李其廉 劉亮俊 安朋飛 齊笑苑 董美靜 李森

1 河北科技大學(xué)建筑工程學(xué)院 河北 石家莊 050000 2 浙江佳源房地產(chǎn)集團有限公司 浙江 嘉興 314000

正文：

1 引言

雖然我國為世界第一產(chǎn)鋼大國，但我國鋼結(jié)構(gòu)建筑所占國內(nèi)建筑的比例非常低，還不到5%，發(fā)達國家鋼結(jié)構(gòu)建筑應(yīng)用比例都在50%以上，相比之下我們?nèi)匀粵]有實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)建筑的產(chǎn)業(yè)化。2017年2月，國務(wù)院辦公廳發(fā)布《關(guān)于促進建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》，意見指出大力發(fā)展裝配式混凝土和鋼結(jié)構(gòu)建筑。伴隨著國家裝配式政策的出臺，各地紛紛落實跟進，發(fā)布了地方的裝配式政策，積極推廣鋼結(jié)構(gòu)建筑。

2 現(xiàn)階段我國鋼結(jié)構(gòu)住宅新技術(shù)研發(fā)情況

2.1 鋼管束剪力墻結(jié)構(gòu)住宅體系

鋼管束剪力墻結(jié)構(gòu)住宅體系由杭蕭鋼構(gòu)和浙江大學(xué)研發(fā)。結(jié)構(gòu)體系由鋼管混凝土束組合結(jié)構(gòu)剪力墻、H型鋼梁、裝配式鋼筋桁架樓承板、輕質(zhì)隔墻、建筑外裝飾面等組成。具有建設(shè)周期短、布局靈活、抗震性能優(yōu)越、綠色環(huán)保、節(jié)約能源，符合綠色發(fā)展理念等優(yōu)勢。目前已應(yīng)用于萬郡·大都城、錢江世紀城人才專項用房、武漢世紀家園等高層住宅項目。

2.2 矩形鋼管混凝土組合異形柱住宅體系

矩形鋼管混凝土組合異形柱住宅體系由天津大學(xué)陳志華教授團隊研發(fā)。提出小截面的鋼管混凝土組合異形柱，可包裹于墻體內(nèi)部，不露柱子凸角，增大建筑有效使用面積。構(gòu)件實現(xiàn)工廠化生產(chǎn)，施工速度快，建筑工業(yè)化程度高，抗震性能好。目前已成功應(yīng)用于滄州市福康家園公租房高層住宅項目。

2.3 冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系

新型冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系由中國工程院院士周緒紅教授團隊研發(fā)，適用于低層及多層住宅建筑。冷彎薄壁型鋼體系住宅建造方式絕大部分建筑構(gòu)件在工廠制造，用集裝箱運抵施工現(xiàn)場快速拼裝，全部干作業(yè)，不需使用大型施工機械。其優(yōu)勢主要體現(xiàn)在重量輕、強度高、抗震性能好、建造速度快、環(huán)保節(jié)能、方便各種管線安裝等。

2.4 遠大斜支撐節(jié)點加強型鋼框架體系

長沙遠大鋼結(jié)構(gòu)住宅體系，基本構(gòu)件為立柱、主板、斜支撐，經(jīng)過標準化的設(shè)計、生產(chǎn)，在現(xiàn)場組裝完成。斜支撐在加強節(jié)點連接的同時與梁柱框架共同抵抗水平和豎向荷載。該體系在裝配過程中實現(xiàn)全栓連接，易安裝、易拆卸、易維護；施工速度快，工業(yè)化程度高，抗震性能好。

2.5 分層裝配式鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)化住宅體系

分層裝配式鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)化住宅體系，由同濟大學(xué)聯(lián)合寶業(yè)集團以及日本大和房屋株式會社共同開發(fā)。低層的分層裝配式鋼結(jié)構(gòu)工業(yè)化住宅體系主要特點為密柱、梁貫通、柱梁鉸接、水平力主要由柱間支撐承擔、模數(shù)化集成設(shè)計及標準化生產(chǎn)和分層裝配式施工安裝。

3 鋼管混凝土異形柱的工程應(yīng)用

3.1 異形柱在住宅建筑中的應(yīng)用優(yōu)勢

鋼管混凝土是指在鋼管里澆筑混凝土的一種組合構(gòu)件，將鋼材受拉性能高和混凝土受壓性能好的優(yōu)點巧妙融合。根據(jù)在框架結(jié)構(gòu)體系中所處的位置不同，鋼管混凝土異形柱可以分為角柱、中柱和邊柱。角柱通常采用L形截面；邊柱通常采用T形截面；中柱通常采用十字形截面。鋼管混凝土異形柱相比普通的鋼筋混凝土柱具有許多優(yōu)勢。鋼管混凝土異形柱承載力高、塑性變形能力強、抗震性能優(yōu)越；建筑效果好，室內(nèi)不露柱子凸角、布局靈活，有效增加建筑的使用面積，如圖1所示。與純鋼結(jié)構(gòu)相比，穩(wěn)定性能、抗火性能、防腐性能更好，且抗側(cè)剛度更大，舒適度提高，整體而言綜合效益更好。

圖1 異形柱應(yīng)用效果

圖2 滄州市福康家園公租房項目

3.2 鋼管混凝土異形柱應(yīng)用案例

異形柱結(jié)構(gòu)綜合性能較好，具有良好的應(yīng)用前景。目前異形柱框架體系已成功應(yīng)用于四川汶川縣映秀鎮(zhèn)魚子溪村災(zāi)后重建工程、北京市順義區(qū)別墅鋼結(jié)構(gòu)住宅項目和河北保定易水嵐庭2號樓項目、滄州市?？导覉@公共租賃住房高層鋼結(jié)構(gòu)住宅項目，如圖2所示。

周婷、姬爽、陳志華等，對方鋼管混凝土異形柱結(jié)構(gòu)進行抗震性能及優(yōu)化設(shè)計分析。對結(jié)構(gòu)體系進行多遇地震下彈性分析和罕遇地震下彈塑性分析，結(jié)果表明方鋼管混凝土異形柱結(jié)構(gòu)形式合理，安全可靠，抗震性能良好。

4 推廣應(yīng)用中存在的問題及建議

4.1 存在的問題

（1）首先各地政府政策力度不夠，土地、貸款、稅收優(yōu)惠政策不夠。沒有設(shè)置專門機構(gòu)去制定、推廣鋼結(jié)構(gòu)住宅詳細方案，對鋼結(jié)構(gòu)住宅宣傳不到位。

（2）業(yè)主對鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢認識不足。普遍認為鋼結(jié)構(gòu)建筑成本高，并且對鋼結(jié)構(gòu)防火和防腐問題存在片面和錯誤認識，在選擇結(jié)構(gòu)類型時更傾向于混凝土結(jié)構(gòu)。民眾對鋼結(jié)構(gòu)住宅優(yōu)點缺乏理性認識，內(nèi)心不太容易接受，認為鋼結(jié)構(gòu)住宅安全性不如普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，對鋼結(jié)構(gòu)住宅質(zhì)量心存疑慮，在購房時優(yōu)先考慮混凝土結(jié)構(gòu)。

（3）維護結(jié)構(gòu)體系和鋼結(jié)構(gòu)配套不匹配。鋼結(jié)構(gòu)住宅外墻板體系發(fā)展滯后，與鋼結(jié)構(gòu)配套的維護結(jié)構(gòu)存在不匹配的問題，并且安裝不方便，難以形成標準化生產(chǎn)和快速安裝體系。專業(yè)技術(shù)型人才奇缺，產(chǎn)業(yè)工人技術(shù)能力參差不齊，鋼結(jié)構(gòu)施工的整體水平不高、嚴重影響、制約各類鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展空間和推廣。

（4）規(guī)范、標準體系不完善。與鋼管混凝土異形柱住宅相關(guān)的規(guī)范有《鋼管混凝土束結(jié)構(gòu)技術(shù)標準》T/CECS546-2018，已于2019年1月1日正式實施。目前鋼管混凝土異形柱沒有對應(yīng)的規(guī)范，缺乏設(shè)計參考依據(jù)，項目落地需要組織專家對新技術(shù)的安全性、可行性及相關(guān)技術(shù)指標進行評審。評審需要提供一系列詳細資料，包括結(jié)構(gòu)體系及構(gòu)件、節(jié)點的有限元分析結(jié)果，結(jié)構(gòu)體系及構(gòu)件、節(jié)點的試驗數(shù)據(jù)等，耗時較長，資金投入較大。

（5）鋼管混凝土異形柱住宅目前停留于試點工程和保障性住房。工程項目實例較少，在多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅中目前只應(yīng)用于保定市易水嵐庭、滄州市福康家園公租房等項目。

4.2 建議及對策

（1）建議政府相關(guān)部門制定詳細的實施方案，在財政補貼、稅費優(yōu)惠、用地保障、行政許可等方面制定專項扶持政策，不能只是說而不落實到實處。利用新聞媒體資源，做好引導(dǎo)和宣傳，提高全社會的認知度。

（2）完善鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化布局，在全國有條件的城市率先設(shè)立鋼結(jié)構(gòu)示范城市和鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化基地。鼓勵相關(guān)企業(yè)成立鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)研發(fā)中心，提高鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計能力和企業(yè)核心競爭力，實現(xiàn)設(shè)計、生產(chǎn)、制作、安裝、后期運維全產(chǎn)業(yè)鏈的運作。加強專業(yè)技術(shù)型人才的培養(yǎng)，推進建筑產(chǎn)業(yè)工人隊伍建設(shè)，提高鋼結(jié)構(gòu)住宅整體設(shè)計和施工能力。

（3）實現(xiàn)構(gòu)件、部品的標準化生產(chǎn)。政府部門對鋼結(jié)構(gòu)住宅部品統(tǒng)一管理與協(xié)調(diào)，實現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)住宅的建筑模數(shù)化、標準化。通過實施鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計模數(shù)化、部品標準化、制作工廠化、施工裝配化，實現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)化。借助BIM優(yōu)勢，推動BIM技術(shù)應(yīng)用在鋼結(jié)構(gòu)住宅全生命周期的信息化管理。

（4）鋼結(jié)構(gòu)不可忽視的問題是防火和防腐問題。政府增加科研基金的投入，地方高校及科研院所加強鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)的研究，培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)型人才，攻克鋼結(jié)構(gòu)面臨的問題，為鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化提供人才輸出及技術(shù)保障。

（5）加快制定相應(yīng)的規(guī)范標準及圖集，填補鋼管混凝土異形柱的空白。2018年4月《矩形鋼管混凝土組合異形柱技術(shù)規(guī)程》征求意見稿發(fā)布，很快將會實施。規(guī)范標準的發(fā)布為異形柱新技術(shù)研發(fā)提供了設(shè)計依據(jù)，為后續(xù)新技術(shù)落地提供了保障。

5 結(jié)論

鋼結(jié)構(gòu)住宅中采用鋼管混凝土異形柱，柱截面基本與墻體等厚，可隱藏于墻體內(nèi)部，室內(nèi)不露柱子凸角，提高得房率5%～8%，并且戶型布局靈活，抗震性能優(yōu)良。政府出臺詳細的實施方案及補助政策，利用新聞媒體做好宣傳，積極推廣鋼結(jié)構(gòu)住宅，提高全社會認知度。實施設(shè)計模數(shù)化、部品標準化，完善結(jié)構(gòu)體系配套。加快制定規(guī)范標準及圖集，填補異形柱新技術(shù)應(yīng)用空白。注重技術(shù)型人才和產(chǎn)業(yè)工人培養(yǎng)，縮小與西方發(fā)達國家住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展水平。發(fā)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅符合綠色發(fā)展理念，能更好的適應(yīng)并滿足當前我國國民經(jīng)濟建設(shè)需要，具有廣闊的市場和發(fā)展前景。