装配式钢结构建筑发展展望

2018-06-21 11:26 钢构之窗 系统管理员

一、装配式钢结构建筑主要结构体系

低层轻型钢结构：主要用于轻型的工业厂房、仓库、超市、活动房屋、住宅等。

多高层、超高层钢结构：主要用于住宅和公共建筑等。

二、钢结构建筑的优点

真正具有装配式建筑天然优势的是钢结构。

钢结构强度高、断面小、自重轻、抗震性能好。

适合工厂化生产，在现场装配焊接，能熔成一体，保持了结构的整体性。

能满足多种建筑高度、多种建筑平面的需要。

能与非承重轻质墙体材料配套使用，施工安装工业化程度高。

我国已具备大范围推广钢结构的条件。

三、钢结构建筑的应用范围

钢结构体系，采用钢框架+钢支撑，或者钢框架+钢支撑+钢板剪力墙。为了减少侧移可以加上约束屈曲支撑、阻尼器。

高层办公建筑，或公共建筑，采用钢结构体系，外加石幕墙、金属幕墙、玻璃幕墙，技术上已很成熟。

大跨度工业建筑，钢结构应用，也已经很普及。

外围护采用幕墙结构的高档钢结构住宅（住宅公建化），在技术上已经没有问题，但这类高层住宅，造价高，工程项目并不多。

超高层钢结构建筑

1.钢结构办公建筑

超高层办公建筑-厦门财富中心:地上39层、186.50m（主屋面）、总高度192m、全钢结构、高宽比5.4、首层层高9.0m、标准层层高4.2m、避难层层高4.8m、加强层：14、24层。

2.钢结构公共建筑

大跨度公共建筑—— 厦门市嘉庚体育馆

3.钢结构工业建筑

工业厂房

4. 高端高层钢结构住宅

高端高层住宅：住宅公建化。主体结构可以是纯钢结构，外围护采用幕墙，但造价高，这类高层钢结构住宅项目并不多。

高端高层钢结构住宅--厦门帝景苑:全国最高的全钢结构住宅大楼；5幢，62层，建筑高度258米;高档内外装修外围护全部采用幕墙。

钢框架+钢支撑+钢板剪力墙（约束屈曲支撑、阻尼器、阻尼墙）

矩形钢管柱最大尺寸 2500*2500

钢管柱最大钢板厚度 80mm

灌芯混凝土强度 C70~C50

钢板厚度小于35mm时 Q235B、Q345B

钢板厚度大于35mm时 Q345GJ、Q390GJ

基础形式

大直径深井灌注桩、桩端持力层为中风化花岗岩，最大桩径4.50米，最大桩长50.0米，平均桩长30.0米。

组合箱形钢板剪力墙采用多个热轧H型钢或钢板通过焊接形成一字形，L形、T形、十字形、Z字形等形式箱形钢板剪力墙。每个腔内均在腹板或翼缘上设置栓钉，并且灌注高强混凝土。通过管腔内混凝土与钢板的协同工作，变成一片真正具有优越力学性能的组合箱形钢板剪力墙。

整体PC单元外墙利用目前成熟的PC装配式外墙工艺，由带保温的单元式整体外墙，与结构连接件组成。三明治式带保温装饰板外挂；施工快捷，装配率高；缺点：成本较高。                   

轻质混凝土条板嵌入式外墙采用轻质混凝土条板外墙，然后在其外做保温、装饰层。结构构件间嵌入砂加气混凝土条板；接近传统工艺，主体结构隐藏；成本较低；缺点：宜设置外脚手架方便作业。

结构体系为全钢结构，核心筒也是钢结构，可同步整体性施工。结构施工过程基本无须支模，现场施工人数仅同类砼结构的20%左右。多个作业面互相独立，无相互干扰。

七、高层钢结构住宅的建造优势

1. 总的结构造价增加较少。除了材料直接费用外，劳动力成本降低、施工模板减少等间接经济效益也明显，提高结构性能。结构构件匀质性好，使各构件受力均匀合理，        

2. 确保结构的安全可靠。结构断面明显减小，减轻了结构自重，有利于结构抗震，节省地基基础成本。

3. 提高建筑使用空间。总建筑面积和建筑总高度不变，由于减小了构件尺寸，而增大了使用面积。

4. 缩短施工周期。机械化施工，可以大大缩短施工周期。地下室可用逆作法施工，可进一步缩短工期。

八、发展各类钢结构住宅

钢结构住宅包括各类高层、超高层住宅，城镇低多层钢结构房屋。我国这类钢结构房屋规模偏小，每年建设量仅占房屋新建面积的不足2%。

在城市密集区，由于土地稀缺，适宜推广超高层钢结构住宅。

汶川地震时，农村灾区房屋损毁最严重。主要是存在大量没有抗震设防的房屋。为了从根本上彻底解决这一问题，应借鉴欧美等发达国家的经验，在乡镇和农村，积极推广轻钢结构和木结构等抗震性能优良的结构体系。轻钢结构，抗震能力强。可重点推广集设计、制作、安装、装修、整体厨卫为一体的轻钢集成住宅。

1. 大城市适宜推广高层钢结构住宅

超高层住宅：在城市密集区，由于土地稀缺，适宜推广超高层钢结构住宅。

2. 在乡镇和农村适宜推广轻钢集成住宅

 住宅建设可衍生出集设计、制作、安装、装修、整体厨卫为一体的集成住宅产业，工厂化生产，工地现场安装。应加大轻钢结构住宅的推广力度。将轻钢住宅发展成为集成住宅市场的主力。

轻钢集成住宅体系

轻钢集成住宅：以冷弯薄壁型钢构件为结构骨架，采用工厂化生产的板材集成装配。截面小、自重轻，使用面积可提高5-10%，还可显著降低基础造价。建筑造型独特，室内布置灵活，抗震性能好，绿色低碳。

工厂化定制，现场装配

 ①　施工快捷:建造过程采用干法作业，现场只需经过“搭积木”式的简单拼装即可完成。

②　人工成本低:新型房屋采用工业化大规模生产，工厂预制化率高，极大降低了施工现场人工成本。

③　高品质:工厂化集成生产确保房屋各部品部件间精准衔接，降低现场施工产生各种误差的可能性。

安全放心

①　 抗震防风:满足9度烈度抗震设防要求可抵御12级台风。

②　自重轻:约为传统砖混结构1/5-1/4。

③　防火安全全面采用A级不燃型防火材料外墙>2小时 内墙>1小时）

舒适宜居

①　保温隔热/通风防潮：“双保温”＋“双隔层” 墙体技术，单向呼吸纸”室内潮气可向外透出。

②　隔声降噪:超过五星级酒店的隔声标准。

③   布局灵活/得房率高:外墙承重为主/室内承重墙少且规范墙体厚度约为传统结构的1/2,套内面积增加约10% 以上.北新房屋--轻钢住宅

九、建筑的发展方向是钢结构

中国多个具有标志性的知名建筑都是钢结构建筑，“鸟巢”、国家大剧院、中央电视台、世界最大天文望远镜FAST ……，凭借“绿色”、可持续、强度高、抗震能力强等“先天优势”，钢结构建筑如雨后春笋，蓬勃兴起。

 大跨度钢结构在体育馆、会议展览中心、车站、候机楼等大空间公共建筑中的应用越来越多，钢结构已从一种结构设计工具变成一种建筑思潮。钢结构已经具有建筑美学和建筑工具的双重内涵。

 钢结构建筑缘何兴起？这离不开钢结构固有的“先天优势”。钢结构抗震能力强、施工速度快、工期短，构件加工精度高、安装尺寸相对精准，可控性强。若建筑方案追求大胆创意和独特造型，结构体系非钢结构莫属。

 钢结构性价比好，特别适用于高层建筑、大跨度建筑、大悬挑建筑、高耸建筑。和传统的钢筋混凝土结构相比，钢结构具有自重轻、抗震性能好、工期短、易修复、基础造价低、材料可回收和再生，节能、省地、节水等优点。推动钢结构在建筑中的应用，是绿色建筑发展的迫切需要。从建筑的全寿命周期考虑，钢结构使用寿命结束后，拆下来的钢材可再循环使用，减少建筑垃圾，符合循环经济的原则，是对城市环境影响最小的一种结构形式。

推动钢结构在建筑中的应用，将使建筑业从传统作业方式向现代化施工模式提升。钢结构在工厂进行标准化制作，在施工现场快速拼装，使建造过程无噪音，无大气污染，无污水排放。这是对传统建造模式的重大变革，可明显改善施工环境，大大提高作业功效，显著缩短施工周期。

十、装配式钢结构建筑发展展望

我国是产钢大国，但不是钢结构应用强国。建筑钢结构用材占全国钢材总产量不足6%，与发达国家占50-60%的比重相比，还有很大的差距，也就是说，钢结构的发展还有很大的空间。

随着政府对建筑钢结构应用的鼓励和扶持，特别是我国经济持续高速增长，高度高、规模大、跨度长、造型特的高层建筑、公共建筑、工业建筑等大批建设项目待建，为建筑钢结构提供了广阔的应用前景。

钢结构建筑是绿色建筑的主要代表，为了节能减排、绿色环保，减轻建筑在建造、使用、拆除的全生命周期内对环境资源的压力，为了材料的可循环、再利用，更为了可持续发展，推广应用钢结构已越来越成为全社会的共识。

钢结构研发投入逐年增加，钢结构应用的关键技术难题不断被攻克。国内多家设计研究机构、钢结构制造企业，在解决钢结构住宅应用瓶颈方面，有了突破性进展，逐步为高层钢结构住宅的大面积推广应用扫清了障碍。建筑钢结构迎来了大规模推广应用的春天。

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