鋼管束組合剪力墻結(jié)構(gòu)在裝配式建筑中的應(yīng)用研究

田春鵬

（遼寧建筑職業(yè)學(xué)院 遼寧遼陽 111000）

所謂鋼管束，就是幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化、模數(shù)化的部件鋼管，并排連接在一起形成鋼管束，內(nèi)部澆筑混凝土形成鋼管束組合結(jié)構(gòu)構(gòu)件，作為主要承重構(gòu)件和抗側(cè)立構(gòu)件。鋼管束組合剪力墻結(jié)構(gòu)，就是將傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中現(xiàn)場澆筑的剪力墻、梁用工廠預(yù)制加工的鋼管束、鋼梁替代。由預(yù)制部品部件在工地裝配而成的建筑，稱為裝配式建筑，其具有批量生產(chǎn)、批量作業(yè)、建筑裝修一體化、設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化、管理信息化、綠色節(jié)能環(huán)保等特點(diǎn)，在我國從2015年起陸續(xù)出臺(tái)裝配式建筑相關(guān)政策與規(guī)劃，近年來呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展之勢。本文旨在研究鋼管束剪力墻結(jié)構(gòu)在裝配式建筑中的應(yīng)用，從而為建筑行業(yè)的發(fā)展提供一些新的思考。

1 鋼管束剪力墻結(jié)構(gòu)與裝配式建筑相契合

鋼管束剪力墻結(jié)構(gòu)與裝配式建筑是相互契合的，首先從思路上，都運(yùn)用著以“整體”代替“部分”的建筑思路，目前裝配式建筑的發(fā)展，已經(jīng)愈發(fā)向著整體性的方向邁進(jìn)，更加整體、完善、具體的裝配式建筑逐漸進(jìn)入我們的視野，以后的建筑風(fēng)格將會(huì)更加“拼接化”，建筑過程從由點(diǎn)到面逐漸向由面到面的方向發(fā)展。

其次從特征上，二者都具有更加體系化、環(huán)境友好化等特征，建筑過程由零散變整合，生產(chǎn)過程、裝拼過程都更加傾向于由零到整，這種體系化的發(fā)展具有節(jié)約成本、提高效率、提高質(zhì)量等優(yōu)勢，這在下文當(dāng)中我們將詳細(xì)介紹。而正是由于成本、效率、質(zhì)量的提高，使得建筑工程更加具有環(huán)境友好性，與生態(tài)文明建設(shè)的倡議相契合，更有利于得到政策的扶持，因此更加容易形成良性循環(huán)。

鋼管束剪力墻結(jié)構(gòu)與裝配式建筑能夠有效契合，兩者不僅是部分與整體的關(guān)系，更是一種共同建筑理念下的不同表達(dá)方式。

2 鋼管束剪力墻結(jié)構(gòu)的特征與優(yōu)勢

鋼管束剪力墻結(jié)構(gòu)區(qū)分于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，不采用現(xiàn)場澆筑的方式，而是采用預(yù)制加工的鋼管束、鋼梁材質(zhì)，因此其區(qū)分于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，具有一定的優(yōu)勢，“該體系具有墻體承載力高、延性好、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，符合住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展方向，在多高層住宅建筑中具有廣闊的應(yīng)用前景。”[1]具體而言，具有以下幾個(gè)較為明顯的優(yōu)勢和特點(diǎn)：

（1）鋼管束剪力墻結(jié)構(gòu)，具有更高的建筑效率，建造更加省時(shí)，鋼管束墻體可實(shí)現(xiàn)多層梁同時(shí)安裝，節(jié)約了很大一部分時(shí)間成本，并且能夠保持更好的穩(wěn)定性；鋼管束剪力墻的鋼筋綁扎由工廠機(jī)械化制造，減少了現(xiàn)場鋼筋綁扎量的約70%，大大提升了生產(chǎn)效率；此外，鋼管束剪力墻結(jié)構(gòu)在建造過程中無需搭建腳手架，且可同時(shí)完成多層混凝土澆筑，區(qū)分于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土現(xiàn)場澆筑，在澆筑過程中也能夠結(jié)約大量的時(shí)間成本。

（2）鋼管束剪力墻結(jié)構(gòu)，具有更好的經(jīng)濟(jì)效益。相對(duì)于傳統(tǒng)混凝土結(jié)構(gòu)，由于上述等幾個(gè)方面的因素，多層作業(yè)、同時(shí)澆筑，通過縮減時(shí)間成本大大縮減了人工成本；此外，有學(xué)者指出，鋼管束剪力墻結(jié)構(gòu)具有更強(qiáng)的防震水平，由于“鋼管束混凝土組合結(jié)構(gòu)中鋼管束混凝土剪力墻是主要的承受豎向作用和水平作用的構(gòu)件，滿足現(xiàn)行規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)的要求。”[2]因此在防震性能上具有更高水準(zhǔn)，有學(xué)者研究了鋼管束剪力墻的受力原理，指出“鋼管束混凝土組合剪力墻是一種新型剪力墻結(jié)構(gòu).鋼管束尺寸及其剪跨比影響剪力墻的受力性能.”[3]并進(jìn)一步“得到鋼管束組合剪力墻的恢復(fù)力模型。經(jīng)驗(yàn)證，該恢復(fù)力模型模擬效果良好，可以較好地反映構(gòu)件的抗震性能，為鋼管束組合剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行彈塑性地震分析奠定了理論基礎(chǔ)。”[4]因此，在對(duì)防震烈度要求更高的建筑當(dāng)中，鋼管束剪力墻結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)效益就更加能夠凸顯；同理，在樓層較高的建筑當(dāng)中，由于鋼管束剪力墻結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性優(yōu)勢，因此樓層越高，其經(jīng)濟(jì)性也就越好。

（3）鋼管束剪力墻結(jié)構(gòu)的建筑質(zhì)量更高，其模數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化、批量生產(chǎn)的特征，大大提高了生產(chǎn)效率，保證了生產(chǎn)的機(jī)械化、自動(dòng)化水平，從而減少人工生產(chǎn)導(dǎo)致的誤差，從而更好地保證建筑質(zhì)量；另外，無鋼筋阻攔更容易灌漿，因此相比較于傳統(tǒng)鋼筋混凝土而言，混凝土更加密實(shí)，保證了建筑質(zhì)量。

總體而言，鋼管束剪力墻結(jié)構(gòu)具有效率高、經(jīng)濟(jì)效益好、建筑質(zhì)量更高的特點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)廣為運(yùn)用，積極推廣綠色建筑和建材，大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)和裝配式建筑，加快標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，提高建筑技術(shù)水平和工程質(zhì)量。

3 鋼管束組合剪力墻結(jié)構(gòu)在未來的運(yùn)用與發(fā)展方向

有學(xué)者指出，“隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，每年新建住宅面積持續(xù)增加，而傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系帶來的能源消耗、環(huán)境污染和資源浪費(fèi)問題卻愈發(fā)嚴(yán)重。而鋼管混凝土組合結(jié)構(gòu)兼具鋼與混凝土的優(yōu)勢，因其可實(shí)現(xiàn)工廠預(yù)制化、施工裝配化、材料回收利用等優(yōu)點(diǎn)而成為房屋住宅發(fā)展的新趨勢。”[5]由此可見，鋼管束剪力墻結(jié)構(gòu)在未來的發(fā)展與運(yùn)用上，具有較強(qiáng)的發(fā)展空間與發(fā)展?jié)摿Α?/p>

（1）鋼管束剪力墻在裝配式建筑中的運(yùn)用，符合生態(tài)友好的新的發(fā)展理念，符合發(fā)展趨勢，對(duì)未來建筑行業(yè)的發(fā)展具有良好的導(dǎo)向性，因此，在政策支持上，鋼管束組合剪力墻結(jié)構(gòu)無疑占據(jù)著一定的優(yōu)勢。

（2）鋼管束組合剪力墻結(jié)構(gòu)，能夠提高生產(chǎn)效率，擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)效益，在目前高層建筑、防震建筑等的運(yùn)用上，具有廣闊的運(yùn)用空間，鋼管束組合剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)以此為契機(jī)，進(jìn)行材料上、運(yùn)用思路上的革新，在不斷創(chuàng)新中擴(kuò)展自身的應(yīng)用面。

（3）鋼管束組合剪力墻結(jié)構(gòu)應(yīng)當(dāng)同裝配式建筑的發(fā)展并軌，形成新的發(fā)展格局。不斷適應(yīng)新形勢、新任務(wù)、新政策下的發(fā)展需求，將研發(fā)創(chuàng)新與應(yīng)用創(chuàng)新作為主要指導(dǎo)，不斷拓展應(yīng)用渠道和應(yīng)用領(lǐng)域，不斷推陳出新，朝著更加省時(shí)、高效、環(huán)境友好的方向不斷前進(jìn)。

總而言之，鋼管束組合剪力墻結(jié)構(gòu)在未來的運(yùn)用于發(fā)展中具有廣闊的空間與深厚的潛力，如不斷開拓創(chuàng)新，將會(huì)在未來具有更廣闊的運(yùn)用領(lǐng)域。

4 結(jié)語

縱覽全文，鋼管束組合剪力墻結(jié)構(gòu)，是裝配式建筑當(dāng)中較為常用的一種建筑結(jié)構(gòu)類型，兩者具有相似的特征，因此也具有較好的契合性。鋼管束組合剪力墻結(jié)構(gòu)具有耗時(shí)較少、節(jié)約成本、質(zhì)量較高等特點(diǎn)，具有傳統(tǒng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)所不具備的優(yōu)勢，因此能夠在裝配式建筑當(dāng)中大量運(yùn)用。在未來，通過裝配式建筑的不斷發(fā)展創(chuàng)新，鋼管束組合剪力墻結(jié)構(gòu)的用途將會(huì)進(jìn)一步拓展，發(fā)揮更大的作用，本文通過分析鋼管束組合剪力墻結(jié)構(gòu)在裝配式建筑只能怪的運(yùn)用，旨在為未來建筑發(fā)展提供更加廣闊的視野，明確生態(tài)友好型的發(fā)展方向。