李燕慈
中山市众乐房地产开发有限公司 528400
摘要：中国住宅产业需要向标准化以及集约化发展，大力倡导钢结构住宅是未来的发展趋势，本文章笔者主要对中国装配式钢结构住宅存在的问题，以及国内国外的装配式钢结构住宅体系做进一步的分析。
关键词：装配式住宅；钢结构体系；发展与应用
一、装配式钢结构住宅的优势
装配式钢结构住宅是通过统一的、标准的建筑部品规格把钢构件制作成房屋部件以及单元，接着运送到施工现场装配就位所生产的住宅。和以往的传统住宅结构相对比，装配式钢结构住宅有如下优点。
（1）实现住宅建设的工业化和产业化
装配式钢结构住宅一切的部件能够使用工业化生产方式，实现技术集成化，这样可以提升住宅的使用功能及其科技含量。
（2）综合经济效益高
由于钢结构承载力很强，并且构件的截面小可以节省材料；所以可以减少基础处理的费用与难度；装配式钢结构住宅部件工厂的流水线生产模式，一定程度上减少了模板费用以及人工费用等。
（3）空间布置灵活、集成化程度高
与钢筋混凝土结构住宅相对比，钢结构住宅开间能做到相对的大，而且其墙体大多数是非承重墙，平面空间布置自由，用户们能够根据需要做再次的分割或者是布置并且不会影响到结构的可靠性。与此同时，通过合理的设计之后，能够把室内水电管线与吊顶融合于墙体中，从而实现住宅智能化的综合布线系统，以确保室内空间的完整。
（4）自重轻、承载力高、抗震性能优越
装配式钢结构住宅正常承重构件都是利用轻型热轧型钢以及薄壁钢管，这样截面受力就会更加的合理，此外楼面与墙体也都是使用轻质材料，在相同荷载的作用之间下，能够减轻建筑结构自重30％。因为质量大约只有钢筋混凝土住宅的1/2，让装配式钢结构住宅于地震发生时承受的地震作用相对的小，可以有效的发挥钢材强度高、塑性变形能力强的特点，可以很好的提升住宅的安全性。并且较轻的质量还能减少基础造价和安装等的一系列开支。
（5）环保节能和可持续发展
和传统的混凝土结构不一样，装配式钢结构住宅在生产与建造过程中，没有产生很多的废料对环境造成严重的污染，有的是工厂的加工以及现场的装配，在降低能耗的时候，更减少了现场施工噪声以及工作量。与此同时，装配式钢结构住宅易进行于拆迁与改建，并且材料的利用率与回收很高，能够实现建筑异地再生，成为真正的绿色建筑。
（6）建造周期短、产品质量高
由于装配式钢结构住宅具有工厂预制、现场安装的特点，前期设计和现场的生产手段结合紧密，便于各工种之间协调一致，提高整体效率。
二、我国装配式钢结构体系存在的问题
目前我国住宅主要的结构形式是钢筋混凝土结构，钢结构住宅虽然具有更多优点，但在国内房地产行业中的应用还是处于滞后状态。要想实现钢结构住宅的标准化生产、装配化施工，必须由结构体系、配套技术、围护体系等方面进行，解决装配式钢结构住宅中所存在的问题。对于目前中国钢结构住宅装配化来说，要解决如下的几个问题。
（1）没有形成统一的标准化模数体制，钢结构住宅规范体系不够完善。
（2）现场的拼接节点形式突破不了传统钢结构连接形式，并且现场装配的效率不高。
（3）装配式建筑施工技术不先进，施工人员水平不高；现场施工程序混乱；施工验收标准不完善。
（4）装配式钢结构住宅的围护结构与厨卫设施不够完善，没有形成一套完整的装配式体系。
（5）建筑部品标准化以及通用化程度低，预制部件的集成化程度与科技含量低，无法有效减少房屋综合营造成本。
三、国内装配式钢结构住宅的结构形式与特点
中国的装配式钢结构住宅体系研究发展相对较迟，从1994 年提出住宅产业化的概念开始。经过了20 年的发展，中国目前的装配式钢结构住宅体系的发展分为：低层轻钢装配式住宅和多、高层钢结构装配式住宅。
（1）薄板钢骨住宅体系
此结构是冷弯薄壁型钢结构的一种特殊形式，使用1.0 ～ 1.3mm厚的热镀锌钢板，通过辊轧成截面为C 形以及U 形的轻钢龙骨；在组成墙板、屋架过程中，形成工厂化的规模生产；在现场进行施工的过程中，不必进行涂装或者焊接，是一种墙板承重、可以极速合成的装配式轻钢结构住宅体系。薄板钢骨住宅体系结合了多项现代高科技的优点，拥用抗震性好、保温性好和能源自给的特点。
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（2）多、高层钢结构装配式住宅
着重发展装配式钢结构建筑，可采用节点斜撑加强型钢框架结构体系。此种结构体系主要由钢梁、立柱、斜支撑等等组成，把压型钢板混凝土组合楼板支撑于钢梁上形成主板，将主板支撑在立柱上，在柱和梁间安装斜支撑，斜支撑需要加强节点的连接，这样连结成整体能更合理地承受竖向荷载以及抵抗水平力，结构具有更好的稳定性。此外，承重构件都是使用高强螺栓连接，围护系统使用工厂化一体成形的构件，所以此体系的施工能使用搭积木的方式，可以使现场施工的速度加快。
四、国外装配式钢结构住宅的发展和现状
装配式钢结构住宅体系源于欧美地区，经过长期的发展，形成了一套非常成熟的技术，在日本还得到了更进一步的开发与研究，成为了当今改善人们生活居住环境的优质产品。
4.1欧美装配式钢结构住宅体系
典型的欧美装配式钢结构住宅使用的是轻钢龙骨体系，此体系的楼盖和承重墙体与围护结构都是由冷弯薄壁型钢以及组合件组成，通过螺栓及扣件进行连接，正常适用于3 层以下的联排和独立住宅。作为“密肋型结构体系”之一，轻钢龙骨住宅主要具有以下优点：
A：无需进行二次装修；
B：布置灵活、空间大；
C：拥有很强的抗震性能；
D：基础费用和重轻与运输安装费用省；
E：每一种配件都可以由工厂化生产，并且质量好、精度高；
F：施工速度快、建筑垃圾少、施工安装简单、材料容易回收；
G：室内水电管线能够藏在楼板与墙体的结构中，能确保室内空间的完整。
4.2日本装配式钢结构住宅体系
由于日本是最早在工厂里生产住宅的国家，由20 世纪50 年代就已经开始发展工业化住宅体系。日本最初的工业化住宅主要分成：钢筋混凝土结构、钢结构与木结构。可是通过多年来的发展与实践，还是钢结构拥有主导的地位。有代表性以及发展相对完善的日本装配式钢结构住宅体系如下。
（1）架构支撑结构体系
架构支撑结构体系的外墙是使用ALC板，在H 型钢与方形钢管柱组成的架构中加入支撑构件。
（2）板框式结构体系
板框式结构体系直接把多个板框连接成一个整体，通过设置柔性支撑，利用分层装配式构法，窗框与墙板等的都在施工现场进行安装。现场的安装工作虽然多，但却能提升外墙板等等材料的自由度，
（3）剪力墙板架构组合结构体系
此类体系由集成式架构与外墙板构成。集成式外墙板包含：非剪力以及支撑剪力墙板。非剪力墙板是在C形钢墙框骨架上安装好外墙板，窗框、保温材料、内装底板。剪力墙板是在不设窗框的墙板内部加设扁钢支撑，其余构造同非剪力墙板，主要是用来承受水平荷载。墙板与墙板之间通过凹形的开口截面柱连接构成一个整体。此类体系的外墙板完完全全就是工厂加工成品，所以工厂生产率非常的高。
（4）单元装配式框架结构体系
由每一个单独的盒式单元根据现场组装成的框架结构体系。每个盒式单元的内部装修与外墙板都是在工厂完成的，也是截至目前为止工业化生产率相当高的结构体系，可是因日本的道路相当的狭窄，没办法做到跟美国的移动房屋那样大的盒式单元，大大的制约了市场推广范围。日本与欧美的两大装配式钢结构体系，都是由围护体系、钢结构体系和楼板体系等的体系组成，可是因为其文化特征、地理位置的不一样，所以有着不同的差别，一般体现在如下几个方面。
A：轻钢龙骨体系节点使用普通钢钉以及自攻螺栓进行连接，并且施工工具简单、结构安装非常的便利。可是因为构件很多，所以连接工作非常的麻烦。日本装配式钢结构体系使用的是全螺栓连接。
B：钢结构住宅的墙体大多数是三明治式，也就是两面墙板夹上墙芯以及钢骨架。日式钢结构住宅的墙体钢骨架体系把外墙装饰板与围护板合二为一，同时具有强度以及美学的功能。而欧美钢结构住宅的外墙体系比较单一，外墙装饰板与外墙板都是独立的。
C：日式建筑的抗震需求会相对高，主要是使用高强度的结构形式，使得整体的稳定性较好，可是用钢量会相当的大。欧美轻钢龙骨结构体系使用的轻钢结构构件断面小，并且质量轻便，使用人工力量也能搬运，很多时候都不需要使用到施工机械。全轻钢龙骨的构件间距小，可以去除围护骨架，整体使用钢量相当少。可是其传力路径不明确，断面小，对于局部应力的承受力不强，构件的表面积较大，防火防锈处理也相对的麻烦。
结束语
综上所述，住宅产业化是国家住宅业发展的方向，并且，装配式钢结构住宅体系在建筑性能、工程质量等的方面有着传统住宅结构体系无法比较的优势，所以，装配式钢结构住宅的推广一定程度上帮助了住宅产业化的发展，可以起到提升中国住宅产业的发展水平。装配式钢结构住宅的发展必将会带动住宅施工行业的革新。
参考文献：
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[2]潘翔.钢结构装配住宅- 墙板体系及相关技术研究[D].同济大学，2006.
[3]叶之皓.我国装配式钢结构住宅现状及对策研究[D].南昌大学，2012.
论文作者:李燕慈
论文发表刊物:《基层建设》2015年19期供稿
论文发表时间:2015/12/25
标签：钢结构论文; 住宅论文; 体系论文; 结构论文; 外墙论文; 墙板论文; 构件论文; 《基层建设》2015年19期供稿论文;