我國發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅若干技術(shù)問題討論

萬年青

（甘肅省建設(shè)投資（控股）集團總公司，甘肅　蘭州 730050）

我國發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅若干技術(shù)問題討論

萬年青

（甘肅省建設(shè)投資（控股）集團總公司，甘肅蘭州 730050）

鋼結(jié)構(gòu)住宅以其輕質(zhì)量、高抗震性能、施工方便快捷、綠色環(huán)保等優(yōu)點正受到越來越多工程師及業(yè)主的青睞。隨著國家建筑業(yè)新技術(shù)的發(fā)展及去庫存、消產(chǎn)能政策的推廣，新一輪鋼結(jié)構(gòu)住宅建設(shè)的高潮期已經(jīng)來到。在鋼結(jié)構(gòu)住宅建設(shè)中，主體結(jié)構(gòu)選型、圍護體系配套及樓梯樓板的選擇依然沒有行業(yè)公認(rèn)的、成熟的最佳方案，本文將著重討論之。

建筑工程；綠色環(huán)保；鋼結(jié)構(gòu)；住宅

選擇適合特定地區(qū)、住戶及企業(yè)開發(fā)的鋼結(jié)構(gòu)住宅體系，須了解結(jié)構(gòu)體系、維護體系（墻體）、樓板和樓梯等分部工程的可選方案。結(jié)合企業(yè)實際的研發(fā)設(shè)計能力、加工制作能力、施工安裝能力、產(chǎn)業(yè)化工人技術(shù)水平、墻體等部品配件的加工及供應(yīng)情況、項目的地域性特點及企業(yè)的成本和效益等，綜合比較分析，確定適合于自身的鋼結(jié)構(gòu)住宅體系，并進行不斷的研發(fā)和完善，將是近幾年企業(yè)發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅的必然選擇。

1　結(jié)構(gòu)體系及其優(yōu)缺點比較分析

目前，鋼結(jié)構(gòu)住宅主體結(jié)構(gòu)主要有三種常見的結(jié)構(gòu)體系：鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)、組合異形柱-支撐結(jié)構(gòu)、鋼框架-剪力墻結(jié)構(gòu)。

1.1鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)

方鋼管混凝土框架-支撐結(jié)構(gòu)，即鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)體系在目前的鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計中最為常見，如杭州某鋼結(jié)構(gòu)公司第一代產(chǎn)品、新疆兵團某項目、河北滄州某公租房項目與江蘇溧陽某鋼結(jié)構(gòu)公租房等項目均采用這種結(jié)構(gòu)形式。

其優(yōu)點表現(xiàn)為：有成熟的設(shè)計規(guī)范可依；不需要增配專業(yè)的生產(chǎn)設(shè)備和生產(chǎn)人員，鋼構(gòu)件加工制作簡單，施工方便，用鋼量較少。

其缺點表現(xiàn)為：“露梁露柱”，戶型的設(shè)計受柱子的布置限制，一定程度上影響建筑使用效果。

1.2組合異形柱-支撐結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)體系由某大學(xué)研發(fā)，在由該大學(xué)設(shè)計設(shè)計院設(shè)計的“某公租房”項目中進行了應(yīng)用。方鋼管組合異形柱由方鋼管及其之間的連接板組成，根據(jù)所處結(jié)構(gòu)位置的不同，組合異形柱又分為：L型、T型、一字型、十字形等，形式非常靈活。鋼管束柱由高頻焊接而成的空腔組成，內(nèi)灌自密實混凝土，由鋼管束柱體系代替?zhèn)鹘y(tǒng)的短肢混凝土剪力墻。

其優(yōu)點表現(xiàn)為：該結(jié)構(gòu)體系解決了鋼結(jié)構(gòu)住宅中的“露梁露柱”和“肥梁胖柱”問題，墻體較薄，提高了得房率；由于是剪力墻結(jié)構(gòu)，建筑平面布置靈活，并與條板式裝配墻體的組合更加容易。

其缺點表現(xiàn)為：組合異形柱加工制作復(fù)雜，用鋼量較大，對鋼構(gòu)件加工制作的精度、能力和技術(shù)水平要求高，必須要購置高頻焊接生產(chǎn)線。另外，該結(jié)構(gòu)體系施工難度大，在梁柱節(jié)點位置的現(xiàn)場施工焊接量作業(yè)量加大，對鋼結(jié)構(gòu)住宅專業(yè)施工隊伍的要求較高，一定程度上影響了施工進度，且灌注混凝土過程中的密實度較難以控制。

1.3鋼框架-剪力墻結(jié)構(gòu)

該結(jié)構(gòu)體系利用混凝土剪力墻作為結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件，如在“安徽某鋼結(jié)構(gòu)公司倒班房”項目中采用此種類型的結(jié)構(gòu)體系。

其優(yōu)點表現(xiàn)為：極大提高了結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，解決了框架-支撐結(jié)構(gòu)中支撐構(gòu)件很難布置的問題。利用普通的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件結(jié)合混凝土剪力墻，加工和施工工藝較易實現(xiàn)。

其缺點表現(xiàn)為：“露梁露柱”問題依然存在，只是較方鋼管混凝土結(jié)構(gòu)有所減小。用鋼量方面，該結(jié)構(gòu)體系比其它兩個結(jié)構(gòu)體系皆大。施工方面，由于鋼框架與混凝土剪力墻相互交錯混合施工，進度較慢，無法更好體現(xiàn)裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)勢。

2　圍護體系

多層及高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅墻體主要分為兩種：外墻及內(nèi)墻（分戶墻、分室墻、衛(wèi)生間隔墻、電梯井隔墻及公共部分隔墻等）。由于墻體的功能要求不同，類型也不一樣。

2.1外墻材料

2.1.1蒸壓砂加氣砌塊（條板）+裝飾保溫一體板（硅鈣板面層、金屬面層）

山東某建材企業(yè)生產(chǎn)的該墻體材料，具有輕質(zhì)高強、隔音、保溫性能良好，墻體厚度可根據(jù)設(shè)計要求在70～350mm之間定制，其可用L型、U型等多種卡扣件與鋼構(gòu)件連接，連接方便、易于操作。外墻面用保溫裝飾一體板，較傳統(tǒng)粘貼保溫材料、網(wǎng)格布、抹聚合物砂漿、外刷涂料的做法具有工期短、人工費降低、外觀質(zhì)量好的優(yōu)勢，面層仿石噴涂可達到以假亂真的效果，使用壽命可達25年左右。采用粘釘結(jié)合方式與砂加氣墻體連接固定（墻面不做其它處理），內(nèi)墻面直接刮膩子刷乳膠漆。

砂加氣墻材之間采用2～3mm厚專用粘合劑連接，與鋼柱、梁之間用發(fā)泡材料柔性連接，避免了不同材質(zhì)之間的裂縫產(chǎn)生。砂加氣墻體整體垂直度偏差均在毫米級，徹底改變了傳統(tǒng)的施工做法。

2.1.2灰加氣混凝土砌塊（ALC條板）+保溫板裝飾一體化板

ALC條板需要根據(jù)當(dāng)?shù)夭煌牧现谱鞑煌愋偷膲w材料。某鋼結(jié)構(gòu)公司在安徽合肥開發(fā)的安徽某公司倒班房（公租房）項目中外墻采用了此種類型的構(gòu)造，效果良好。

2.2內(nèi)墻材料

內(nèi)墻材料主要解決隔音、吊掛、防水、防火等問題，在裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅中，墻體材料爭議問題不太大。因此，內(nèi)墻采用的類型一般有蒸壓砂加氣砌塊（條板）或多種類型的ALC輕質(zhì)條板。

就以上內(nèi)墻而言，砂加氣砌塊或條板厚度可根據(jù)設(shè)計要求任意選擇，砌筑或拼接方式多樣，其強度、保溫、隔音等效果良好。ALC條板需根據(jù)地域性選擇，造價較低，但其強度、保溫、隔音等效果較砂加氣條板差。

3　樓板與樓梯

3.1樓板

在鋼結(jié)構(gòu)住宅中可以采用的樓板主要有三種類型：SP疊合板、可拆卸式鋼筋桁架樓承板、現(xiàn)澆混凝土樓板。

3.1.1SP疊合板

SP疊合板，即預(yù)應(yīng)力疊合板，在預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較多，我國西北城鎮(zhèn)地區(qū)在上世紀(jì)八、九十年代普遍使用。該種板利用SP預(yù)制板作為底模板、上面再澆筑混凝土面層，省去腳手架支撐，施工速度快，成型效果好，但SP預(yù)制板需要成熟、配套的生產(chǎn)、加工車間及專業(yè)技術(shù)人員。同時也受到運輸影響，在半徑200km內(nèi)可考慮，但大于200km時運輸成本增加、且破損情況不易控制，因此造價相對較高。

3.1.2可拆卸式鋼筋桁架樓承板

鋼筋桁架樓承板在鋼結(jié)構(gòu)住宅中應(yīng)用較多，此種類型的樓承板施工中采用較少的支撐，節(jié)省了大量的腳手架費用。由于鋼筋桁架在工廠內(nèi)加工完成，現(xiàn)場鋪設(shè)速度快，但是由于底面的壓型鋼板難以拆除，或拆除后成型效果不佳、需做二次處理；若在不拆除的情況下需做石膏板吊頂處理，增大了建設(shè)造價，同時要考慮因吊頂而增加樓層高度。另外，鋼筋桁架樓承板的用鋼量約為12-15kg/m2，與現(xiàn)澆混凝土樓板相比用鋼量較大。

3.1.3現(xiàn)澆混凝土樓板

該樓板施工工藝成熟，技術(shù)可靠，現(xiàn)有的技術(shù)工人較多。在現(xiàn)階段，采用現(xiàn)澆混凝土樓板仍是主流，但均采用了新的施工工藝，即利用鋼梁采用工具式鋼支撐（蘭州新區(qū)某項目采用某施工單位自主研發(fā)的C型鋼懸掛支撐系統(tǒng)）作為梁板模板支撐，節(jié)省腳手架費用，并且可以立體澆筑，施工速度快，造價低。

3.2樓梯

在鋼結(jié)構(gòu)住宅中可采用的樓梯類型主要有：現(xiàn)澆混凝土樓梯、鋼樓梯+混凝土面層、預(yù)制混凝土樓梯。

1）現(xiàn)澆混凝土樓梯，是目前大多數(shù)裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅中采用的樓梯形式，其使用效果好，面層處理容易且可靠，但是施工速度慢，現(xiàn)場濕作業(yè)多。

2）鋼樓梯+混凝土面層，鋼樓梯3）預(yù)制混凝土樓梯，結(jié)合了預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)和裝配式鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，性能穩(wěn)定，完全符合裝配式結(jié)構(gòu)的要求，但是需要有專業(yè)的預(yù)制混凝土樓梯廠生產(chǎn)線，且受運輸半徑、地理位置的影響。

施工速度快，然而其隔音效果欠佳，混凝土面層施工質(zhì)量較難控制。但此法減少濕作業(yè)，不占用關(guān)鍵工序，可作為一種較理想的選擇方案。

鋼結(jié)構(gòu)住宅必將以期獨特的優(yōu)勢占據(jù)日后住宅產(chǎn)業(yè)發(fā)展的半壁江山，但前提是必須得研發(fā)出設(shè)計、施工、使用、維護一體化的成熟技術(shù)方案。以上僅是筆者針對設(shè)計階段在主體結(jié)構(gòu)選型、圍護體系配套及樓梯樓板的選擇方面自己的意見，僅供參考。

［1］郝際平.重視新常態(tài)下鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新［J］.中國建筑金屬結(jié)構(gòu)，2016，3.

［2］殷惠君，高層鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的適用性分析［J］.住宅科技，2016，1.

［3］劉君霞，鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展趨勢與推廣［J］.建材世界，2014，1.

［4］王紅衛(wèi)，鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)勢效益分析及探討［J］.陜西建筑，2015，8.

［5］潘海珍.淺談焊接缺陷產(chǎn)生的原因預(yù)防及質(zhì)量檢驗［J］.科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2012.

［6］中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB50017-2003鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范［S］.北京∶中國建筑工業(yè)出版社，2003.

［7］中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB50661-2011鋼結(jié)構(gòu)焊接規(guī)范［S］.北京∶中國建筑工業(yè)出版社，2011.

［8］中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB50666-2011混凝土結(jié)構(gòu)工程施工規(guī)范［S］.北京∶中國建筑工業(yè)出版社，2011.

［9］中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB50204-2015混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京∶中國建筑工業(yè)出版社，2014.

［10］中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB50010-2010混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范［S］.北京∶中國建筑工業(yè)出版社，2010.

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