装配式钢结构住宅的展望

余建方

（贵州理工学院土木工程学院 贵州 贵阳 550003）

0 引言

2016年10月国务院办公厅发布大力发展装配式建筑的指导意见，以京津冀、长三角、珠三角三大城市群为重点推进地区，常住人口超过300万的其他城市为积极推进地区，其余城市为鼓励推进地区，因地制宜发展装配式混凝土结构、钢结构和现代木结构等装配式建筑。力争用10年左右的时间，使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。在去产能和绿色中国的大背景下，对钢铁有大量需求且绿色环保的钢结构受到政府的首推。作为土木工程行业相关人员，我们也该及时做出适应行业发展的新调整。本文从三方面做探讨我国装配式钢结构住宅的发展未来。

1 我国装配式钢结构住宅的发展背景

行业的发展总是具有极大的时代烙印，现如今我国作为世界第一大产钢大国，年产钢量已突破10亿吨以上，直接占据全球产钢量的半数以上。近30年来，随着我国经济水平的持续提高，我国城镇化步伐也持续加快，带动了钢产量消费的持续增长，而消费大头就在建筑和造船行业等行业。如今经济转型在即，水泥，钢材产能出现了严重过剩的现象。但事物总有两面性，也正是这个先天条件，为我国钢结构建筑的发展提供了难得的扩张机遇，纯钢结构建筑在我国建筑领域当中占比不到5%，主要在工业建筑中推广了钢结构形式，但是作为最大建设体量的民用住宅方面，钢结构建筑几乎是空白，这将是体量巨大的新兴市场。参照国外工业化强国的发展历程，钢结构住宅在西方国家早已发展了数十年，形成了相对完整的且成熟的技术体系，邻国日本更是看中钢结构住宅在抗震方面的先天优势，完成了装配式钢结构住宅的产业化。

通过分析我国建筑市场现状，可以发现装配式钢结构住宅在我国的发展环境具有如下几个独有的特点：1、中国巨大钢铁产量以及去产能的巨大压力，意味着低廉的原材料的相对充裕2、传统土木工程行业转型的外在强力需求，包括社会市场的现实需求和政府主管部门的强力推进引导等3、环保意识抬头，民众对低能耗，低污染等绿色环保生活生产方式的认同4、我国庞大民用住宅市场，即便是到了历史上城镇化率最高的今天，我国中西部地区的广大地区的城镇化率还远远低于东部地区更不用说和发达国家相比，这意味着我国未来海量的城镇化人口将继续带来对住宅的旺盛需求。

2 装配式钢结构住宅的体系优势

新事物的发展壮大必然依靠于传统事物的优势。装配式钢结构住宅较传统钢筋混凝土住宅有着巨大的技术和体系优势。

2.1 钢结构体系承载力高、结构自重轻、抗震性能优良。和其他钢结构建筑一样，装配式钢结构住宅的结构承重构件主要是热轧型钢，轻型薄壁管材，这些承重构件单位质量轻，材料界面受力合理。对同一住宅建筑，装配式钢结构建筑建成自重有望减轻30%以上。自重的减轻，使得装配式钢结构住宅在地震作用下的地震反应得到降低，震害相对较轻。钢材作为建筑材料界公认优良建材，它具有变形能力大，材料延性好、强度高等优点。这样使得装配式钢结构住宅实现了轻质高强的目标，其在民用高层住宅抗震安全方面的优点尤其突出，另外质量轻便的钢构件也能带来地下基础的造价降低和施工、运输安装方面的费用降低。

2.2 装配式钢结构住宅，因其构件实现了工厂化和标准化生产，一般具有建造施工周期短、产品预制化程度高，构件成品质量高等优点。装配式钢结构住宅的建设周期较短，主要依托规模化的工厂预制生产以及施工现场的快速拼接两大环节，建筑的前期设计一旦确定，利用现场施工地下工程的时间，钢构件加工厂就已经开始上部建筑构件的批量化生产，工厂化生产依托智能化的生产机器大大降低了人工误差，使建筑构件的尺寸、精度和质量得到了很好的保证。另外，传统混凝土建筑结构施工工序繁杂，绑钢筋-支模-浇筑混凝土-养护，环环相扣，大量施工工序带来了较长的建设周期。对比之下，装配式钢结构住宅现场的吊装拼接工艺，对施工时间节约到达了惊人的地步，一个施工技术成熟的钢结构施工队仅需以往五分之一的施工时间即可完成主体结构的施工，这过程当中节约的时间、资金和人力成本，放到整个住宅建筑市场当中去，必将产生巨大的社会经济效益。

2.3 装配式钢结构住宅建成后，因其不同与传统钢筋混凝土结构体系和材料选用，一般具有内部空间尺寸大、用户空间分隔自由度大的特点。随着社会经济水平的提高，人们对各自居住空间的诠释开始多样化，装配式钢结构住宅，内部分隔墙主要作为分隔而不是承重构件，这样使得用户后期在个人居住空间的打造过程中，拥有更高的自由度，同时也大大降低居住空间二次分隔对主体承重抗震体系的不利影响。4、装配式钢结构住宅所使用的建筑材料具有绿色、环保、低能耗、低污染等特点，与我国建设可持续发展社会的要求吻合。和传统住宅相比，装配式钢结构住宅在构件生产、运输、安装过程当中不会产生大量的废料和建筑垃圾。通过工厂集中加工，建筑行业普遍存在的噪音污染和施工现场的扬尘被最大程度地减少了。另外对既有装配式的钢结构建筑的拆改，其产生的建筑废料能最大程度地回收利用，不对环境产生额外的负担，是发展绿色建筑的典范。

3 装配式钢结构住宅产业的突破点

装配式钢结构住宅建筑要得到长足的发展必然离不开一个健全和理想的产业环境，而要实现这一点，必须结合土木行业的升级转型大趋势。

3.1 加快装配式钢结构住宅关键技术的研究

装配式钢结构住宅建筑要实现工业化生产，必须具备传统土木行业不曾有的新产业链。比如标准化的建筑构件生产厂家的建立、专业设计团队的组建、熟练的钢结构安装施工技术人员培训等，在每一个细分环节，都需要建立符合新市场运行的新标准，加快通用钢结构构件和节点的设计及生产，突破模块化、标准化钢结构体系研究设计技术，研究此类建筑围护构件、支撑配件和连接节点等重要部位的设计方法和工作效能，开发装配钢结构的施工新工艺、新材料和新的施工管理组织模式，同时利用BIM等新型设计软件将建筑设备、建筑电器、节能设计等一体化设计目标提前在装配钢结构住宅当中实现。

3.2 出台完善的新行业标准

建筑行业严重依赖行业的设计、施工和管理统一标准及规范。统一的行业标准使得设计制造、施工安装、验收评审具有详实的行业技术指导，使得相关环节的技人员有规可依。目前，我国建筑行业规范图集当中涉及装配式钢结构内容几乎处于空白状态，只有依靠原有的结构规范等资料进行设计，无法跟上装配式钢结构住宅的工业化发展步伐，阻碍了新型结构模式的推广和壮大。行业标准的建立迫切需要行业管理部门、高校科研机构和社会企业的通力合作，完善补充相关行业技术执行标准，以装配式钢结构住宅为载体，建立绿色节能建筑体系的评定标准，促进大众对装配式钢结构住宅的认可。只有在合适的标准体系下，装配式钢结构住宅才可以发展为技术领先、节能环保、标准化和工业化新建筑模式。

3.3 培训高技术产业工人

在高校中推行装配式钢结构相关专业知识的传授，尽快培养出具有专业学识高、懂技术设计、施工和管理的人才。传统建筑行业从业人员只是适应混凝土结构相对粗放的施工模式，而装配式钢结构住宅，仅仅对预制构件的现场安装这一项，就对结构构件的工艺和精度要求大大提高，这使得他们无法满足现代化施工现场的劳动需求，这样普通施工人员必须进行施工技术的升级，成为高技术的产业工人。这样我国建筑行业的工业化、现代化和产业化道路就可以依托新的产业工人真正实现，并能促进装配式钢结构住宅的标准化、模块化建设。

4 结束语

装配式钢结构住宅的推行，将实现我国建筑行业的工业化和现代化，帮助传统建筑行业实现产业升级。因而及时制定行业新标准、研究装配式钢结构的新技术、培养具备专业知识的管理设计人员以及高技术产业工人已是当务之急，可以联合高校、科研单位、社会企业以及主管部门等力量，在全领域通力合作、协调推进，尽早形成装配式钢结构住宅推广的大环境，助力装配式钢结构早日实现工业化和产业化，这对我国新型建筑事业的发展大有裨益。