郁春春

（江蘇鼎立鋼結(jié)構(gòu)工程有限公司，江蘇鹽城 224000）

裝配式鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅是以鋼件構(gòu)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)為建筑物主要支撐體系、結(jié)構(gòu)構(gòu)件以裝配方式進(jìn)行集成化構(gòu)造的一種新型住宅建筑，其空間布置具有十分明顯的集成性、靈活性等特點(diǎn)，具有便捷性、綠色節(jié)能性。

在較發(fā)達(dá)地區(qū)，裝配式鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅建筑在所有住宅建筑中占據(jù)極大比例，其體系逐漸系統(tǒng)化、行業(yè)化。在國(guó)家大力發(fā)展裝配式建筑的背景下，國(guó)內(nèi)的裝配式鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅的標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)性特性日益凸顯，裝配式結(jié)構(gòu)綠色住宅建筑取得較大進(jìn)展。

1 裝配式鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅的發(fā)展

裝配式建筑將傳統(tǒng)建筑的現(xiàn)場(chǎng)工作轉(zhuǎn)移至工廠中進(jìn)行，在工廠內(nèi)制造建筑的構(gòu)件和陽(yáng)臺(tái)、樓板等配件，加工完成后運(yùn)輸至建筑施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行裝配安裝。作為裝配式建筑體系的重要組成部分，鋼結(jié)構(gòu)正在不斷迎接新的發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)。

自2015年，國(guó)內(nèi)多次出臺(tái)裝配式建筑的相關(guān)政策，不斷推出鼓勵(lì)措施。

2016年2月，頒布《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見(jiàn)》，明確指出要大力建設(shè)國(guó)家級(jí)裝配式建筑生產(chǎn)基地，截至2025年，使裝配式建筑占新建工程的30%；2018年，國(guó)內(nèi)裝配式建筑面積達(dá)2.9億m2，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑在裝配式建筑中占比達(dá)30%，多為公建建筑；2019年3月，中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部指出，應(yīng)大力開(kāi)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅試點(diǎn)建設(shè)，推進(jìn)我國(guó)裝配式鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅建設(shè)體系的良好與可持續(xù)發(fā)展。

我國(guó)裝配式建筑主要分為木結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、混凝土三種建筑體系，其中混凝土與鋼結(jié)構(gòu)占據(jù)主導(dǎo)地位，裝配式鋼結(jié)構(gòu)約占裝配式建筑30%。

截至2018年底，住房部提出十項(xiàng)重點(diǎn)任務(wù)，“裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑”成為建筑業(yè)界內(nèi)的熱門(mén)話題。在國(guó)家政策與方針的推動(dòng)下，我國(guó)在裝配式鋼結(jié)構(gòu)綠色建筑方面的研究不斷深入，提出多批典型試點(diǎn)項(xiàng)目，國(guó)家鳥(niǎo)巢體育場(chǎng)、北京大興國(guó)際機(jī)場(chǎng)等均是裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的典型公建建筑。

裝配式鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅的優(yōu)勢(shì)日益凸顯，得到國(guó)家的大力推動(dòng)與發(fā)展，北京通州臺(tái)湖裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅項(xiàng)目、廣西柳州蓮花城保障性住房、四川省廣安站前大道公租房、裝配式道孚輕鋼結(jié)構(gòu)建房試點(diǎn)項(xiàng)目等均為當(dāng)?shù)刂攸c(diǎn)裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅工程示范項(xiàng)目。

四川省裝配式道孚輕鋼結(jié)構(gòu)建房試點(diǎn)項(xiàng)目如圖1所示。

圖1 四川省裝配式道孚輕鋼結(jié)構(gòu)建房試點(diǎn)項(xiàng)目

2 鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅結(jié)構(gòu)體系

傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅體系主要有鋼框架-支撐與純框架體系，新型鋼結(jié)構(gòu)住宅體系主要有鋼管束、集裝箱結(jié)構(gòu)等多種體系。

12層以下的鋼結(jié)構(gòu)住宅一般采用純鋼框架體系。安徽省某保障性住房房屋層數(shù)為11層，高度為35m，最大柱距為7.6m。安徽省某保障性住房建筑標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)體系布置如圖2所示。

圖2 安徽省某保障性住房建筑標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)體系布置

該結(jié)構(gòu)體系的標(biāo)準(zhǔn)冷彎矩形柱截面為352mm，層間最大位移角為1/352，各項(xiàng)指標(biāo)均符合國(guó)家相關(guān)政策與法規(guī)的規(guī)定。結(jié)構(gòu)體系具有諸多顯著優(yōu)勢(shì)，如梁柱布置靈活，可提高建筑空間利用率；材料延性好，有利于抗震；構(gòu)件安裝便捷。但結(jié)構(gòu)體系也存在問(wèn)題，如側(cè)移結(jié)構(gòu)可能無(wú)法滿(mǎn)足部分地區(qū)對(duì)住宅建筑抗震性能的要求。

12層以上的鋼結(jié)構(gòu)住宅一般采用鋼框架-支撐體系。廣西柳州某保障性住房房屋層數(shù)為25層，高度為76m，最大柱距為7.6m。

廣西柳州某保障性住房建筑標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)體系布置如圖3所示。

圖3 廣西柳州某保障性住房建筑標(biāo)準(zhǔn)層結(jié)構(gòu)體系布置

該結(jié)構(gòu)體系的標(biāo)準(zhǔn)冷彎矩形柱截面為400mm，層間最大位移角為1/597，各項(xiàng)指標(biāo)均符合國(guó)家相關(guān)政策與法規(guī)的規(guī)定。該結(jié)構(gòu)體系具有諸多顯著優(yōu)勢(shì)，如抗側(cè)力顯著增加、延性良好，缺點(diǎn)為支撐節(jié)點(diǎn)連接較為復(fù)雜，支撐處墻板施工煩瑣。

不同鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅體系具有不同的優(yōu)勢(shì)與缺陷，應(yīng)在住宅設(shè)計(jì)中結(jié)合當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況與工程項(xiàng)目的實(shí)際需求，選擇適當(dāng)?shù)匿摻Y(jié)構(gòu)住宅體系。

3 裝配式鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅的設(shè)計(jì)要素與具體設(shè)計(jì)

3.1 設(shè)計(jì)要素

（1）節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)要素。

在裝配式鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅的設(shè)計(jì)要素中，節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)是響應(yīng)國(guó)家綠色建筑號(hào)召的重點(diǎn)要素。在裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)中，應(yīng)合理選擇住宅朝向，以南北朝向?yàn)橐?，有效改善和提高其?jié)能特性。南北朝向房屋的最顯著優(yōu)勢(shì)是冬暖夏涼，夏季可以盡量減少陽(yáng)光直射造成的室內(nèi)溫度偏高，冬季可以確保陽(yáng)光充分照射房間，提高住宅建筑室內(nèi)溫度，減少煤炭、空調(diào)等耗能設(shè)施的使用頻率。合理設(shè)計(jì)圍護(hù)結(jié)構(gòu)可以有效提升其熱工性能，做到節(jié)能減排，通過(guò)控制墻體比例，完善建筑圍欄地面、門(mén)窗、樓梯等結(jié)構(gòu)的熱工性能，實(shí)現(xiàn)裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的節(jié)能環(huán)保目標(biāo)。

（2）住宅建筑戶(hù)型設(shè)計(jì)要素。

戶(hù)型設(shè)計(jì)要素中，應(yīng)以裝配式鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅的特點(diǎn)入手，采用標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的設(shè)計(jì)方法。設(shè)計(jì)中充分利用鋼結(jié)構(gòu)的空間布置優(yōu)勢(shì)，為住宅在生命周期內(nèi)的可變性提供一定便利性，借助專(zhuān)業(yè)技術(shù)使邊柱偏移、中柱趨于次要空間，打造線條外立面，營(yíng)造舒適、廣闊的室內(nèi)空間，提升住宅空間利用率與主觀舒適感。

3.2 具體設(shè)計(jì)

（1）標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)。

標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)主要包含戶(hù)型模塊化設(shè)計(jì)、廚衛(wèi)模塊化設(shè)計(jì)、部品和構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)三個(gè)層面。在戶(hù)型模塊化設(shè)計(jì)方面，依據(jù)項(xiàng)目定位與住宅建筑需求，設(shè)計(jì)有關(guān)聯(lián)又相互獨(dú)立的戶(hù)型，通過(guò)靈活多變的單元模塊滿(mǎn)足不同業(yè)主的需求；在廚衛(wèi)模塊化設(shè)計(jì)方面，通過(guò)一定的模塊設(shè)計(jì)，使廚衛(wèi)規(guī)格、尺寸與多種戶(hù)型模塊相匹配，特別是廚衛(wèi)一體化的使用，可以有效縮短工期；在部品和構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)方面，對(duì)其進(jìn)行精細(xì)化設(shè)計(jì)，減少不規(guī)則節(jié)點(diǎn)，提高裝配式類(lèi)型的準(zhǔn)確性與精密性，實(shí)現(xiàn)可更換性，使住宅建筑后期維修更方便，降低維修成本。

（2）一體化裝修。

近年來(lái)，在BIM等多項(xiàng)技術(shù)的加持下，建筑一體化裝修得到了認(rèn)可。在一體化裝修方面，需要重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)裝的一體化設(shè)計(jì)與一體化施工。在內(nèi)裝一體化設(shè)計(jì)方面，需要對(duì)住宅空間的功能使用提供更詳細(xì)、精確和人性化的考慮，將家具、廚具、燈具插座等管道工程納入綜合考量范圍內(nèi)，提高設(shè)計(jì)精度。在內(nèi)裝一體化施工方面，將內(nèi)裝與土木工程同時(shí)施工，推動(dòng)建筑構(gòu)件的預(yù)制加工，為一體化施工提供支撐，降低住戶(hù)二次裝修概率與成本。

4 結(jié)語(yǔ)

裝配式鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅的標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化特性已日益凸顯，在政策指導(dǎo)與國(guó)家的推動(dòng)下，取得了良好的發(fā)展結(jié)果。在裝配式鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅的設(shè)計(jì)中，需要結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅體系的適用性，選取合適的鋼結(jié)構(gòu)住宅體系，遵循節(jié)能環(huán)保設(shè)計(jì)與住宅建筑戶(hù)型設(shè)計(jì)要素的原則以及綠色建筑的設(shè)計(jì)與建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)、一體化裝修，大力推進(jìn)裝配式鋼結(jié)構(gòu)綠色住宅的發(fā)展。