钢管束组合剪力墙结构在装配式建筑中的应用研究

田春鹏

（辽宁建筑职业学院 辽宁辽阳 111000）

所谓钢管束，就是几个标准化、模数化的部件钢管，并排连接在一起形成钢管束，内部浇筑混凝土形成钢管束组合结构构件，作为主要承重构件和抗侧立构件。钢管束组合剪力墙结构，就是将传统钢筋混凝土结构中现场浇筑的剪力墙、梁用工厂预制加工的钢管束、钢梁替代。由预制部品部件在工地装配而成的建筑，称为装配式建筑，其具有批量生产、批量作业、建筑装修一体化、设计标准化、管理信息化、绿色节能环保等特点，在我国从2015年起陆续出台装配式建筑相关政策与规划，近年来呈现出蓬勃发展之势。本文旨在研究钢管束剪力墙结构在装配式建筑中的应用，从而为建筑行业的发展提供一些新的思考。

1 钢管束剪力墙结构与装配式建筑相契合

钢管束剪力墙结构与装配式建筑是相互契合的，首先从思路上，都运用着以“整体”代替“部分”的建筑思路，目前装配式建筑的发展，已经愈发向着整体性的方向迈进，更加整体、完善、具体的装配式建筑逐渐进入我们的视野，以后的建筑风格将会更加“拼接化”，建筑过程从由点到面逐渐向由面到面的方向发展。

其次从特征上，二者都具有更加体系化、环境友好化等特征，建筑过程由零散变整合，生产过程、装拼过程都更加倾向于由零到整，这种体系化的发展具有节约成本、提高效率、提高质量等优势，这在下文当中我们将详细介绍。而正是由于成本、效率、质量的提高，使得建筑工程更加具有环境友好性，与生态文明建设的倡议相契合，更有利于得到政策的扶持，因此更加容易形成良性循环。

钢管束剪力墙结构与装配式建筑能够有效契合，两者不仅是部分与整体的关系，更是一种共同建筑理念下的不同表达方式。

2 钢管束剪力墙结构的特征与优势

钢管束剪力墙结构区分于钢筋混凝土结构，不采用现场浇筑的方式，而是采用预制加工的钢管束、钢梁材质，因此其区分于传统结构，具有一定的优势，“该体系具有墙体承载力高、延性好、施工方便等优点，符合住宅产业化的发展方向，在多高层住宅建筑中具有广阔的应用前景。”[1]具体而言，具有以下几个较为明显的优势和特点：

（1）钢管束剪力墙结构，具有更高的建筑效率，建造更加省时，钢管束墙体可实现多层梁同时安装，节约了很大一部分时间成本，并且能够保持更好的稳定性；钢管束剪力墙的钢筋绑扎由工厂机械化制造，减少了现场钢筋绑扎量的约70%，大大提升了生产效率；此外，钢管束剪力墙结构在建造过程中无需搭建脚手架，且可同时完成多层混凝土浇筑，区分于传统的钢筋混凝土现场浇筑，在浇筑过程中也能够结约大量的时间成本。

（2）钢管束剪力墙结构，具有更好的经济效益。相对于传统混凝土结构，由于上述等几个方面的因素，多层作业、同时浇筑，通过缩减时间成本大大缩减了人工成本；此外，有学者指出，钢管束剪力墙结构具有更强的防震水平，由于“钢管束混凝土组合结构中钢管束混凝土剪力墙是主要的承受竖向作用和水平作用的构件，满足现行规范及标准的要求。”[2]因此在防震性能上具有更高水准，有学者研究了钢管束剪力墙的受力原理，指出“钢管束混凝土组合剪力墙是一种新型剪力墙结构.钢管束尺寸及其剪跨比影响剪力墙的受力性能.”[3]并进一步“得到钢管束组合剪力墙的恢复力模型。经验证，该恢复力模型模拟效果良好，可以较好地反映构件的抗震性能，为钢管束组合剪力墙结构进行弹塑性地震分析奠定了理论基础。”[4]因此，在对防震烈度要求更高的建筑当中，钢管束剪力墙结构的经济效益就更加能够凸显；同理，在楼层较高的建筑当中，由于钢管束剪力墙结构的稳定性优势，因此楼层越高，其经济性也就越好。

（3）钢管束剪力墙结构的建筑质量更高，其模数化、标准化、批量生产的特征，大大提高了生产效率，保证了生产的机械化、自动化水平，从而减少人工生产导致的误差，从而更好地保证建筑质量；另外，无钢筋阻拦更容易灌浆，因此相比较于传统钢筋混凝土而言，混凝土更加密实，保证了建筑质量。

总体而言，钢管束剪力墙结构具有效率高、经济效益好、建筑质量更高的特点，应当广为运用，积极推广绿色建筑和建材，大力发展钢结构和装配式建筑，加快标准化建设，提高建筑技术水平和工程质量。

3 钢管束组合剪力墙结构在未来的运用与发展方向

有学者指出，“随着我国社会经济的发展，每年新建住宅面积持续增加，而传统结构体系带来的能源消耗、环境污染和资源浪费问题却愈发严重。而钢管混凝土组合结构兼具钢与混凝土的优势，因其可实现工厂预制化、施工装配化、材料回收利用等优点而成为房屋住宅发展的新趋势。”[5]由此可见，钢管束剪力墙结构在未来的发展与运用上，具有较强的发展空间与发展潜力。

（1）钢管束剪力墙在装配式建筑中的运用，符合生态友好的新的发展理念，符合发展趋势，对未来建筑行业的发展具有良好的导向性，因此，在政策支持上，钢管束组合剪力墙结构无疑占据着一定的优势。

（2）钢管束组合剪力墙结构，能够提高生产效率，扩大经济效益，在目前高层建筑、防震建筑等的运用上，具有广阔的运用空间，钢管束组合剪力墙结构应当以此为契机，进行材料上、运用思路上的革新，在不断创新中扩展自身的应用面。

（3）钢管束组合剪力墙结构应当同装配式建筑的发展并轨，形成新的发展格局。不断适应新形势、新任务、新政策下的发展需求，将研发创新与应用创新作为主要指导，不断拓展应用渠道和应用领域，不断推陈出新，朝着更加省时、高效、环境友好的方向不断前进。

总而言之，钢管束组合剪力墙结构在未来的运用于发展中具有广阔的空间与深厚的潜力，如不断开拓创新，将会在未来具有更广阔的运用领域。

4 结语

纵览全文，钢管束组合剪力墙结构，是装配式建筑当中较为常用的一种建筑结构类型，两者具有相似的特征，因此也具有较好的契合性。钢管束组合剪力墙结构具有耗时较少、节约成本、质量较高等特点，具有传统钢筋混凝土结构所不具备的优势，因此能够在装配式建筑当中大量运用。在未来，通过装配式建筑的不断发展创新，钢管束组合剪力墙结构的用途将会进一步拓展，发挥更大的作用，本文通过分析钢管束组合剪力墙结构在装配式建筑只能怪的运用，旨在为未来建筑发展提供更加广阔的视野，明确生态友好型的发展方向。