裝配式鋼結(jié)構(gòu)

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑（Assembled building with steel-structure）：建筑的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由鋼（構(gòu)）件構(gòu)成的裝配式建筑。[1]

中文名裝配式鋼結(jié)構(gòu)外文名Assembled building with steel-structure

目錄

1基本介紹2優(yōu)點(diǎn)3缺點(diǎn)4抗震性能5節(jié)點(diǎn)6圍護(hù)系統(tǒng)

基本介紹

鋼結(jié)構(gòu)是天然的裝配式結(jié)構(gòu)，但并非所有的鋼結(jié)構(gòu)建筑均是裝配式建筑，尤其是算不上好的裝配式建筑。那么什么樣的鋼結(jié)構(gòu)建筑才能算得上是好的裝配式建筑呢？必須是鋼結(jié)構(gòu)、圍護(hù)系統(tǒng)、設(shè)備與管線系統(tǒng)和內(nèi)裝系統(tǒng)做到和諧統(tǒng)一，才能算得上是裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑。

優(yōu)點(diǎn)

相對(duì)于裝配式混凝土建筑而言，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1) 沒有現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)，安裝速度更快，施工質(zhì)量更容易得到保證；

2) 鋼結(jié)構(gòu)是延性材料，具有更好的抗震性能；

3) 相對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)自重更輕，基礎(chǔ)造價(jià)更低；

4) 鋼結(jié)構(gòu)是可回收材料，更加綠色環(huán)保；

5) 精心設(shè)計(jì)的鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑，比裝配式混凝土建筑具有更好的經(jīng)濟(jì)性。

6) 梁柱截面更小，可獲得更多的使用面積。

缺點(diǎn)

1) 相對(duì)于裝配式混凝土結(jié)構(gòu)，外墻體系與傳統(tǒng)建筑存在差別，較為復(fù)雜。

2) 如果處理不當(dāng)或者沒有經(jīng)驗(yàn)，防火和防腐問題需要引起重視。

3) 如設(shè)計(jì)不當(dāng)，鋼結(jié)構(gòu)比傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)更貴，但相對(duì)裝配式混凝土建筑而言，仍然具有一定的經(jīng)濟(jì)性。

抗震性能

抗震性能優(yōu)越[2]

1985年墨西哥8.1級(jí)大地震鋼結(jié)構(gòu)建筑的倒塌比例遠(yuǎn)低于混凝土建筑。1995年日本7.1級(jí)阪神大地震的震害統(tǒng)計(jì)也顯示了同樣的結(jié)果。

同濟(jì)大學(xué)2015年進(jìn)行了分層框架體系的三層足尺試驗(yàn)表示，結(jié)構(gòu)在經(jīng)歷0.62g（相當(dāng)于9度大震）的地震加速度后，除抗震支撐外，其余部分均完好無損。

節(jié)點(diǎn)

目前裝配式鋼結(jié)構(gòu)的梁柱節(jié)點(diǎn)主要采用栓焊連接。

但裝配式鋼結(jié)構(gòu)推薦采用螺栓連接節(jié)點(diǎn)

單邊螺栓

螺栓連接（免焊連接）的好處是：

1) 安裝速度快；

2) 更加容易控制施工質(zhì)量。

3) 現(xiàn)場(chǎng)焊縫是鋼結(jié)構(gòu)容易發(fā)生腐蝕的主要部位（油漆現(xiàn)場(chǎng)處理不當(dāng)），全螺栓連接可以避免此類部位，并可以做到油漆全部由工廠涂裝，大大提高了鋼結(jié)構(gòu)的防腐蝕性能。

如適用于三層以下房屋的冷彎薄壁系統(tǒng)，通過自攻釘?shù)冗B接件，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)場(chǎng)無任何焊縫。分層框架體系亦采用全螺栓連接，施工速度大大提高。同濟(jì)大學(xué)對(duì)采用單邊螺栓的梁柱節(jié)點(diǎn)進(jìn)行了多組實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，滿足一定條件的端板連接梁柱節(jié)點(diǎn)可滿足剛性連接的要求。

圍護(hù)系統(tǒng)

圍護(hù)系統(tǒng)對(duì)于裝配式建筑，圍護(hù)系統(tǒng)是一個(gè)關(guān)鍵因素。鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)必須與圍護(hù)系統(tǒng)配合緊密、和諧統(tǒng)一。譬如經(jīng)常被使用的方形柱+外掛墻板系統(tǒng)，應(yīng)用于辦公樓建筑中是一種成熟的建筑結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，但用于住宅則會(huì)造成住戶對(duì)裝配式建筑產(chǎn)生不良印象，因?yàn)樽T了剪力墻結(jié)構(gòu)的中國居民不希望室內(nèi)能看到梁和墻角柱子。另外，譬如對(duì)音橋的細(xì)節(jié)處理等構(gòu)造問題也是裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的關(guān)鍵技術(shù)。

發(fā)展裝配式建筑是牢固樹立和認(rèn)真貫徹黨中央確立的“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開放、共享”五大發(fā)展理念，落實(shí)我國新時(shí)期“適用、經(jīng)濟(jì)、綠色、美觀”的建筑方針的重要舉措，是推動(dòng)工程建造方式轉(zhuǎn)型升級(jí)創(chuàng)新的重要體現(xiàn)，是穩(wěn)增長、促改革、調(diào)結(jié)構(gòu)的重要手段，在全面推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)、加快推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化、實(shí)現(xiàn)中國夢(mèng)的進(jìn)程中，具有重要意義。發(fā)展裝配式建筑，既是貫徹落實(shí)中央和省委、省政府的重要決策部署的要求，也是促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，促進(jìn)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要。

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鋼結(jié)構(gòu)建筑具有節(jié)能、環(huán)保、抗震性能好、鋼材可循環(huán)再利用等優(yōu)點(diǎn)， 作為鋼結(jié)構(gòu)建筑形式之一的鋼結(jié)構(gòu)住宅最符合低碳城市的建設(shè)規(guī)劃。要大力推動(dòng)建造方式創(chuàng)新，以推廣裝配式建筑為重點(diǎn)，通過標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理、智能化應(yīng)用，促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

節(jié)水:鋼結(jié)構(gòu)住宅為工業(yè)化生產(chǎn)、現(xiàn)場(chǎng)裝配化施工，建造過程中節(jié)水效益明顯，鋼結(jié)構(gòu)比混凝土結(jié)構(gòu)能夠節(jié)約25.8%的施工用水。 節(jié)能:從建筑全生命周期節(jié)能分析—綜合計(jì)算建筑材料的生產(chǎn)、運(yùn)輸、安裝、運(yùn)維，與現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)資源消耗量較少，而且可回收冶煉，循環(huán)利用，降低了項(xiàng)目全生命周期內(nèi)的碳排放量，單位面積能耗量降低14.6%。

節(jié)材:建筑節(jié)材主要分析建筑營建過程中主要建筑材料的消耗狀況，并通過全生命周期評(píng)價(jià)法（LCA）加人對(duì)可回收材料的統(tǒng)計(jì)，對(duì)建筑全生命周期的材料資源消耗進(jìn)行分析對(duì)比節(jié)約30%的材料消耗。 鋼結(jié)構(gòu)住宅體系耗費(fèi)的建筑材料少于常規(guī)結(jié)構(gòu)體系住宅。主體結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)，可回收冶煉，循環(huán)利用，利用率達(dá)70%-80%；龍骨采用冷彎薄壁型鋼，可回收冶煉，灌漿料也可經(jīng)粉碎處理循環(huán)利用；裝配式樓承板底?？芍貜?fù)使用，降低成本，施工速度快，質(zhì)量易于保證。

節(jié)地:鋼結(jié)構(gòu)住宅得房率比普通混凝土結(jié)構(gòu)可提高5%-8%。建筑節(jié)地主要考察在相同建筑面積情況下不同結(jié)構(gòu)體系提供的有效建筑使用面積的多少，并以此作為反映建筑對(duì)土地資源消耗的情況。鋼結(jié)構(gòu)體系：鋼結(jié)構(gòu)（鋼＋混凝土結(jié)構(gòu)）住宅得房率提高3.95%；全鋼結(jié)構(gòu)住宅在建筑的節(jié)地性能較為明顯，萬郡大都城鋼結(jié)構(gòu)住宅使用面積提高約6.9%。

減少粉塵污染:我國的建筑垃圾已占到垃圾總量的30%-40%，建筑施工的揚(yáng)塵也是造成PM2.5的一個(gè)重要因素，造成霧霾一次次籠罩城市。萬郡·大都城采用工業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，現(xiàn)場(chǎng)裝配，實(shí)現(xiàn)綠色施工。將工地的事情工廠做，室外的事情室內(nèi)做，高空的事情地面做，危險(xiǎn)復(fù)雜的事情機(jī)器做。 實(shí)現(xiàn)綠色施工，可大幅降低揚(yáng)塵、噪聲及污水排放等污染，減少施工垃圾，節(jié)省木材資源，真正實(shí)現(xiàn)“天藍(lán)、地綠、水凈”的美好城市建設(shè)。

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展兩大制約因素

（1）鋼結(jié)構(gòu)的致命缺陷是耐火性能較差，溫度在200℃-600℃范圍內(nèi)時(shí)，隨著溫度的升高，鋼材的屈服強(qiáng)度大幅降低；當(dāng)溫度達(dá)到600℃時(shí)，鋼材則完全失去承載能力。鋼材的耐腐蝕性也較差，其銹蝕速度與空氣中濕度、溫度和所處環(huán)境中的化學(xué)成分相關(guān)。鋼材銹蝕對(duì)結(jié)構(gòu)的使用壽命有很大影響，必須采取有效的防腐措施予以保護(hù)。

（2）采用怎樣的材料和體系（包括樓板、墻體、廚衛(wèi)等），才能與鋼結(jié)構(gòu)住宅相配套。鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)和施工技術(shù)已經(jīng)較為成熟和完善，但樓板、墻板等的配套體系仍存在諸多問題尚未解決。樓板應(yīng)具有較強(qiáng)的平面剛度和隔聲效果，且施工應(yīng)當(dāng)方便快捷；外墻必須具備防潮、防濕、隔熱、保溫、防裂、防火等功能；內(nèi)墻應(yīng)具有隔聲效果，并能靈活地安裝與拆卸；廚衛(wèi)設(shè)施也應(yīng)該標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。

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