劉科成

（中國建筑土木建設(shè)有限公司，北京 100068）

0 序言

鋼混結(jié)構(gòu)建筑迄今為止已經(jīng)出現(xiàn)了上百年的時間，在全世界都有廣泛的應(yīng)用。尤其是在我國，在當前鋼產(chǎn)量產(chǎn)能過剩的今天，我國鋼混結(jié)構(gòu)建筑已經(jīng)占據(jù)了我國總建筑量的一半以上。另一方面，在當前綠色建筑的大背景下，鋼混結(jié)構(gòu)建筑順應(yīng)了國家關(guān)于綠色環(huán)保建筑的相關(guān)要求，在節(jié)能、節(jié)材、節(jié)地、減少環(huán)境污染等方面有著很大的提升空間，是我國建筑的拓展方向之一。本文基于前綠色建筑的背景，運用舉例法對鋼混結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢和劣勢進行了列舉，然后從鋼筋工程與混凝土技術(shù)、鋼混結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計和鋼混結(jié)構(gòu)建筑中綠色建筑材料應(yīng)用三個層面進行了研究，希望能為相關(guān)建筑項目提供參考建議，共同促進我國新型建筑技術(shù)的進一步提高。

1 鋼混結(jié)構(gòu)建筑概述

鋼混結(jié)構(gòu)建筑顧名思義是結(jié)合了建筑和鋼混結(jié)構(gòu)建筑兩種優(yōu)勢的建筑形式，其相對傳統(tǒng)的建筑類型有著獨特的優(yōu)勢和相對的劣勢。

1.1 相對優(yōu)勢

最為當前建筑行業(yè)的主要類型，鋼混結(jié)構(gòu)在我國得到了相當廣泛的應(yīng)用。鋼混結(jié)構(gòu)建筑的優(yōu)勢主要在于其結(jié)構(gòu)優(yōu)勢、環(huán)保優(yōu)勢和經(jīng)濟優(yōu)勢，結(jié)構(gòu)優(yōu)勢主要表現(xiàn)為整體重量較輕和抗震效果良好，其建筑最常用的構(gòu)件為由熱軋型鋼和薄壁鋼管兩種，這兩種構(gòu)件的優(yōu)勢在于其截面面積相對合理，自身結(jié)構(gòu)重量較輕，能夠起到良好的城中效果，此外鋼混結(jié)構(gòu)建筑的強度也非常高，相較于傳統(tǒng)建筑類型有著更高的穩(wěn)定性和安全性，同時抗震效果也遠遠強于傳統(tǒng)建筑類型；環(huán)保優(yōu)勢表現(xiàn)為鋼混結(jié)構(gòu)建筑能夠大大減少施工過程中所產(chǎn)生的各類污染和能源損耗，因為其本身需要通過吊裝等方式將制作好的鋼混結(jié)構(gòu)部件安裝到準確位置，不需要產(chǎn)生傳統(tǒng)施工現(xiàn)場中的水污染、光污染和大氣污染。同時建筑構(gòu)件在建筑拆除之后還可以重復(fù)利用，同樣符合環(huán)保標準，充分貫徹了綠色建筑理念；經(jīng)濟效益主要體現(xiàn)在鋼混結(jié)構(gòu)建筑的構(gòu)件通常都具備承載能力強、截面面積小等優(yōu)勢，相較傳統(tǒng)的建筑材料來說節(jié)約了大量的資源和費用，同時其部件是在工廠預(yù)先加工完成好的，所以也充分節(jié)約了施工周期和時間成本，所以具備良好的經(jīng)濟效益。

1.2 相對劣勢

鋼混結(jié)構(gòu)件最為致命的一個弱點就是防火性能差，在鋼混結(jié)構(gòu)誕生的上百年時間中，因火災(zāi)而傾塌的鋼混結(jié)構(gòu)建筑數(shù)不勝數(shù)。比如在2001 年9 月11 日，紐約世貿(mào)中心雙子樓受到飛機沖撞，致使部分梁柱斷裂，同時發(fā)生嚴重火災(zāi)導(dǎo)致鋼材軟化，進而整體失衡，造成上千人死亡，整座樓梯傾塌；在2010 年11 月15日，上海膠州路高層突發(fā)特大火災(zāi)，因鋼混結(jié)構(gòu)建筑自身缺陷，使得火勢蔓延極快，造成53 人死亡，71 人受傷；在2017 年12 月3 日，天津市城市大廈B 座泰禾金尊項目樓發(fā)生火災(zāi)，造成10 人死亡，5 人受傷；在2018 年7 月12 日，宜賓市陽春工業(yè)園發(fā)生爆炸，進而引發(fā)火災(zāi)，火災(zāi)在鋼混結(jié)構(gòu)廠區(qū)內(nèi)蔓延極快，造成19 人死亡，12 人受傷。種種血的教訓(xùn)告訴我們，鋼混結(jié)構(gòu)建筑本身的耐火性有著致命的缺陷，要想進一步推廣鋼混結(jié)構(gòu)建筑，就需要針對這種缺陷進行改進。對于鋼混結(jié)構(gòu)建筑來說，消除各部位鋼構(gòu)件的安全隱患是使用鋼混結(jié)構(gòu)的前提。

同時鋼混結(jié)構(gòu)建筑的相對劣勢還體現(xiàn)在技術(shù)門檻和項目經(jīng)驗上，新型的鋼混結(jié)構(gòu)建筑的技術(shù)門檻相對較高，需要結(jié)合當前的信息技術(shù)，建立一個科學(xué)完備的數(shù)字模型，并且對于各種情況進行反復(fù)模擬，同時對其他類似的項目進行反復(fù)對照，才能最終取得相應(yīng)的設(shè)計成果；技術(shù)門檻高就代表了鋼混結(jié)構(gòu)建筑的項目所需要的相對人才和研究較少，當前國內(nèi)的關(guān)于新型鋼混結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)鏈沒有完全成型，進而限制了鋼混結(jié)構(gòu)建筑的進一步發(fā)展。

2 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)施工技術(shù)的應(yīng)用

2.1 鋼筋工程與混凝土技術(shù)

鋼筋混凝土技術(shù)是房屋建設(shè)的基礎(chǔ)，只有利用鋼筋和混凝土有效地構(gòu)筑起房屋的基礎(chǔ)架構(gòu)，才能保證后續(xù)施工的正常進行，進而對房屋建筑的質(zhì)量進行保證。鋼筋混凝土用鋼筋主要有熱軋鋼筋、冷拔鋼筋等。剛進場的原材料進場應(yīng)按檢驗批次抽樣進行檢測，常規(guī)檢測鋼筋的理論重量、公稱截面面積、抗拉強度、屈服強度、極限變形、斷后伸長率等。在施工應(yīng)用環(huán)節(jié)，要嚴格根據(jù)相關(guān)的設(shè)計圖紙展開工作，做到所有環(huán)節(jié)都要符合規(guī)范規(guī)定和實際要求，才能實現(xiàn)安全性跟穩(wěn)固性。在鋼筋加工時要注意鋼筋應(yīng)平直、無損傷，表面不得有裂紋、油污、顆粒狀或片狀老銹。

在建設(shè)房屋的過程中，我們在運用混凝土技術(shù)展開澆筑工作的時候，首先要明確與建筑工程有關(guān)的標準都與國家規(guī)定相符和。在施工的所有環(huán)節(jié)中，混凝土的澆筑一直以來都在扮演著十分重要的角色，一旦澆筑環(huán)節(jié)發(fā)生了質(zhì)量問題，會大大降低混凝土材料整體的澆筑質(zhì)量，對施工的安全性造成一定的影響。在建筑中，充分的攪拌材料能夠高效去除雜物與產(chǎn)生的氣泡，并且還能使施工整體質(zhì)量得到充分保證。在具體應(yīng)用過程中，我們除了要確保施工的整體質(zhì)量與性能以外，還要逐漸完善澆筑的效果，全面提高材料的施工質(zhì)量。

2.2 鋼混結(jié)構(gòu)的防火設(shè)計

以筆者參與過的酒店鋼混結(jié)構(gòu)建筑為例，此類鋼筋混凝土建筑對于消防安全非常重視，筆者以此類鋼筋混凝土建筑中的鋼柱、樓板空腔和豎向管井三個方面為例，探討鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑的防火設(shè)計要點。

鋼柱的設(shè)計主要在于防火外層的包裹，通常情況下鋼混結(jié)構(gòu)建筑的鋼柱截面呈方管狀，所以內(nèi)部也可進行填充?？梢圆捎霉潭ǚ阑鸢鍖ν鈱舆M行防火層包裹，在鋼柱的內(nèi)部填充相應(yīng)的高溫巖棉，并用鋁箔布進行兩者之間的隔離。

豎向管井保護措施具體可以分為三個部分：首先是關(guān)于井壁的設(shè)計，因為鋼筋混凝土建筑的特殊性，對豎向管井的井壁耐火極限有著一定的要求，尤其是酒店類鋼混結(jié)構(gòu)建筑，其耐火極限不得低于1h。筆者采取的方案是針對性的采用纖維增強硅酸鈣板和精鋼龍骨等作為井壁的主要結(jié)構(gòu)，在其中填充一定厚度的高溫巖棉，提高豎向管井井壁的耐火極限；其次是豎向管井與樓板空腔需要進行水平的防火分隔，防止發(fā)生火災(zāi)時豎向豎井出現(xiàn)相應(yīng)的隱患；最后是豎向管井應(yīng)當高于混凝土樓板耐火極限，同樣需要采用水平防火分隔的方式填充相應(yīng)的防火板和防火封堵材料。

樓板空腔的防護措施防火措施同樣分為三個部分，首先，增加每塊樓板外圍四周的側(cè)面需要進行相應(yīng)的防火分隔設(shè)計，針對筆者所負責的酒店類型鋼筋混凝土建筑來說，筆者在最外側(cè)增加了纖維增強硅酸鈣板，同時在間隙處填充一定厚度的高溫巖棉和防火水泥；其次是針對樓板空間中的排風管道防火設(shè)計，此類排風管道一方面需要在火災(zāi)來臨時及時進行火災(zāi)煙的排放，另一方面也起著一定的阻隔作用，對于消防安全意義重大，所以筆者同樣采用了一定厚度的高溫延綿進行分割和保溫設(shè)計；最后是樓板空腔頂部的各類管道口，采用防火水泥和高溫巖棉進行填縫處理。

2.3 鋼混結(jié)構(gòu)建筑中綠色建筑材料應(yīng)用

綠色建筑材料是新型建筑理念的重要實踐步驟，所以鋼混結(jié)構(gòu)建筑在其推廣和應(yīng)用的過程中，需要積極地使用綠色、環(huán)保的原材料，鼓勵使用節(jié)能門窗、中空玻璃、保溫性墻體、組合樓板等綠色原材料。針對鋼混結(jié)構(gòu)建筑鼓勵業(yè)主和設(shè)計人員采用新的結(jié)構(gòu)形式，加大對施工技術(shù)人員的培訓(xùn)，完善鋼混結(jié)構(gòu)建筑的相關(guān)規(guī)程，保證鋼混結(jié)構(gòu)建筑的施工質(zhì)量，充分體現(xiàn)建筑工程的綠色元素。

質(zhì)量監(jiān)管體系也能夠加速此類建筑材料的應(yīng)用，一方面增強混凝土施工人員的責任意識，讓相關(guān)人員意識到綠色建筑材料在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)建筑中所發(fā)揮的作用，在保證建筑工程質(zhì)量的前提下完成綠色建筑材料在鋼筋混凝土建筑結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用。另一方面利用先進的信息技術(shù)，比如BIM 等相關(guān)軟件，建立起完善的質(zhì)量監(jiān)管體系，提高鋼筋混凝土建筑施工效率的同時減少相應(yīng)的污染，讓鋼筋混凝土建筑變得更加的綠色環(huán)保和節(jié)能，提高此類建筑的應(yīng)用層面，加速我國相關(guān)建筑技術(shù)的升級。

3 總結(jié)

總而言之，作為當前建筑技術(shù)的代表之一，鋼混結(jié)構(gòu)建筑的應(yīng)用需要結(jié)合所在地區(qū)的環(huán)境、政策和經(jīng)濟發(fā)展程度進行靈活調(diào)整。本文以鋼混結(jié)構(gòu)建筑為例，列舉了建筑技術(shù)在此類項目的實際應(yīng)用情況，相關(guān)設(shè)計人員應(yīng)該充分考察當?shù)氐母黜椞攸c，合理的使用各項建筑技術(shù)，共同為本地的建筑施工提供技術(shù)應(yīng)用依據(jù)和使用結(jié)果。