摘要:装配式钢结构住宅随着社会现代化与城市化的发展,住宅产业的规模逐渐得到扩大。住宅产业为了满足当代人们居住需求的标准化、工程建设的集约化与住宅构建的工业化,深入探讨装配式钢结构住宅的特点,对其优势加以全面的剖析,提升装配式钢结构建筑模式的影响力。文章以上述观点为中心论点,从发展装配式住宅的发展现状和装配式住宅的实践来探讨新型装配式结构体系的发展。
关键词:装配化;钢结构住宅;发展;应用
一、装配式钢结构住宅体系的优点
(1)周期短、质量高。装配式钢结构住宅都有特定的工厂进行定制,现场安装手段和前期设计都已十分成熟,因此各个工种之间配合默契,工作效率整体得到了有效的提高。
(2)自重轻、抗震性能优越。装配式钢结构采用的是轻型热轧型钢,楼面与墙体采用的也都是轻质材料,这样不仅减轻了建筑结构自重,还使截面受力更加合理。由于装配式钢结构轻巧,使其承受的地震作用减小,抗震能力大大提高,最终提高了住宅的安全性能。
(3)空间布置灵活、集成化程度高。钢结构住宅相对于钢筋混凝土结构的住宅而言,拥有更大的空间,由于其特殊的非承重墙,使其空间结构更大,住户们能够根据需要对空间布局进行再次分割且不会影响结构的稳定性。
(4)经济效益高。钢结构住宅由于其承载力强,可用很小截面积的构件代替传统住宅所用的构件,这在一定程度上节省了材料,并节约了基础处理费用;生产钢结构住宅部件的工厂都拥有固定的流水线生产模式,这种模式可节约大量的时间并减少了一部分不必要的模板费用。
(5)实现住宅建设工业化和产业化的目标。构成钢结构住宅的小部件都可通过工业化的方式生产,实现住宅体系产业化,提升住宅自身的使用价值。
(6)节能环保和走可持续发展的道路。装配式钢结构与传统的混凝土结构相比,生产过程中不会产生多余的废气废料对大气造成污染。随着科技的发展,装配式钢结构住宅的部件都可再回收利用,易于拆迁和改造,成为真正的绿色建筑。
二、我国装配式结构住宅的特点
2.1低层轻钢装配式住宅
这种结构作为冷弯薄壁型钢结构的一种,其热镀锌钢板厚度为1.2mm左右,轻钢龙骨的截面被轧成C形或U形。此种类型的装配式轻钢结构住宅体系可用墙板承重、极速合成,在施工过程中,低层轻钢装配式住宅不必进行涂装或焊接。因此低层轻钢装配式住宅体系拥有抗震性能优越、能源自给和保温性能好等多项优点,其在组成屋架、墙板的过程中,逐步向工业化模式发展。
2.2多、高层钢结构装配式住宅
为发展装配式钢结构建筑,大部分工厂选用节点斜撑加强型钢框架结构体系。这种结构体系由斜支撑、钢梁、立柱等组成,其作用原理是将压型钢板混凝土组合楼板支撑在钢梁上形成的主板支撑在立柱上,并在柱和梁之间安装一个斜支撑,使整体能合理的承受竖向荷载和抵抗水平力,这样形成的结构会更加稳固。此外,构件之间都是用高强螺栓连接,在施工过程中采用搭积木的方式将会提升现场工地的施工速度。
三、装配式住宅应用存在的问题及对策
1.行业不成熟导致应用受局限。我国钢结构建筑在大型公共基础设施的建造上应用的很多,新的航站楼、高铁站、体育场、会展中心、大剧院等都有应用,而这些都属于国家级项目,不但有来自国际的设计师参与,在安全与使用耐久度等方面也经过了专家多次的检验与认证。对于装配式住宅这个行业来说,技术与质量的监督、认证的专业人员较少,专家队伍也很难组成,单单从安全审批上,考虑到人们生命安全,装配式住宅还没有达到大规模生产的条件。
另外,我国与西方国家有国情上的不同,首先人口基数大,人口密度大,高层建筑才是我国城市建筑的首选,不能像欧美一些国家一样将房子做成独栋独户来应用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同时,相对于日本这样的人口密度也很大的国家,我国由于城市化发展起步较晚,且人们最集中的一线城市少,因此,在建造技术上,我国能够达到建造高层钢结构装配建筑水平的单位不多。
2.装配式建筑的市场化发展缓慢。装配住宅市场化程度低且发展缓慢,受到我国市场的影响,我国的装配式住宅设计、生产、安装施工、验收评定等技术标准尚未建立,项目大规模推广受到了阻力;加上国内具备总承包资质的企业目前不具备专业化生产能力,而少数具备能力的企业又无承包项目资格,装配式建筑一直没有形成大规模生产,规模效益无法体现。另外,由于装配式住宅在空间、土地占用上与传统建筑差别不大,且造价较高,地产商使用装配式建筑的利润空间较为有限,因此在入场方面有所顾虑。
装配式住宅市场化在我国是个相对缓慢的过程,首先要打破传统和观念,扶持和培育大型企业集团和集群,激发市场主体推进装配式住宅的积极性和创造性。其次,要加大科研投入,加强高强度、自保温、阻燃、长寿命、可循环、健康、吸附污染的轻型建材开发;同时也要加快项目建设体制改革,创造有利于装配式住宅发展的市场环境,促进建筑业结构调整。
四、发展、推广装配式钢结构住宅的有利条件和政策
4.1物质基础
自改革开放以来,我国钢产量飞速增长:从1978年年产量3000万t,到2004年超过2亿t,再到2008年钢产量突破5亿t,已连续多年位居世界钢产量首位,我国已逐步迈向钢铁强国行列。钢铁产业的迅猛发展不仅体现在产量上的增长,目前我国装配式钢结构住宅所用的轧制H型钢、冷弯薄壁型钢、高频焊接矩形截面型钢均已在莱钢、鞍钢和杭萧钢构等企业形成规模化生产。此外,国内建筑材料技术在近几年也取得了较大进展,各种形式压型钢板、ALC板、太空板、SP板、玻璃棉、石膏板、防火板、水泥纤维板都可以生产,各种螺栓以及防水密封材料都可以买到,这都为装配式钢结构住宅的发展提供了强有力的物质基础。
4.2技术条件
从大量引进国外先进钢结构生产、施工技术(如美国的巴特勒公司、ABC公司、澳大利亚的BHP公司、瑞士的ASTRON公司等),到逐渐形成具有研发、制造、施工能力的钢结构产业链,经历数十年的发展,我国钢结构产业已日趋成熟。目前,全国有资质的钢结构施工企业有3000多家,建成钢结构建筑面积上千万平方米,积累了大量的设计、生产以及施工经验。这为转型发展集成化程度更高的装配式钢结构住宅体系打下坚实基础。
4.3政策支持
从1999年国务院转发了原建设部等八部委关于推进住宅产业现代化,提高住宅质量的若干意见(国办发[1999172号文)文件,将住宅产业化列入了议事日程,要求在2005年之前初步建立住宅的工业化和标准化生产体系,在2010年之前初步形成系列的住宅建筑体系;到2013年1月1日国务院转发住房和城乡建设部与发改委的2013年1号文件《绿色建筑行动方案》中,提出推进“建筑工业化”的发展道路,倡导发展钢结构建筑以及预制装配式钢筋混凝土结构体系等;再到党的十八大报告中,明确提出具有我国特殊的“新型工业化道路”,倡导新型建筑的工业化发展。可以看出,我国在不断推进住宅产业化和建筑工业化的发展。这些政策的颁布和实施为推广应用标准化、绿色环保、可再生重复利用的装配式钢结构住宅体系提供了有力的政策保障。
结语
装配式钢结构住宅,可以实现构配件生产产品化、现场组装机械化、便于实现对全部结构的信息化管理,可以减少建筑垃圾,减少建筑施工对环境的不良影响,提高建筑质量,材料回收利用率高,符合建设生态文明社会的需要,将会在未来市场中得到越来越多的使用。
参考文献:
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[2]李晓明.装配式混凝土结构关键技术在国外的发展与应用[J].住宅产业.2011(06).
[3]张苏苹.装配式工业化住宅应用实例[J].山西建筑.2012(06).
论文作者:宝音
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第13期
论文发表时间:2019/1/22
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