浅谈装配式钢结构住宅

郑州东方钢结构装饰有限公司董事长 南郁森

（图1-杭萧钢构包头万郡.大都城工程）

（图2-装配式钢结构住宅组成）

随着城市现代化建设速度的加快和国民经济的迅速发展，人们对住房的需求大大增加和对居住品质的高要求，促进了我国的房地产持续空前发展。同时，大量的农村人口涌入城市以及一系列刺激住宅市场政策的颁布大大激发了我国房地产市场，也为住宅产业化的发展创造了有利的环境。

随着本世纪民用钢结构建筑的迅猛发展，人们预料未来是金属结构的舞台，钢结构将成为新建筑时代的脊梁，高速度发展的经济需要钢结构。因此，钢结构的建筑无疑将成为未来建筑的主流。

与其它住宅建筑结构形式相比，钢结构住宅是一种最符合“绿色建筑”概念的结构形式，仇保兴指出：住宅装配化是绿色建筑的最佳捷径，而钢结构建筑是住宅装配化的最佳选择。是有利于保护环境、节约能源、降低能耗的建筑。在环保、节能、高效、工业化生产等方面具有明显优势。因此钢结构最适用于工业化生产，可以将钢结构住宅的设计、生产、施工、安装通过BIM体系实现一体化，变“现场建造”为“工厂制造”，提高住宅的工业化和商品化水平。目前，以杭萧钢结构集团为引领的我国钢结构建筑产业，不但在全国引发了建筑产业的革命，而且已走向世界市场。

同时，钢结构住宅自重轻，基础造价低，能适用于软弱地基，应用范围广泛；其施工安装便捷，缩短施工周期，减少施工成本，且可以实现现场干作业，降低环境污染，材料还可以回收利用，符合国家倡导的环境保护政策，因而其在住宅市场有着良好的应用前景。

装配式钢结构住宅是指由在工厂预制的钢构件装配组成基础结构，配套工厂化生产的内、外墙体和现浇楼板在现场完成组装的住宅结构体系。装配式钢结构住宅的优势主要表现在以下几个方面：

（1）强度高、自重轻、刚度大，同时由于钢材的均质性和韧性好，可承受较大变形，在动力荷载作用下，有稳定的承载力；

（2）能有效保证构件质量，预制的零件在工厂内完成，各部门分工协作，使得制作质量可靠、尺寸精准、安装方便。同时节约了劳动力成本，劳动强度低，方便实现机械化生产；

（3）工期短、工程进度快，钢构件在工厂制作，减少现场工作量，缩短施工工期，符合产业化要求，比较现浇施工减少了混凝土的养护时间；

（4）商业化性能高，与混凝土结构建筑相比，钢结构建筑更容易实现设计的标准化和系列化、构配件生产的工业化、现场施工的装配化、完整建筑产品供应的社会化，可集中力量实现大规模批量生产；

（5）抗震性能好，相比混凝土这种脆性材料，钢结构具有更好的抗震性能。而我国是一个地震多发国家，抗震设防6度以上的地区遍及全国。因此，有必要研发并推广抗震性能好的钢结构建筑体系；

（6）对环境污染小，减少了噪音污染、光污染、空气污染，废水、废弃物的排放。同时具有生态环保的优点，改建和拆迁容易，材料的回收和再利用率高，且采用装配化施工的钢结构住宅，占用的施工现场少，施工噪音小，可减少建筑施工过程中产生的建筑垃圾；

（7）结构布置灵活方便，在使用过程中易于改造且给人带来舒适感，使得钢结构住宅深受广大用户的喜爱，具有广泛的市场应用前景；

（8）空间利用率高，有效使用面积大，与传统的混凝土住宅相比多出3%～8%的使用面积。据测算，与传统建造方式比较，装配式钢结构住宅可减少建造用水量80%以上，减少材料浪费20%以上，减少建造垃圾约80%，综合节能70%以上，降低建筑后续维护费用95%左右。同时，可减少施工场地占用，提高土地利用效率。由于钢结构材料100%可回收或降解，在建筑物拆除时，不会造成垃圾；

（9）综合成本低，钢结构施工只需要很少的人工，即可完成整个建设过程，算上钢材价格的大幅下降，以及地基和人工节省下来的费用，新型装配式钢结构住宅的综合成本造价与传统的混凝土建筑已经非常接近。 

我国现阶段装配式钢结构住宅建筑体系起步很晚，但是发展速度快，主要可概括为低层轻钢小住宅，多、高层轻钢结构住宅两类。

1、低层轻钢结构住宅

我国在20世纪80年代末90年代初开始引进日本及欧美的轻型装配式小住宅。

（1）轻钢龙骨承重墙体系

此类住宅以轻钢龙骨为承重体系，板材起围护结构体系和分割空间的作用。该类体系比较适用1～3层的低层装配式轻钢住宅，不适用强震区的高层建筑。而且该体系成本造价相对较高，更适合于消费水平比较高的轻钢结构别墅住宅群体；

（2）钢框架结构体系

这种体系采用的是型钢梁柱框架结构。该类体系一般适用6层以下的多层建筑，不适用强震区的高层建筑，且用于高层建筑经济性相对较差。

2、多层和小高层轻钢结构住宅体系

多、高层房屋钢结构体系主要有：纯框架体系、框架-支撑体系、框架-核心筒体系、交错桁架体系和框架剪力墙体系等。该类体系适用于抗震区的多、高层建筑，经济性能好，可广泛应用于民用住宅。

建筑将来发展方向就是工业化，标准化，多样化和系列化。装配式在日本、美国等国家已经发展很多年了，而且非常成功。我国装配式钢结构住宅研究起步较晚，到1994年才正式提出住宅产业化的概念。由于近现代我国广泛借鉴国外发展较好的装配式钢结构住宅的经验，结合我国国情，进一步改进标准化设计方法，提高构配件生产能力，发展新型建筑体系和建材，在施工工艺、建筑能力和建筑速度方面都有了一定程度的提高。

装配式钢结构住宅作为新兴发展起来的结构体系，设计必须把整个建筑物作为一个工业产品整体来考虑。各项技术经济指标必须满足现有的国家技术性能标准。装配式钢结构住宅想要稳定持续健康发展，必先解决产业化、体系化、标准化和模数化等四大难题。

工业化的重要内容是标准化，工业化的必要条件是个性化。提倡住宅建筑设计个性化不等于自由化，在个性化中间存在着不可缺少的标准化，标准化的构配件、标准化的模数，使社会化大生产的产品在一个工程中得到合适的使用，这就意味着用最少的资源，最少的时间，实现最高效的工作成果。

住宅产业化是我国住宅发展的必经之路，因为这将成为我国经济发展的新增长点。装配式钢结构住宅体系易于实现工业化生产，标准化制作，而与之相配套的墙体材料可以采用节能、环保的轻型材料，它属于绿色环保建筑，可再生重复利用，符合可持续发展的战略，因此装配式钢结构住宅成套技术的研究成果必将大大促进住宅产业化的快速发展，直接影响着我国住宅产业的发展水平和前景。装配式钢结构住宅的发展将带动住宅施工行业的产业转型升级，带动建筑业的一场产业革命。

（本文刊载《郑州建设》2014年第四期，转载请署名出处）