余建方

（貴州理工學院土木工程學院 貴州 貴陽 550003）

0 引言

2016年10月國務院辦公廳發(fā)布大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見，以京津冀、長三角、珠三角三大城市群為重點推進地區(qū)，常住人口超過300萬的其他城市為積極推進地區(qū)，其余城市為鼓勵推進地區(qū)，因地制宜發(fā)展裝配式混凝土結構、鋼結構和現(xiàn)代木結構等裝配式建筑。力爭用10年左右的時間，使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%。在去產能和綠色中國的大背景下，對鋼鐵有大量需求且綠色環(huán)保的鋼結構受到政府的首推。作為土木工程行業(yè)相關人員，我們也該及時做出適應行業(yè)發(fā)展的新調整。本文從三方面做探討我國裝配式鋼結構住宅的發(fā)展未來。

1 我國裝配式鋼結構住宅的發(fā)展背景

行業(yè)的發(fā)展總是具有極大的時代烙印，現(xiàn)如今我國作為世界第一大產鋼大國，年產鋼量已突破10億噸以上，直接占據(jù)全球產鋼量的半數(shù)以上。近30年來，隨著我國經(jīng)濟水平的持續(xù)提高，我國城鎮(zhèn)化步伐也持續(xù)加快，帶動了鋼產量消費的持續(xù)增長，而消費大頭就在建筑和造船行業(yè)等行業(yè)。如今經(jīng)濟轉型在即，水泥，鋼材產能出現(xiàn)了嚴重過剩的現(xiàn)象。但事物總有兩面性，也正是這個先天條件，為我國鋼結構建筑的發(fā)展提供了難得的擴張機遇，純鋼結構建筑在我國建筑領域當中占比不到5%，主要在工業(yè)建筑中推廣了鋼結構形式，但是作為最大建設體量的民用住宅方面，鋼結構建筑幾乎是空白，這將是體量巨大的新興市場。參照國外工業(yè)化強國的發(fā)展歷程，鋼結構住宅在西方國家早已發(fā)展了數(shù)十年，形成了相對完整的且成熟的技術體系，鄰國日本更是看中鋼結構住宅在抗震方面的先天優(yōu)勢，完成了裝配式鋼結構住宅的產業(yè)化。

通過分析我國建筑市場現(xiàn)狀，可以發(fā)現(xiàn)裝配式鋼結構住宅在我國的發(fā)展環(huán)境具有如下幾個獨有的特點：1、中國巨大鋼鐵產量以及去產能的巨大壓力，意味著低廉的原材料的相對充裕2、傳統(tǒng)土木工程行業(yè)轉型的外在強力需求，包括社會市場的現(xiàn)實需求和政府主管部門的強力推進引導等3、環(huán)保意識抬頭，民眾對低能耗，低污染等綠色環(huán)保生活生產方式的認同4、我國龐大民用住宅市場，即便是到了歷史上城鎮(zhèn)化率最高的今天，我國中西部地區(qū)的廣大地區(qū)的城鎮(zhèn)化率還遠遠低于東部地區(qū)更不用說和發(fā)達國家相比，這意味著我國未來海量的城鎮(zhèn)化人口將繼續(xù)帶來對住宅的旺盛需求。

2 裝配式鋼結構住宅的體系優(yōu)勢

新事物的發(fā)展壯大必然依靠于傳統(tǒng)事物的優(yōu)勢。裝配式鋼結構住宅較傳統(tǒng)鋼筋混凝土住宅有著巨大的技術和體系優(yōu)勢。

2.1 鋼結構體系承載力高、結構自重輕、抗震性能優(yōu)良。和其他鋼結構建筑一樣，裝配式鋼結構住宅的結構承重構件主要是熱軋型鋼，輕型薄壁管材，這些承重構件單位質量輕，材料界面受力合理。對同一住宅建筑，裝配式鋼結構建筑建成自重有望減輕30%以上。自重的減輕，使得裝配式鋼結構住宅在地震作用下的地震反應得到降低，震害相對較輕。鋼材作為建筑材料界公認優(yōu)良建材，它具有變形能力大，材料延性好、強度高等優(yōu)點。這樣使得裝配式鋼結構住宅實現(xiàn)了輕質高強的目標，其在民用高層住宅抗震安全方面的優(yōu)點尤其突出，另外質量輕便的鋼構件也能帶來地下基礎的造價降低和施工、運輸安裝方面的費用降低。

2.2 裝配式鋼結構住宅，因其構件實現(xiàn)了工廠化和標準化生產，一般具有建造施工周期短、產品預制化程度高，構件成品質量高等優(yōu)點。裝配式鋼結構住宅的建設周期較短，主要依托規(guī)?；墓S預制生產以及施工現(xiàn)場的快速拼接兩大環(huán)節(jié)，建筑的前期設計一旦確定，利用現(xiàn)場施工地下工程的時間，鋼構件加工廠就已經(jīng)開始上部建筑構件的批量化生產，工廠化生產依托智能化的生產機器大大降低了人工誤差，使建筑構件的尺寸、精度和質量得到了很好的保證。另外，傳統(tǒng)混凝土建筑結構施工工序繁雜，綁鋼筋-支模-澆筑混凝土-養(yǎng)護，環(huán)環(huán)相扣，大量施工工序帶來了較長的建設周期。對比之下，裝配式鋼結構住宅現(xiàn)場的吊裝拼接工藝，對施工時間節(jié)約到達了驚人的地步，一個施工技術成熟的鋼結構施工隊僅需以往五分之一的施工時間即可完成主體結構的施工，這過程當中節(jié)約的時間、資金和人力成本，放到整個住宅建筑市場當中去，必將產生巨大的社會經(jīng)濟效益。

2.3 裝配式鋼結構住宅建成后，因其不同與傳統(tǒng)鋼筋混凝土結構體系和材料選用，一般具有內部空間尺寸大、用戶空間分隔自由度大的特點。隨著社會經(jīng)濟水平的提高，人們對各自居住空間的詮釋開始多樣化，裝配式鋼結構住宅，內部分隔墻主要作為分隔而不是承重構件，這樣使得用戶后期在個人居住空間的打造過程中，擁有更高的自由度，同時也大大降低居住空間二次分隔對主體承重抗震體系的不利影響。4、裝配式鋼結構住宅所使用的建筑材料具有綠色、環(huán)保、低能耗、低污染等特點，與我國建設可持續(xù)發(fā)展社會的要求吻合。和傳統(tǒng)住宅相比，裝配式鋼結構住宅在構件生產、運輸、安裝過程當中不會產生大量的廢料和建筑垃圾。通過工廠集中加工，建筑行業(yè)普遍存在的噪音污染和施工現(xiàn)場的揚塵被最大程度地減少了。另外對既有裝配式的鋼結構建筑的拆改，其產生的建筑廢料能最大程度地回收利用，不對環(huán)境產生額外的負擔，是發(fā)展綠色建筑的典范。

3 裝配式鋼結構住宅產業(yè)的突破點

裝配式鋼結構住宅建筑要得到長足的發(fā)展必然離不開一個健全和理想的產業(yè)環(huán)境，而要實現(xiàn)這一點，必須結合土木行業(yè)的升級轉型大趨勢。

3.1 加快裝配式鋼結構住宅關鍵技術的研究

裝配式鋼結構住宅建筑要實現(xiàn)工業(yè)化生產，必須具備傳統(tǒng)土木行業(yè)不曾有的新產業(yè)鏈。比如標準化的建筑構件生產廠家的建立、專業(yè)設計團隊的組建、熟練的鋼結構安裝施工技術人員培訓等，在每一個細分環(huán)節(jié)，都需要建立符合新市場運行的新標準，加快通用鋼結構構件和節(jié)點的設計及生產，突破模塊化、標準化鋼結構體系研究設計技術，研究此類建筑圍護構件、支撐配件和連接節(jié)點等重要部位的設計方法和工作效能，開發(fā)裝配鋼結構的施工新工藝、新材料和新的施工管理組織模式，同時利用BIM等新型設計軟件將建筑設備、建筑電器、節(jié)能設計等一體化設計目標提前在裝配鋼結構住宅當中實現(xiàn)。

3.2 出臺完善的新行業(yè)標準

建筑行業(yè)嚴重依賴行業(yè)的設計、施工和管理統(tǒng)一標準及規(guī)范。統(tǒng)一的行業(yè)標準使得設計制造、施工安裝、驗收評審具有詳實的行業(yè)技術指導，使得相關環(huán)節(jié)的技人員有規(guī)可依。目前，我國建筑行業(yè)規(guī)范圖集當中涉及裝配式鋼結構內容幾乎處于空白狀態(tài)，只有依靠原有的結構規(guī)范等資料進行設計，無法跟上裝配式鋼結構住宅的工業(yè)化發(fā)展步伐，阻礙了新型結構模式的推廣和壯大。行業(yè)標準的建立迫切需要行業(yè)管理部門、高校科研機構和社會企業(yè)的通力合作，完善補充相關行業(yè)技術執(zhí)行標準，以裝配式鋼結構住宅為載體，建立綠色節(jié)能建筑體系的評定標準，促進大眾對裝配式鋼結構住宅的認可。只有在合適的標準體系下，裝配式鋼結構住宅才可以發(fā)展為技術領先、節(jié)能環(huán)保、標準化和工業(yè)化新建筑模式。

3.3 培訓高技術產業(yè)工人

在高校中推行裝配式鋼結構相關專業(yè)知識的傳授，盡快培養(yǎng)出具有專業(yè)學識高、懂技術設計、施工和管理的人才。傳統(tǒng)建筑行業(yè)從業(yè)人員只是適應混凝土結構相對粗放的施工模式，而裝配式鋼結構住宅，僅僅對預制構件的現(xiàn)場安裝這一項，就對結構構件的工藝和精度要求大大提高，這使得他們無法滿足現(xiàn)代化施工現(xiàn)場的勞動需求，這樣普通施工人員必須進行施工技術的升級，成為高技術的產業(yè)工人。這樣我國建筑行業(yè)的工業(yè)化、現(xiàn)代化和產業(yè)化道路就可以依托新的產業(yè)工人真正實現(xiàn)，并能促進裝配式鋼結構住宅的標準化、模塊化建設。

4 結束語

裝配式鋼結構住宅的推行，將實現(xiàn)我國建筑行業(yè)的工業(yè)化和現(xiàn)代化，幫助傳統(tǒng)建筑行業(yè)實現(xiàn)產業(yè)升級。因而及時制定行業(yè)新標準、研究裝配式鋼結構的新技術、培養(yǎng)具備專業(yè)知識的管理設計人員以及高技術產業(yè)工人已是當務之急，可以聯(lián)合高校、科研單位、社會企業(yè)以及主管部門等力量，在全領域通力合作、協(xié)調推進，盡早形成裝配式鋼結構住宅推廣的大環(huán)境，助力裝配式鋼結構早日實現(xiàn)工業(yè)化和產業(yè)化，這對我國新型建筑事業(yè)的發(fā)展大有裨益。