鋼結構住宅體系的現狀分析與發展趨勢

任　麗　劉媛媛 / 山東協和學院建筑工程學院

鋼結構住宅體系的現狀分析與發展趨勢

任麗劉媛媛 / 山東協和學院建筑工程學院

鋼結構住宅是環保型住宅，符合可持續發展的要求，發展前景廣闊。本文從國內外鋼結構住宅體系的發展出發，論述了國內外鋼結構住宅的發展。國內由于鋼結構產量的限制及施工技術的不成熟，要落后于國外國家。最后又在住宅部品框架體系、建筑材料、電子計算機的協調運用三個方面提出了鋼結構住宅的發展方向。

鋼結構住宅；綠色建筑；住宅部品體系；建筑節能材料

近年來，我國住宅建設處于增量型發展時期，每年竣工的建筑面積都超過10億平方米。但是也造成了嚴重的后果，比如高能耗、高污染等。因此，實現住宅產業化、提高住宅質量是目前最需解決的問題。目前正處于住宅產業化和綠色建筑發展的時期，鋼結構住宅由于是環保型的住宅，符合可持續發展的要求，便于組織工業化、標準化生產，現場施工濕作業少，污染小，建設速度快，自重輕等優點，成為住宅產業化中較理想的建筑體系。

1.國外鋼結構住宅體系的發展

現代輕鋼房屋建筑體系起源于20世紀初，發展于20世紀中期。20世紀50年代，由于二戰的嚴重影響，歐洲一些國家為了解決房荒問題掀起了住宅建筑產業化的高潮，建造了大量的鋼結構住宅，并形成了一套標準的、完整的鋼結構住宅體系。60年代開始，鋼結構住宅遍及歐洲各個國家，并逐步發展到美國、澳大利亞、日本等國家。

歐洲各個國家中，法國是最早實行建筑工業化的國家之一，首創全裝配大板工具式模板現澆工藝，并形成了許多專用體系，也就是通用構配件制品和設備得以發展的基礎；瑞典是住宅產業化最發達的國家之一，大約80％的住宅都是采用通用部件；丹麥的居民住宅多數采用多樣化的裝配式墻板體系；意大利住宅的特點是采用BASIS工業化體系，生產過程采用CAD軟件輔助設計和CAM軟件輔助制造，這種結構體系具有受力合理、施工速度快、抗震性能好、居住舒適方便等特點。

美國是最早采用鋼框架結構的國家。美國發展鋼結構住宅源于鋼產量的提高，1965年輕鋼結構僅占15％，到2000年市場占有率高達75％。在此基礎上建筑構件的產業化、標準化及工業化以及住宅建筑市場化也得到了完善。住宅建筑以低層鋼結構為主，多層鋼結構住宅也有一定的發展。美國的鋼結構住宅注重個性化和多樣化，用戶可以自己設計，按照產品目錄選購材料、構件，然后委托承包商進行施工。

日本是一個多震的國家，鋼結構由于其抗震性能好，所以其住宅數量較多。日本的住宅產業化開始于60年代初期，目的是解決人們對住宅需求的增加；70年代后期日本國內各大企業聯合組建了住宅產業集團，產生了盒子住宅、單元住宅等多種住宅形式。近年來，日本鋼結構住宅發展迅速，各種新的工業施工技術被廣泛采用。

當前世界發達國家已從工業化體系走向大規模通用體系，即發展以標準化、系列化、通用化建筑構配件為中心，以專業化、社會化生產和商品化供應為基本方向的住宅產業化現代化模式。

2.國內鋼結構住宅體系的發展

目前國內鋼材市場是供過于求的局面。據不完全統計，我國鋼結構用鋼量占總產量的2％。而鋼結構用鋼量中，建筑用鋼量僅占20％。鋼在建筑中主要是鋼筋混凝土用鋼、鋼絲、鋼絞線等，而鋼結構用鋼僅占其中的10％，而發達國家占30％以上，例如美國和日本都超過50％。

國內最早的鋼結構住宅位于上海浦東北蔡，8層的鋼結構住宅，采用冷彎成型的矩形鋼管混凝土柱和U型冷彎薄壁組合梁組成的框架；1999年，新疆和上海分別建造了8層和5層的框架輕鋼住宅，并采用了錯列桁架體系的結構形式；長沙遠大的集成住宅，是采用壓型鋼板組合結構，配合整體浴室、中央空調等的8層鋼框架住宅。近年來蘇州、廣州從美國、澳洲引進了二、三層別墅，其骨架和圍護結構、設備等全套從國外引進，中方只負責基礎及房屋部件組裝。此外在全國陸續出現了一批鋼結構多層和高層住宅試點項目，如山東萊鋼的住宅小區、北京的鋼框架多層住宅、天津的鋼框架-剪力墻高層住宅和馬鋼的18層示范住宅實驗樓等等。2001年，北京賽博思金屬結構工程公司在海淀區中關村科技園為北京市水利處建設了兩幢鋼結構住宅，該項目還獲得了建設部科技進步獎。

目前，隨著國家鋼結構產業政策的實施及鋼結構用的鋼材和配套建材的增多，鋼結構住宅以其優良的結構性能和經濟性正被市場接受。全國準備采用鋼結構住宅的項目也在增加。

3.鋼結構住宅的發展趨勢

發展鋼結構住宅符合我國產業政策的要求，建設部在《中國建筑技術政策》中，明確提出了積極發展鋼結構的方針，把鋼結構技術列為重點推廣技術。在建設部技術綱要--住宅與房地產技術政策要點中提出：積極研究開發工廠化、現場裝配的鋼結構住宅，重點突破多層、小高層鋼結構住宅，逐步向高層住宅發展；與此同時，還要研究開發與鋼結構配套的維護結構、樓板結構及其配套構件與部品，形成鋼結構住宅建筑體系。

首先需要政府的大力支持。因為鋼結構住宅產業化涉及眾多行業，前期需要大量科技投入。結合國外的發展經驗，政府可以給予資金、稅收等方面的支持。還要加緊培養鋼結構住宅設計、施工技術人員。鋼結構住宅產業屬于技術密集型產業，鋼結構住宅產業化的發展，需要大量的設計人員和施工技術人員，培養人才是鋼結構住宅產業化發展的關鍵部分之一。其次目前國外已有較完善的住宅部品審定認證制度，我國許多企業雖然也在做這項工作，但是在產品質量、通用性能和協調性上還需相關部門進行引導，從而盡快完善我國的住宅部品框架體系，促進產業化的發展。產業化的方向是通用體系化，也就是要發展鋼結構住宅的配套產品。鋼結構住宅是一個復雜的技術體系，涉及到鋼材、墻體材料、屋面材料、廚衛系統、管線系統。目前各企業沒有形成統一體系，所以相關部門應聯合各企業做大量的工作，以保證結構體系的通用化發展。鋼結構住宅的發展還要注重建筑材料的環保節能。建筑材料正在實現從天然材料向合成材料，從傳統材料向功能材料，從單一材料向復合材料發展、多功能節能材料的發展為住宅產業化提供了豐富的物質基礎。由于電子計算機的應用，可以將施工現場和工廠生產聯系起來，使住宅建設過程中的各階段協調統一，從而提高快速推進住宅產業化的發展。最后要實行行業準入制度。鋼結構住宅技術屬于技術密集型產品，從設計、構件加工、現場施工等都要較高要求。否則，住宅質量得不到保證，會給鋼結構住宅的發展帶來不利。只有住宅體系或部品體系擁有技術優勢、能實現技術創新、有資金實力、擁有良好信譽的企業才能允許進入鋼結構住宅產業。

總之，隨著我國經濟的發展，人民生活水平的提高，對住宅的質量和功能提出了更高的要求。鋼結構住宅市場前景廣闊，要推動它的健康發展，需要政府相關部門、設計單位和相關企業進行組織、協調及宣傳。目前制約鋼結構住宅發展的瓶頸就是鋼結構住宅在模數化、標準化還欠缺。現在急需建立一套基本模數體系，使鋼結構住宅的建筑平面、立面布置、結構構件尺寸、構件連接以及墻體系統等遵循統一的尺寸，最大化的實現住宅工業化生產模式，以促進鋼結構住宅產業化的快速發展。

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山東協和學院2015年度人文社科研究計劃項目（編號：XHXY201530）。

任 麗（1985—），女，碩士研究生，講師，研究方向：力學、鋼結構基礎研究。