项目全生命周期内的碳排放量，单位面积能耗量降低14.6%。

节材:建筑节材主要分析建筑营建过程中主要建筑材料的消耗状况，并通过全生命周期评价法（LCA）加人对可回收材料的统计，对建筑全生命周期的材料资源消耗进行分析对比。钢结构住宅体系耗费的建筑材料少于常规结构体系住宅。主体结构采用钢结构，可回收冶炼，循环利用，利用率达70%-80%；龙骨采用冷弯薄壁型钢，可回收冶炼，灌浆料也可经粉碎处理循环利用；装配式楼承板底模可重复使用，降低成本，施工速度快，质量易于保证。减少粉尘污染:我国的建筑垃圾已占到垃圾总量的30%-40%，建筑施工的扬尘也是造成PM2.5的一个重要因素，造成雾霾一次次笼罩城市。万郡·大都城采用工业化、标准化和产

业化生产，现场装配，实现绿色施工。将工地的事情工厂做，室外的事情室内做，高空的事情地面做，危险复杂的事情机器做。实现绿色施工，可大幅降低扬尘、噪声及污水排放等污染，减少施工垃圾，节省木材资源，真正实现“天蓝、地绿、水净”的美好城市建设。

三、开发钢结构住宅所面临的主要问题

（1）采用怎样的材料和体系（包括楼板、墙体、厨卫等），才能与钢结构住宅相配套。钢结构住宅设计和施工技术已经较为成熟和完善，但楼板、墙板等的配套体系仍存在诸多问题尚未解决。楼板应具有较强的平面刚度和隔声效果，且施工应当方便快捷；外墙必须具备防潮、防湿、隔热、保温、防裂、防火等功能；内墙应具有隔声效果，并能灵活地安装与拆卸；厨卫设施也应该标准化设计。

（2）钢结构的致命缺陷是耐火性能较差，温度在200℃-600℃范围内时，随着温度的升高，钢材的屈服强度大幅降低；当温度达到600℃时，钢材则完全失去承载能力。钢材的耐腐蚀性也较差，其锈蚀速度与空气中湿度、温度和所处环境中的化学成分相关。钢材锈蚀对结构的使用寿命有很大影响，必须采取有效的防腐措施予以保护。