装配式建筑中钢结构的实际运用价值

摘要：全社会消耗的资源飞速增加，作为资源高消耗型产业的建筑业，也通过在装配式建筑中采用钢结构，减少资源的浪费，提高资源的利用率和工程质量。因此，本研究具有实际的工程价值。

关键词：可持续发展；钢结构；装配式建筑

引言

人类消耗资源的速度加快，建立资源节约型、环境友好型社会是未来发展的大趋势。作为传统的资源高消耗型的建筑行业，更是急切地需要探索出一种新的生产和发展方式。在这个过程中，装配式建筑走入人们的视野。装配式建筑指把传统建造方式中的大量需要在工地进行的工作，预先在工厂中完成，加工建造房屋需要的楼板、楼梯和阳台等配件，将这些配件运送到施工现场，通过可靠的方式进行连接，快速完成施工。装配式建筑按照建筑材料的不同，可以分为混凝土装配式、木结构装配式和钢结构装配式三种[1]。木结构装配式建筑在我国存在了很长的时间，古代宫殿和寺庙就是典型的木结构装配式建筑，其采用木材质制造房梁、柱等构件，并用榫卯连接。但因为木材短缺和耐火性能差等缺点，其逐渐被钢结构和混凝土所取代。按照使用用途的不同，钢结构装配式建筑可以分为轻型钢结构和重型钢结构两种。轻型钢结构具有施工和维护方便、自重轻、建设周期短的特点；重型钢结构主要应用于高层或超高层、大跨度等大型建筑，具有刚度和强度非常大的特点。

1钢结构在装配式建筑中的应用及优势

1.1国内的具体应用

新年伊始，肺炎在武汉肆虐，病患数目增长迅速，当地现有的医院已不能完成收治工作，火山神医院和雷神山医院在极短的时间内建造完成，其中，雷神山医院仅十天时间就完成了验收，之所以如此快速，很大的原因是采用了钢结构装配式建筑。虽然建造时间短，但其功能非常完善，包括病房、接诊室、医技房、综合后勤区等。为了方便施工，提高效率，按照功能区的使用要求不同，施工方采用了不同的装配式建筑模式，其中有代表意义的是采用了模块钢结构装配式建筑[2]。模块钢结构装配式建筑是对技作者简介：童亮（1989.3-），上海人，硕士，从事建筑设计工作。术要求非常高的先进建筑方式，其技术集成度，施工难度远远高于其他类型，可以很大程度上提高装配率指标。上海、南京、雄安和深圳都有模块钢结构装配式建筑的展示。

1.2优势

1.2.1抗震能力强，重量轻钢结构装配式建筑的主要施工材料是较轻的材料。例如在建筑承重墙方面，选用的材料是经过复杂的材料力学计算，既满足承重要求，又能使自重尽可能低的薄壁钢管和高强度角钢。正是由于使用了自重轻、高强度、塑性和韧性好的材料，才能使房屋在地震中保持稳定，才能最大限度发挥钢结构装配式建筑抗震能力强的优势。

1.2.2装配率高装配率指在工业化建筑中预制构件、建筑部品的数量(面积)占同类构件或部品总数量(总面积)的比率[3]。按照装配率的高低，可以将建筑分为A级、AA级、AAA级装配式建筑。从住房和城乡建设部2017年12月12日《装配式建筑评价标准》，可以得到装配率的计算公式：式中，P为装配率；Q1为主体结构指标实际得分值；Q2为围护墙和内隔墙指标实际得分值;Q3为装修和设备管线指标实际得分值;Q4为评价项目中缺少的评价项分值总和。在混凝土装配式建筑中，Q1的得分很小，这主要是因为在施工过程中会同时存在预制部分和现浇部分，而在钢结构装配式建筑种，基本不需要现浇部分，因此Q1的得分很高，这也就使得钢结构的装配率高。

1.2.3绿色环保钢结构装配式建筑的施工材料大部分在工厂加工完成，在施工现场只需将预制品部件按照要求进行连接、装配即可。这种方式不仅能够降低施工现场的噪声、粉尘污染，环保节能，也方便后期用户根据自己的喜好进行改造和维修。由于很多预制品部件以钢材作为主要材料，在回收和二次利用方面也非常有优势。

2钢结构应用于装配式建筑的现状

2.1国外发展现状

现代钢结构装配式建筑主要起源于欧洲，尤其是在经历了二次世界大战之后，欧洲满目疮痍，更快、更高效的装配式建筑在那个时期得到了很大的发展。钢结构装配式建筑在欧洲的发展也推动了其在全世界范围内的普及。美国的装配式建筑的研究始于20世纪初期，经过近一个世纪的发展，美国的钢结构装配式建筑已经非常先进[4]，其不仅各部门分工完善，且施工标准一致、效率高，能够极大缩短项目的时间。美国的成功进一步推动了钢结构装配式建筑的兴盛。日本由于地震多发的原因，其对钢结构装配式建筑的需求远远高于其他国家。日本钢结构装配式建筑始于1868年建设“铁桥”，后为了追求抗震性在全国范围内快速推广开来，时至今日，日本钢骨结构动工面积占总面积30%-40%左右，远超其他国家。

2.2国内发展现状

我国的钢结构装配式建筑发展与我国的钢铁产量密切相关。20世纪50年代我国钢铁产量不大，因此并不重视发展钢结构式建筑，致使我国的钢结构装配式建筑发展起步比较晚，发展速度不快，导致了我国现在依然以混凝土结构为主[5]。随着我国钢铁产量满足甚至超出国民经济需求，产能过剩，国家认识到推广钢结构装配式建筑非常有前景。《住房和城乡建设部建筑市场监管2019年工作要点》中要求开展钢结构装配式住宅的建设试点，推动建立成熟的钢结构装配式住宅建设体系。

3结语

任何事物都有两面性。钢结构装配式建筑也具有制约其进一步推广和发展的缺点：1）成本问题。为了降低工程的成本，许多房地产开发商在建造高层建筑时依然采用钢筋混凝土剪力墙结构形式。2）缺乏熟练的工人。建筑预制件的制作、施工现场的装配、施工一体化实施都要求受过专业培训、技术熟练的工人。这是阻碍我国钢结构装配式建筑发展的一个重要原因。3)自身原因。钢结构装配式建筑本身因为采用大量钢材，因此对防腐的要求很高，为了使钢材能够达到70年使用要求，需要对钢材进行防腐处理，这导致使用和后期的维修费用升高。另外，钢结构装配式建筑在防火、隔热、保温、隔音等方面也存在一定的问题。虽然钢结构装配式建筑具有以上的缺点，但其施工速度快，抗震性能好、绿色环保、能够很好保证施工质量的优点也是其他的建筑形式所不能取代的。经过行业的不断推广和攻坚克难，未来钢结构装配式建筑一定能够得到更好的发展。

参考文献

[1]彭丽莉,黄世清.装配式住宅的技术瓶颈与发展探究[J].四川建材,2017,43(10):51-53.

[2]彭林立,谢琥,袁理明等.装配式建筑在武汉雷神山医院的应用[J].华中建筑,2020,38(04):71-77.

[3]吴锋.钢筋混凝土装配式住宅设计中预制构件的选择[J].山西建筑,2017,43(26):46-48.

[4]卢闻影.装配式建筑绿色施工的探讨[J].中国建材科技,2020,29(02):49+52.

[5]王守斌.装配式钢结构住宅砂加气砌块免抹灰干砌法施工工法研究[J].中国建材科技,2020,28(04):124-126.

作者：童亮 单位：中船第九设计研究院工程有限公司