近年，国家连续出台政策大力推进装配式钢结构建筑技术发展。通过技术评价标准，推行面积奖励、开展建设试点、施行税收补贴等方式，降低增量成本，快速推广装配式钢结构建筑。钢结构装配式住宅产品在我国“十四五”期间存在巨大的市场潜力，具备工业化程度高，建设周期短，综合投资省，空间布局灵活，绿色环保等诸多优势。随着建筑绿色化、生态化、节能化等政策的持续推进，装配式钢结构住宅体系将成为住宅建筑发展趋势，是实现未来高品质、高性能新一代住宅的重要举措。
一、国内外发展现状
装配式钢结构住宅(简称“钢结构住宅”)建筑是以工业化建造方式为基础，将钢结构体系作为主要受力的结构体系，与外围护体系、设备管网体系和室内装修体系相结合，整体化设计建造的住宅形式。装配式钢住宅体系源自于欧美国家，经过十几年的发展，技术已经十分成熟。
二、钢结构住宅体系的优势
优越的抗震性能。由于钢结构住宅的重量轻，体量小，相比于钢筋混凝土结构，建筑自身重量将减轻约1/4，且钢材具有良好的延展性，因此可较好的降低地震多带来的影响，同时减少材料使用。
结构所占面积小。外形设计自如，室内无梁无柱形成大空间，同时功能布局不受承重墙布置的限制灵活多变，可采用更为经济环保高效的新型建材作为围护部件，更加方便的实现系统集成，真正实现全生命周期产品。
施工周期短。除基础施工外，大量的钢结构构件都由专业化的制造商生产，精确度高，质量控制好。各个构件现场采用螺栓连接拼装，施工方便，且更加环保卫生；同时施工作业受天气及季节的影响也会大大降低，整体施工将会大大缩短建造周期，提高资金回转率。已经建成的钢结构构件也易于拆卸、加固和改造。
造价成本低。钢结构住宅建筑材料自重轻，降低了建筑的整体结构荷载，也就降低了土建施工的难度及造价。
绿色节能。钢材属于绿色建材，其废旧重新利用率为100%，符合我国可持续发展国情。装配式钢结构建筑施工过程中多为干作业，粉尘污染较少，同时减少建筑垃圾，符合可持续发展的需求。
社会效益较好。虽然装配式钢结构住宅的整体造价预算略高于传统混凝土结构，但其综合经济收益、社会效益明显高于传统住宅体系，对于提高企业产品IP和社会知名度都有较有利的作用。
三、适用于装配式钢结构住宅的户型
户型及构件的设计需以标准化、模数化为基础，外轮廓相形状对规整，减少过多的凹凸变化，为构件产业化以及构件灵活组合创造有利条件。 室内空间不受墙体限制，可灵活布置，空间能够自由组合，可以满足不同居住群体不同时期的不同需求,并且二次拆改方便，材料可二次利用，减少材料浪费。
四、适用于装配式钢结构住宅的立面
装配式构件标准化、模块化设计，减少构件数量和种类。 造型简约、立面统一、减少复杂的体块凹凸变化。 利用阳台等外凸构件丰富立面效果。 利用外墙饰面不同的肌理与材质组合，丰富钢结构建筑的立面效果。
要根据装配式钢结构的建筑特性，做到构件标准化、模块化设计，造型简单、立面简洁、减少复杂装饰，通过空调板等外凸构件以及外墙饰面不同的肌理与色彩变化丰富立面效果，形成一个适合装配式钢结构住宅的立面体系。（下图为装配式钢结构住宅研发项目中，高层住宅初设立面效果图）
五、钢结构住宅防火体系
钢结构建筑中有个明显的缺陷问题，便是其抗火性能较差，如果钢结构建筑未进行防火设计，或者防火设计不完善，火灾发生时，整个建筑结构体系将会在短时间内遭到破坏，故钢结构必须采用防火处理来提高梁柱等结构构件的耐火等级。当前钢结构建筑在防火设计方面包含有多种不同方式：比如外包法、水冷却法、涂防火涂料等。
采用外包层：传统的防火板材虽能在一定程度上提高钢结构的耐火时间，但其施工周期长，在结构造型及接缝处理上存在着明显的不足。
水冷却法：在内部中空的钢柱内进行注水，并与上部的冷却水水箱连同，形成一个可以内部循环的冷却封闭系统。
屏蔽方法：将不加保护的钢结构包藏在耐火材料构成的墙体或顶棚内，这种方式在投资上比较经济，但会造成建筑墙体加厚，导致有效使用面积减少。
采用防火涂料：分为厚型、薄型、和超薄型钢结构防火涂料，其中超薄型钢结构防火涂料因其相较于另外两者具有明显优势，已经成为建筑行业普遍使用的材料和消防部门大力推广的安全材料，是当今乃至未来社会中都很有发展前途的一类产品。
六、案例实施研究
装配式钢结构住宅研发项目中，对集团现有产品进行了案例实施研究，进行了装配式冷弯薄壁型钢结构商墅住宅和装配式钢结构框架高层住宅初步设计。 商墅住宅为装配式钢结构住宅，建筑层数为地上2层，设计使用年限为50年，建筑抗震设防烈度7度0.1g，结构形式为冷弯薄壁型钢结构；高层住宅建筑层数为地上20层，设计使用年限为50年，建筑抗震设防烈度7度0.1g，结构形式为装配式钢结构。（下图为装配式钢结构住宅研发项目中，商墅住宅初设立面效果图）
以商墅住宅为例，其装配式及钢结构建筑设计的技术措施有：
预制外墙部分，采用160厚C形钢墙架柱+内嵌岩棉保温层，围护墙与保温隔热一体化，外挂预制装饰板。 外墙全部采用C形钢墙架柱+内嵌岩棉保温层构造满足墙体的保温隔热要求。穿透保温材料的连接杆件采用符合相关标准的高强度玻璃纤维连接件，避免冷桥。 预制外墙板接缝采用结构自防水+构造防水+材料防水，水平缝采用高低缝。门窗洞口等防水薄弱部位设计采用材料防水和构造防水结合的做法。
C型钢梁+压型钢板楼板做法，下方直接做精装吊顶，外墙160厚C形钢墙架柱+内嵌岩棉保温层，避免了预埋件、结构件外露于室内，节点详见下图。
综上所述，钢结构住宅产业化是我国建筑业发展及行业推进的必经之路，但目前国内钢结构住宅的产业化程度及普及程度来看还远未达到，因此我们需要更新设计理念，大力推进钢结构住宅的普及程度；利用国家有关部门对钢结构住宅体系应进行政策性节能补贴，加大示范效应；正确认识钢结构建筑的抗震、抗火及防腐性能；加强结构住宅体系中的配套产品的标准化生产和供应；提升配套结构设计软件及设计专业人员的培养等方式来继续推进钢结构住宅产业化进程。
注：文中图片部分来源于网络，如有侵权请联系删除。
本文版权归铁建地产营造社所有，未经授权请勿随意转载
转载注明出处：铁建地产营造社(CRCCREDC-YZS) 多谢配合！
- 往期精彩推荐 -
配套的地理分步
