我国发展钢结构住宅若干技术问题讨论

2016-03-13万年青

甘肃科技 2016年12期

关键词：楼板楼梯墙体

万年青

（甘肃省建设投资（控股）集团总公司，甘肃　兰州 730050）

我国发展钢结构住宅若干技术问题讨论

万年青

（甘肃省建设投资（控股）集团总公司，甘肃兰州 730050）

钢结构住宅以其轻质量、高抗震性能、施工方便快捷、绿色环保等优点正受到越来越多工程师及业主的青睐。随着国家建筑业新技术的发展及去库存、消产能政策的推广，新一轮钢结构住宅建设的高潮期已经来到。在钢结构住宅建设中，主体结构选型、围护体系配套及楼梯楼板的选择依然没有行业公认的、成熟的最佳方案，本文将着重讨论之。

建筑工程；绿色环保；钢结构；住宅

选择适合特定地区、住户及企业开发的钢结构住宅体系，须了解结构体系、维护体系（墙体）、楼板和楼梯等分部工程的可选方案。结合企业实际的研发设计能力、加工制作能力、施工安装能力、产业化工人技术水平、墙体等部品配件的加工及供应情况、项目的地域性特点及企业的成本和效益等，综合比较分析，确定适合于自身的钢结构住宅体系，并进行不断的研发和完善，将是近几年企业发展钢结构住宅的必然选择。

1　结构体系及其优缺点比较分析

目前，钢结构住宅主体结构主要有三种常见的结构体系：钢框架-支撑结构、组合异形柱-支撑结构、钢框架-剪力墙结构。

1.1钢框架-支撑结构

方钢管混凝土框架-支撑结构，即钢框架-支撑结构，该结构体系在目前的钢结构住宅设计中最为常见，如杭州某钢结构公司第一代产品、新疆兵团某项目、河北沧州某公租房项目与江苏溧阳某钢结构公租房等项目均采用这种结构形式。

其优点表现为：有成熟的设计规范可依；不需要增配专业的生产设备和生产人员，钢构件加工制作简单，施工方便，用钢量较少。

其缺点表现为：“露梁露柱”，户型的设计受柱子的布置限制，一定程度上影响建筑使用效果。

1.2组合异形柱-支撑结构

该结构体系由某大学研发，在由该大学设计设计院设计的“某公租房”项目中进行了应用。方钢管组合异形柱由方钢管及其之间的连接板组成，根据所处结构位置的不同，组合异形柱又分为：L型、T型、一字型、十字形等，形式非常灵活。钢管束柱由高频焊接而成的空腔组成，内灌自密实混凝土，由钢管束柱体系代替传统的短肢混凝土剪力墙。

其优点表现为：该结构体系解决了钢结构住宅中的“露梁露柱”和“肥梁胖柱”问题，墙体较薄，提高了得房率；由于是剪力墙结构，建筑平面布置灵活，并与条板式装配墙体的组合更加容易。

其缺点表现为：组合异形柱加工制作复杂，用钢量较大，对钢构件加工制作的精度、能力和技术水平要求高，必须要购置高频焊接生产线。另外，该结构体系施工难度大，在梁柱节点位置的现场施工焊接量作业量加大，对钢结构住宅专业施工队伍的要求较高，一定程度上影响了施工进度，且灌注混凝土过程中的密实度较难以控制。

1.3钢框架-剪力墙结构

该结构体系利用混凝土剪力墙作为结构抗侧力构件，如在“安徽某钢结构公司倒班房”项目中采用此种类型的结构体系。

其优点表现为：极大提高了结构的抗侧刚度，解决了框架-支撑结构中支撑构件很难布置的问题。利用普通的钢结构构件结合混凝土剪力墙，加工和施工工艺较易实现。

其缺点表现为：“露梁露柱”问题依然存在，只是较方钢管混凝土结构有所减小。用钢量方面，该结构体系比其它两个结构体系皆大。施工方面，由于钢框架与混凝土剪力墙相互交错混合施工，进度较慢，无法更好体现装配式钢结构住宅的优势。

2　围护体系

多层及高层装配式钢结构住宅墙体主要分为两种：外墙及内墙（分户墙、分室墙、卫生间隔墙、电梯井隔墙及公共部分隔墙等）。由于墙体的功能要求不同，类型也不一样。

2.1外墙材料

2.1.1蒸压砂加气砌块（条板）+装饰保温一体板（硅钙板面层、金属面层）

山东某建材企业生产的该墙体材料，具有轻质高强、隔音、保温性能良好，墙体厚度可根据设计要求在70～350mm之间定制，其可用L型、U型等多种卡扣件与钢构件连接，连接方便、易于操作。外墙面用保温装饰一体板，较传统粘贴保温材料、网格布、抹聚合物砂浆、外刷涂料的做法具有工期短、人工费降低、外观质量好的优势，面层仿石喷涂可达到以假乱真的效果，使用寿命可达25年左右。采用粘钉结合方式与砂加气墙体连接固定（墙面不做其它处理），内墙面直接刮腻子刷乳胶漆。

砂加气墙材之间采用2～3mm厚专用粘合剂连接，与钢柱、梁之间用发泡材料柔性连接，避免了不同材质之间的裂缝产生。砂加气墙体整体垂直度偏差均在毫米级，彻底改变了传统的施工做法。

2.1.2灰加气混凝土砌块（ALC条板）+保温板装饰一体化板

ALC条板需要根据当地不同原材料制作不同类型的墙体材料。某钢结构公司在安徽合肥开发的安徽某公司倒班房（公租房）项目中外墙采用了此种类型的构造，效果良好。

2.2内墙材料

内墙材料主要解决隔音、吊挂、防水、防火等问题，在装配式钢结构住宅中，墙体材料争议问题不太大。因此，内墙采用的类型一般有蒸压砂加气砌块（条板）或多种类型的ALC轻质条板。

就以上内墙而言，砂加气砌块或条板厚度可根据设计要求任意选择，砌筑或拼接方式多样，其强度、保温、隔音等效果良好。ALC条板需根据地域性选择，造价较低，但其强度、保温、隔音等效果较砂加气条板差。

3　楼板与楼梯

3.1楼板

在钢结构住宅中可以采用的楼板主要有三种类型：SP叠合板、可拆卸式钢筋桁架楼承板、现浇混凝土楼板。

3.1.1SP叠合板

SP叠合板，即预应力叠合板，在预制混凝土结构中应用较多，我国西北城镇地区在上世纪八、九十年代普遍使用。该种板利用SP预制板作为底模板、上面再浇筑混凝土面层，省去脚手架支撑，施工速度快，成型效果好，但SP预制板需要成熟、配套的生产、加工车间及专业技术人员。同时也受到运输影响，在半径200km内可考虑，但大于200km时运输成本增加、且破损情况不易控制，因此造价相对较高。

3.1.2可拆卸式钢筋桁架楼承板

钢筋桁架楼承板在钢结构住宅中应用较多，此种类型的楼承板施工中采用较少的支撑，节省了大量的脚手架费用。由于钢筋桁架在工厂内加工完成，现场铺设速度快，但是由于底面的压型钢板难以拆除，或拆除后成型效果不佳、需做二次处理；若在不拆除的情况下需做石膏板吊顶处理，增大了建设造价，同时要考虑因吊顶而增加楼层高度。另外，钢筋桁架楼承板的用钢量约为12-15kg/m2，与现浇混凝土楼板相比用钢量较大。

3.1.3现浇混凝土楼板

该楼板施工工艺成熟，技术可靠，现有的技术工人较多。在现阶段，采用现浇混凝土楼板仍是主流，但均采用了新的施工工艺，即利用钢梁采用工具式钢支撑（兰州新区某项目采用某施工单位自主研发的C型钢悬挂支撑系统）作为梁板模板支撑，节省脚手架费用，并且可以立体浇筑，施工速度快，造价低。

3.2楼梯

在钢结构住宅中可采用的楼梯类型主要有：现浇混凝土楼梯、钢楼梯+混凝土面层、预制混凝土楼梯。

1）现浇混凝土楼梯，是目前大多数装配式钢结构住宅中采用的楼梯形式，其使用效果好，面层处理容易且可靠，但是施工速度慢，现场湿作业多。

2）钢楼梯+混凝土面层，钢楼梯3）预制混凝土楼梯，结合了预制混凝土结构和装配式钢结构的优点，性能稳定，完全符合装配式结构的要求，但是需要有专业的预制混凝土楼梯厂生产线，且受运输半径、地理位置的影响。

施工速度快，然而其隔音效果欠佳，混凝土面层施工质量较难控制。但此法减少湿作业，不占用关键工序，可作为一种较理想的选择方案。

钢结构住宅必将以期独特的优势占据日后住宅产业发展的半壁江山，但前提是必须得研发出设计、施工、使用、维护一体化的成熟技术方案。以上仅是笔者针对设计阶段在主体结构选型、围护体系配套及楼梯楼板的选择方面自己的意见，仅供参考。

［1］郝际平.重视新常态下钢结构行业的技术创新［J］.中国建筑金属结构，2016，3.

［2］殷惠君，高层钢结构住宅体系的适用性分析［J］.住宅科技，2016，1.

［3］刘君霞，钢结构住宅的发展趋势与推广［J］.建材世界，2014，1.

［4］王红卫，钢结构住宅的优势效益分析及探讨［J］.陕西建筑，2015，8.