關(guān)于綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的探析

1、關(guān)于綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系的探析金江要：發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑，可化解鋼鐵產(chǎn)業(yè)過剩產(chǎn)能，推進(jìn)建筑綠色化、工業(yè)化、 信息化。在國家政策推動(dòng)下，我國裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑從1.0時(shí)代快速邁向2.0時(shí) 代，發(fā)展了以傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)形式為基礎(chǔ)的改進(jìn)型建筑體系，模塊化新型建筑體系和 工業(yè)化住宅建筑體系。新形勢(shì)下，預(yù)制混凝土構(gòu)件解決了鋼結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)難題，不 同墻體交叉應(yīng)用發(fā)展了新型圍護(hù)系統(tǒng)，信息化技術(shù)促進(jìn)了建筑業(yè)跨越式發(fā)展。全 裝配鋼框架和盒子型模塊化裝配體系是新型低、多層模塊化建筑體系，其采用“建 筑元器件”的設(shè)計(jì)概念，以結(jié)構(gòu)構(gòu)件或建筑功能單元

2、為基本元件組合而成，具有 構(gòu)件裝配化、圍護(hù)一體化、生產(chǎn)工廠化等特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：鋼結(jié)構(gòu)；裝配式；體系創(chuàng)新；工業(yè)化；模塊化；1綠色裝配式鋼結(jié)構(gòu)及產(chǎn)業(yè)政策在供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革大背景下，去產(chǎn)能、去庫存、去杠桿成為了社會(huì)熱詞。 通過大力推廣、發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑，既可化解鋼鐵產(chǎn)業(yè)過剩產(chǎn)能，也可推進(jìn)建筑綠 色化、工業(yè)化、信息化，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑是指：標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工業(yè)化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝 修、信息化管理、智能化應(yīng)用，支持標(biāo)準(zhǔn)化部品部件的鋼結(jié)構(gòu)建筑。發(fā)展裝配式 鋼結(jié)構(gòu)建筑是建造方式的重大變革，是推進(jìn)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革和新型城鎮(zhèn)化發(fā)展 的重要舉措，有利于節(jié)約資源、減少施工污染、提升勞動(dòng)生產(chǎn)效率

3、和質(zhì)量安全水 平，有利于促進(jìn)建筑業(yè)與信息化工業(yè)化深度融合、培育新產(chǎn)業(yè)新動(dòng)能、推動(dòng)化解 過剩產(chǎn)能。2國內(nèi)外裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系裝配式建筑一般從結(jié)構(gòu)材料上分為：預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系、裝配式鋼 結(jié)構(gòu)體系、裝配式混合結(jié)構(gòu)體系。鋼結(jié)構(gòu)具有良好的機(jī)械加工性能，易拼裝，輕 質(zhì)高強(qiáng)，適合建筑的模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、工廠化、裝配化和信息化，符合創(chuàng)新、協(xié) 調(diào)、綠色、開放、共享的發(fā)展理念。2.1國外裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑國外的鋼結(jié)構(gòu)建筑產(chǎn)業(yè)化主要集中在低層裝配式鋼結(jié)構(gòu)。澳大利亞冷彎薄壁 輕鋼結(jié)構(gòu)體系應(yīng)用廣泛，如圖1所示。該體系主要由博思格公司開發(fā)成功并制 定相關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，具有環(huán)保和施工速度快，抗震性能好等顯著優(yōu)點(diǎn)。圖1冷彎

4、薄壁輕鋼結(jié)構(gòu)意大利bsais工業(yè)化建筑體系適用建造1層8層鋼結(jié)構(gòu)住宅，具有造型 新穎、結(jié)構(gòu)受力合理、抗震性能好、施工速度快、居住辦公舒適方便，在歐洲、 非洲、中東等國家(地區(qū))大量推廣應(yīng)用。瑞典是世界上建筑工業(yè)化最發(fā)達(dá)的國家，其輕鋼結(jié)構(gòu)建筑預(yù)制構(gòu)件達(dá)到 95 %o此外，較為典型的裝配式建筑體系還有：美國的lsfb輕型鋼框架建筑 體系、fi本給水住宅株式會(huì)社的sekisui和toyotahomes住宅體系等。國外裝 配式多高層鋼結(jié)構(gòu)建筑比較具有代表性的結(jié)構(gòu)體系是美國鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)規(guī) 范中規(guī)定的kaiser bolted bracket體系，其使用范圍一般局限于多層建筑，如 圖2、圖3所示。另外一

5、種是日本提出的高層巨型鋼結(jié)構(gòu)建筑體系，該建筑將 結(jié)構(gòu)構(gòu)件與各房間的建筑構(gòu)成分離開，結(jié)構(gòu)主體為由鋼柱、鋼梁及支撐構(gòu)成的純 鋼框架。圖2 kaiser支托螺栓連接節(jié)點(diǎn)圖3 conxtechconxr和conxl型連接節(jié)點(diǎn)國外裝配式復(fù)合墻板主要是在1970年以后發(fā)展起來的，美國的輕質(zhì)墻板以 各種石膏板為主，以品種多、規(guī)格全、生產(chǎn)機(jī)械化程度高而著稱；日本石棉水泥 板、蒸壓硅鈣板、玻璃纖維增強(qiáng)水泥板的生產(chǎn)居世界領(lǐng)先水平6；英國以無石 棉硅鈣板為主；德國、芬蘭以空心輕質(zhì)混凝土墻板牛產(chǎn)為主。2.2國內(nèi)裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑我國裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑起步較晚，但在國家政策的大力推動(dòng)下，鋼構(gòu)企業(yè)和 科研院所投入大量精力研發(fā)

6、新型裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系，鋼結(jié)構(gòu)建筑從1.0時(shí)代快速 邁向2.0時(shí)代。1.0鋼結(jié)構(gòu)建筑僅是結(jié)構(gòu)形式由混凝土結(jié)構(gòu)改為鋼結(jié)構(gòu)，建筑布 局、圍護(hù)體系等一般采用傳統(tǒng)做法。2.0鋼結(jié)構(gòu)建筑實(shí)現(xiàn)了建筑布局、結(jié)構(gòu)體系、 圍護(hù)體系、內(nèi)裝和機(jī)電設(shè)備的融合統(tǒng)一，從單一結(jié)構(gòu)形式向?qū)Ｓ媒ㄖw系發(fā)展， 呈現(xiàn)出體系化、系統(tǒng)化的特點(diǎn)。目前，國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)建筑體系主要分為三類。(1) 以傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)形式為基礎(chǔ)，開發(fā)新型圍護(hù)體系，改進(jìn)型建筑體系。設(shè)計(jì)階段摒棄“重結(jié)構(gòu)、輕建筑、無內(nèi)裝”的錯(cuò)誤概念，實(shí)行結(jié)構(gòu)、圍護(hù)和 內(nèi)裝三大系統(tǒng)協(xié)同設(shè)計(jì)。以建筑功能為核心，主體以框架為單元展開，盡量統(tǒng)一輕鋼龍骨吊頂冷暖一體機(jī)給水系統(tǒng)排水系統(tǒng)匸業(yè)化部品內(nèi)裝故障

7、檢修系統(tǒng)洗衣機(jī)托盤整體衛(wèi)浴4m w-主動(dòng)新風(fēng)系統(tǒng)干式地曖居家護(hù)理適老柱網(wǎng)尺寸，戶型設(shè)計(jì)及功能布局與抗側(cè)力構(gòu)件協(xié)同設(shè)置；以結(jié)構(gòu)布置為基礎(chǔ)，在 滿足建筑功能的前提下優(yōu)化鋼結(jié)構(gòu)布置，滿足工業(yè)化內(nèi)裝所提倡的大空間布置要 求，同時(shí)嚴(yán)格控制造價(jià)，降低施工難度；以工業(yè)化圍護(hù)和內(nèi)裝部品為支撐，通過 內(nèi)裝設(shè)計(jì)隱藏室內(nèi)的梁、柱、支撐，保證安全、耐久、防火、保溫和隔聲等性能 要求，如圖4所示。圖5.箱型房圖4工業(yè)化圍護(hù)和內(nèi)裝部品(2) “模塊化、工廠化”新型建筑體系。模塊化建筑體系可以做到現(xiàn)場(chǎng)無濕作業(yè)，全工廠化生產(chǎn)7,較有代表性的 體系包括拆裝式活動(dòng)房和模塊化箱型房。其中，拆裝式活動(dòng)房以輕鋼結(jié)構(gòu)為骨架, 彩鋼夾芯板

8、為闔護(hù)材料，標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)進(jìn)行空間組合，主要構(gòu)件采用螺栓連接，可方 便快捷地進(jìn)行組裝和拆卸；箱型房以箱體為基本單元，主體框架由型鋼或薄壁型 鋼構(gòu)成，圍護(hù)材料全部采用不燃材料，箱房室內(nèi)外裝修全部在工廠加工完成，不 需要二次裝修，如圖5所示。3展望實(shí)現(xiàn)由建筑產(chǎn)業(yè)大國向建筑產(chǎn)業(yè)強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變，已經(jīng)成為新吋期我國建筑產(chǎn)業(yè) 發(fā)展而臨的重大課題。未來鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展規(guī)劃應(yīng)重點(diǎn)考慮以下幾方而：(1) 進(jìn)一步完善現(xiàn)有鋼結(jié)構(gòu)體系在各類建筑中的應(yīng)用，擴(kuò)大應(yīng)用范圍，大力 研發(fā)適用于不同建筑類型的鋼結(jié)構(gòu)新體系。(2) 推動(dòng)建造方式創(chuàng)新，推廣裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑，為實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)建筑產(chǎn)業(yè)化 提供成套技術(shù)，通過標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配式施工、一體化裝修、信息化管理、智能化應(yīng)用，促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。(3) 健全建筑法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范體系，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)逐步與國際接軌， 加快推進(jìn)修訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，促進(jìn)關(guān)鍵技術(shù)和成套技術(shù)研究成果轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)規(guī) 范。參考文獻(xiàn)1尹靜，查曉雄.箱式集成房折疊單元?jiǎng)傂栽囼?yàn)及有限元分析j工業(yè)建筑,