摘要：发展新型建造方式，大力推广装配式建筑，减少建筑垃圾和扬尘污染，缩短建造工期，提升工程质量。完善部品部件标准，实现建筑部品部件工厂化生产。鼓励建筑企业装配式施工，现场装配。钢结构建筑天然就是符合装配式建筑特点的结构形式。作为一种全装配式的建筑结构形式，钢结构建筑的所有结构构件都是在工厂完成加工的。结构构件在加工厂完成生产运输到工程现场后，完全通过螺栓连接、焊接方式组装成最终结构，本身不存在湿作业，施工速度快、现场人员少、对环境影响小，是一种工业化程度极高的结构形式。本文从深圳某住宅项目实际案例，进行不同方案的对比分析，论述了钢结构建筑在超高住宅应用时显现的优势。
关键字：装配式 钢结构
1项目概况
此项目位于深圳市横岗区，按照50年设计使用年限进行设计；建筑安全等级为二级，结构重要性系数为1.0；建筑抗震设防类别属标准设防类；场地的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.10g，设计地震分组为第一组，建筑场地类别为Ⅲ类；基本风压为0.75kN/m2，承载力设计时取基本风压1.1倍，地面粗糙度类别为C类。基础设计等级为甲级。建筑桩基安全等级为一级。结构高度为129.3m，建筑平面图如图1所示，平面凹凸不规则。
图 1建筑平面图
图 2 结构三维模型
2不同结构方案对比
本文采用钢筋混凝土结构和钢结构两种结构方案进行对比分析。本项目采用钢筋混凝土结构方案，属于B级高度，属于超限高层建筑；采用钢结构方案，则不超限。本文采用传统钢筋混凝土剪力墙体系和钢管束组合剪力墙体系进行对比分析，具体分析结果详见下表：
表 1两种方案计算对比
表3 经济性对比（土建费用）
表5 综合对比
注：“*”表示差；“**”表示中等；“***”表示好。
从上面一系列对比中可以直观直接的看出，几项主要成本（地上直接工程和施工措施费用等）普通钢筋混凝土剪力墙方案造价低于钢结构方案，但是优势并不明显，随着结构的高度增加，混凝土方案的造价增长明显，而钢结构方案的造价增加相对缓慢，钢结构方案的造价已经接近混凝土方案。
此外，钢结构方案还具有下面这些不便于直接比较的优势：
1) 钢结构方案自重减轻约20%~30%，相应的基础费用会减少；
2) 采用钢结构方案后，对于低烈度区100米以下住宅，竖向构件截面减小带来的建筑净使用面积提高约1%~3%，对于高烈度区100米以上住宅，竖向构件截面减小带来的建筑净使用面积提高约3%~8%，总之高度越高、烈度越高，节省的使用面积越高，由此带来的间接经济效益暂未作考虑。
3)根据实践经验，一般普通混凝土住宅的施工速度大概为5天/层，装配式混凝土由于我国目前尚属于起步阶段，施工速度不增反减，大概需要6天/层。而钢结构建筑由于工业化程度深，建造工期能大大缩短，达到2.5天/层，仅为普通混凝土建筑工期的一半。由于采用钢结构方案，其工期可缩短一半，可以提前售房、交房，这对财务成本的影响颇为可观。
4)钢结构同时还具有绿色、环保、节能，可回收再利用的优势；由于质量轻、延性好、强度高等特性，钢结构具有优异的抗震性能，尤其适合在高烈度区使用。
综上所述，随着住宅高度增加，传统混凝土方案的成本优势会逐渐降低。考虑到其他综合效益，钢结构住宅的经济性并不比混凝土方案差。而对于高烈度区的住宅，钢结构方案的优势则体现得更明显。
3钢结构住宅方案存在的几个问题及几点建议
1)楼板震动及舒适性：折中的做法是采用钢筋桁架加混凝土楼板；已经有第四代装配式钢筋桁架楼承板，底模板可重复利用；
2)钢结构现场焊接量大：采用高频矩形钢管混凝土柱、高频焊接钢梁，均在工厂一次性完成；节点可采用横隔板式连接，标准螺栓连接等；
图5 横隔板式梁柱连接节点
3)钢构件防火：采用厚涂型防火涂料外包加气混凝土板；在钢结构表面喷涂防火涂料后，四周包裹加气混凝土板；以纤维水泥板和防火涂料的耐火隔热作用来提供钢结构的耐火极限；
4)钢结构的防腐：在钢构件表面涂防腐涂料再喷涂防火涂料；用加气混凝土板包裹，进一步使构件与空气中的水和氧气隔离，达到更为有效的防腐目的；
5)表面观感：采用外包加气混凝土板厚，与混凝土观感相差无几；利用空隙解决了管线敷设等问题；
6)墙体隔音、防火及传热：采用150mm的墙做分户墙，计权隔声量为43.6dB(大于住宅规范规定的分户墙计权隔声量应不小于40dB的要求)；材料燃烧性能达到GB8624A级；200厚灌浆墙的传热系数为0.96，相当于600mm厚度的砖墙。
针对钢结构住宅中存在的这些普遍性问题，以前的思路只从结构专业方面来寻找解决方案。如果要系统地解决以上问题，需要建筑、结构、机电、经济全专业一起协同，提出一套有效的综合解决方案。所以这些问题都不再是问题。
4结束语
钢结构在我国工程领域中已经实践多年，技术较为成熟，钢构产业也较装配式混凝土更为完善。因此，在推广装配式建筑的进程中，钢结构比装配式混凝土结构具有天然的优势。钢结构住宅所面临的这些问题无一是钢结构本身的问题，也不是钢结构本身所能解决的，只有采用系统的方法，以建筑专业为龙头，与结构、机电、室内、经济各专业共同协同工作，才有可能解决传统钢结构住宅中出现的问题，并充分发挥钢结构的优势。钢结构住宅的推广是大势所趋，对于超高层住宅来说采用钢结构住宅的经济性优势也很明显。
参考文献：
[1] 赵钿，刘冬贺，潘磊，等. 钢结构住宅的六个系统性问题及解决方案[J].建筑技艺2016(08).
论文作者:刘双双
论文发表刊物:《防护工程》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/20
标签：钢结构论文; 建筑论文; 方案论文; 混凝土论文; 住宅论文; 结构论文; 烈度论文; 《防护工程》2018年第21期论文;