低層裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅在延安的應(yīng)用現(xiàn)狀調(diào)研

鄭 杰，閆竹玲，袁 茜

（延安大學(xué)建筑工程學(xué)院，陜西延安 716000）

1 低層裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)點(diǎn)

裝配式混凝土建筑具有以下特性：

1.1 按需布置空間

在建筑結(jié)構(gòu)形式上，兩者雖相差不大，但是由于裝配式鋼結(jié)構(gòu)的建筑材料具有良好的抗拉和抗壓性，更適用于跨度較大的房屋建設(shè)，從而滿足建筑業(yè)中不同住宅的設(shè)計(jì)感，加之裝配式建筑采用填充式的墻體，方便對房屋進(jìn)行靈活隔間。

1.2 無現(xiàn)場現(xiàn)澆節(jié)點(diǎn)

現(xiàn)在的裝配式鋼結(jié)構(gòu)主要是以焊栓連接來處理梁柱節(jié)點(diǎn)，這種安裝速度較快，施工質(zhì)量也有較大的保證。

1.3 鋼結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能

裝配式鋼結(jié)構(gòu)中所用到的大部分構(gòu)件，都是在工廠內(nèi)提前預(yù)制完成的，然后再經(jīng)出場時(shí)也會經(jīng)過嚴(yán)格的檢驗(yàn)，所以它的構(gòu)件質(zhì)量都是很有保障的。并且由于鋼材的塑性和韌性的優(yōu)勢，使裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅在抗震方面取得了很大的效益，例如1985年墨西哥的一次8.1級大地震，對于那種傳統(tǒng)的混凝土建筑房屋而言，鋼結(jié)構(gòu)住宅的倒塌比例就少了很多；1995年日本的7.1級大地震同樣也是如此；同濟(jì)大學(xué)在2015年進(jìn)行了一次震級相當(dāng)于Ⅸ的地震加速度實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，除去抗震支撐之外，其余的結(jié)構(gòu)體系都是完好無損的。

1.4 相對于混凝土結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)自重更輕，基礎(chǔ)造價(jià)更低

鋼結(jié)構(gòu)住宅在建造過程中利用較少的鋼材承擔(dān)較大的荷載，這與鋼材料的輕質(zhì)高強(qiáng)的自身特點(diǎn)脫不了干系，混凝土結(jié)構(gòu)則不然，在承擔(dān)相同荷載的同時(shí)不得不增大自身的截面面積，從而導(dǎo)致自身結(jié)構(gòu)荷載的增加，那么對基礎(chǔ)強(qiáng)度的要求也會增加，相應(yīng)的基礎(chǔ)造價(jià)也會隨之增加，這與鋼結(jié)構(gòu)建造技術(shù)而言，它的基礎(chǔ)造價(jià)還是低一些的。

1.5 綠色環(huán)保，減少資源浪費(fèi)

裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑還具有綠色環(huán)保、資源循環(huán)利用的優(yōu)點(diǎn)，符合可持續(xù)發(fā)展理念。鋼結(jié)構(gòu)建筑是通過各構(gòu)件組裝拼接而成，所以相比較傳統(tǒng)的建造模式來說是便于拆卸的，加上鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件都是可以回收再利用的，也就不會產(chǎn)生太多的建筑垃圾。再者裝配式鋼結(jié)構(gòu)建造技術(shù)，不會占用太大的施工場地，沒有太大的施工噪聲，也就不會影響周邊居民的日常生活。

1.6 相較于混凝土技術(shù)而言，鋼結(jié)構(gòu)具有更好的經(jīng)濟(jì)性

最近幾年，我國出臺了許多優(yōu)惠的政策，使工業(yè)化程度的發(fā)展在很大程度上有了質(zhì)的提升，因而裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅建造所需的構(gòu)件加工成本也就大大降低。

如今國內(nèi)正處于這種人力資源缺乏和人工成本較高的局勢中，長期使用的傳統(tǒng)混凝土建造技術(shù)已經(jīng)不太適合我國的發(fā)展國情，因此從長遠(yuǎn)發(fā)展角度來看，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建造技術(shù)更加符合我國發(fā)展情況。

2 裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展現(xiàn)狀

目前，裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅是按照預(yù)定的尺寸規(guī)格制作而成的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，然后經(jīng)運(yùn)輸至施工場地進(jìn)行拼接安裝的房屋。放眼全球，由于裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢，在全球的建筑領(lǐng)域發(fā)展空間都是十分廣闊的。

2.1 國外裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展現(xiàn)狀

裝配式鋼結(jié)構(gòu)就是由預(yù)制部品部件在工地裝配而成的建筑。無論是從整個(gè)建筑的建造流程，還是從組成建筑物各個(gè)專業(yè)的角度來看，裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅都有著區(qū)別于傳統(tǒng)混凝土建筑的鮮明特點(diǎn)，以日本和美國為例。

日本是世界上首批興起住宅產(chǎn)業(yè)化的國家。在日本的建筑行業(yè)中，住宅分為木結(jié)構(gòu)、混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)三種，在2019年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中顯示，日本的鋼結(jié)構(gòu)住宅占年建住宅的70%以上。

最早接觸鋼結(jié)構(gòu)住宅的除了日本，美國也在其中，美國的鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展與日本不同，是由木結(jié)構(gòu)建造技術(shù)發(fā)展而來的。美國如今在裝配式鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)上主要使用的有四個(gè)部分：①鋼結(jié)構(gòu)體系。以低合金型鋼為原料，在工廠預(yù)制完成后，運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場使用；②墻體系統(tǒng)。是由兩面薄鋼板加上夾層為一種保溫隔熱材料的復(fù)核型墻體材料，鋼板表面是鍍鋅或鋅鋁合金，再涂刷上附有色彩的丙烯酸涂料，這樣既能達(dá)到美觀的視覺感受，還能延長使用壽命；③屋面系統(tǒng)。它的結(jié)構(gòu)構(gòu)造和墻體系統(tǒng)的一樣；④門窗及附屬配件，包括櫥窗、保溫窗及雨水槽等。

2.2 國內(nèi)裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展現(xiàn)狀

就裝配式建筑產(chǎn)業(yè)而言，對比國外，我國裝配式建筑市場的市場占有率還是非常小的，國外的建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化推進(jìn)已經(jīng)較為成熟，建筑業(yè)體系也較為完善。而我國起步發(fā)展較晚，到2016年，各種裝配式建筑政策才如雨后春筍般發(fā)布，裝配式建筑進(jìn)入發(fā)展快車道，在這以前我國建筑業(yè)經(jīng)歷了兩次改革，20世紀(jì)50年代經(jīng)歷第一次改革，我國建筑業(yè)朝向標(biāo)準(zhǔn)化、工業(yè)化、機(jī)械化發(fā)展，后來在60、70年代進(jìn)行第二次改革，依照我國國情，借鑒其他國家建筑業(yè)的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)，使得我國建筑行業(yè)慢慢走向標(biāo)準(zhǔn)模式。經(jīng)過這兩次的改革，我國的建筑體系在施工工藝、建筑能力和建筑速度方面都有了很大的提升。

目前考慮到建筑市場上人工成本逐漸上升，隨著市場應(yīng)用規(guī)模變大，從長期角度來看，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑相對于傳統(tǒng)的現(xiàn)澆模式建筑和PC結(jié)構(gòu)裝配式建筑的劣勢也就慢慢消逝，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑模式發(fā)展契機(jī)慢慢出現(xiàn)。

相對于國外來說，我國的鋼結(jié)構(gòu)建筑發(fā)展空間還是很大的，我們可以從以下三個(gè)方面來體會：①據(jù)統(tǒng)計(jì)，截至2017年，發(fā)達(dá)國家建筑用鋼量占總用鋼量大多達(dá)50%以上，而中國建筑用鋼量占比為22%～26%，發(fā)達(dá)國家建筑用鋼量占總產(chǎn)量大多為60%以上，而中國占比不足2%；②中國的鋼結(jié)構(gòu)住宅占總住宅不到5%，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用于商業(yè)用地、廠房等項(xiàng)目應(yīng)用較多，而住宅建設(shè)使用較少。

2017年3月，住建部發(fā)布了關(guān)于裝配式建筑的相關(guān)文件，指出到2017年底在新建的建筑中，全國裝配式建筑要占到15%以上，2019年3月27日，住建部在“2019年工作要點(diǎn)”首要工作中就重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)，推進(jìn)建筑業(yè)重點(diǎn)領(lǐng)域改革，促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，而且單獨(dú)提出了要進(jìn)一步開展裝配式住宅的建設(shè)試點(diǎn)，并且也會選擇一部分地區(qū)開展試點(diǎn)，采用裝配式鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)將該地區(qū)的保障性住房、農(nóng)村危房改建以及異地扶貧搬遷等房屋進(jìn)行改造。

裝配式住宅是以標(biāo)準(zhǔn)化、系列化和工業(yè)化為前提，可以提高住宅質(zhì)量，目前國內(nèi)各大城市都積極進(jìn)行住宅產(chǎn)業(yè)化研究，上海是推進(jìn)住宅產(chǎn)業(yè)化建設(shè)的急先鋒，河北、江蘇、陜西、內(nèi)蒙古、合肥、大連和濟(jì)南等省市也已成立住宅產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)中心，深圳也于2006年成為全國首個(gè)住宅產(chǎn)業(yè)化綜合試點(diǎn)城市。

為了促進(jìn)裝配式建筑的發(fā)展，我國各地政府也推出了相關(guān)政策，但是目前與世界先進(jìn)水平相比，我國鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)仍然大而不強(qiáng)，在自主創(chuàng)新能力、資源利用效率、質(zhì)量效益等方面還有差距。

3 裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅在延安的適用性

延安地處濕陷性黃土地帶，濕陷性黃土?xí)沟媒ㄖ锘驑?gòu)筑物因地基變形而基礎(chǔ)變形、墻體裂縫等工程問題，更甚至?xí)蔀榫哂邪踩[患的高危建筑，黃土中修筑的渠道渠底也會產(chǎn)生大量的濕陷變形，帶來不可估量的損失。對于傳統(tǒng)混凝土建造技術(shù)而言，它的自重較大，會給地表帶來較大負(fù)荷，而所謂濕陷性黃土就是天然黃土在上層土的自重壓力下或是上層土的自重壓力與其他附加壓力下，加上雨水的沁入，導(dǎo)致土體塌陷，因此傳統(tǒng)混凝土技術(shù)是不適合在這種地質(zhì)區(qū)域下運(yùn)用的，據(jù)調(diào)研，先前延安為了可以使用這種建造技術(shù)，花費(fèi)了大量的人力、物力、財(cái)力在地基處理上，但是鋼結(jié)構(gòu)相對傳統(tǒng)混凝土技術(shù)而言自重較輕，基礎(chǔ)造價(jià)也就相對低一些，這就凸顯了鋼結(jié)構(gòu)在延安使用的優(yōu)勢。

4 總結(jié)

綜上所述，它的優(yōu)勢是傳統(tǒng)混凝土不具有的，鋼結(jié)構(gòu)的節(jié)能、節(jié)材、節(jié)地、減少施工粉塵等特點(diǎn)，不管是從延安的地勢還是氣候都十分受用。為進(jìn)一步推進(jìn)全市裝配式建筑健康、有序發(fā)展，延安市裝配式建筑現(xiàn)場推進(jìn)會于今年6月底在經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)創(chuàng)智中心項(xiàng)目現(xiàn)場召開，會議要求在今后的工作中，要穩(wěn)步培育良好市場環(huán)境、穩(wěn)步推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)裝配式建設(shè)試點(diǎn)。隨著鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑技術(shù)也必將不斷的成熟，大量的適合鋼結(jié)構(gòu)住宅的新材料也將不斷涌現(xiàn)，相信不久的將來，逐漸完善的建筑標(biāo)準(zhǔn)，將會給延安建筑行業(yè)發(fā)展帶來新的契機(jī)。