鋼結(jié)構(gòu)住宅的技術(shù)體系及發(fā)展趨勢

1、Word文檔 鋼結(jié)構(gòu)住宅的技術(shù)體系及發(fā)展趨勢 改革開放以來，鋼結(jié)構(gòu)建筑推廣步伐加快，尤其在公共建筑領(lǐng)域的應(yīng)用風(fēng)生水起。除了廠房、多層房屋領(lǐng)域，還擴展至超高層建筑、大跨度會展中心、體育場館、大型交通建筑等，目前在建和已建成的 200m 以上鋼結(jié)構(gòu)超高層已達(dá)千余座，鋼結(jié)構(gòu)正向著更高、更廣、更輕的方向進(jìn)展。 鋼結(jié)構(gòu)住宅進(jìn)展稍顯緩慢，我國最早的鋼結(jié)構(gòu)住宅是 1994 年建于上海北蔡的 8 層鋼結(jié)構(gòu)住宅，其后 20 余年內(nèi)建成的鋼結(jié)構(gòu)住宅數(shù)量與鋼結(jié)構(gòu)公建的數(shù)量相差甚遠(yuǎn)，目前占比不足 5%。 近年來，在我國北京、杭州、合肥、湛江、蚌埠、濟(jì)寧、淄博、滄州、包頭等地開展了鋼結(jié)構(gòu)住宅的設(shè)計討論和工程實踐工作，相

2、繼建成一批多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的試點工程，如杭州錢江世紀(jì)城、北京成壽寺安置房、滄州?？导覉@等，這些試點工程發(fā)揮了很好的示范作用。 鋼結(jié)構(gòu)住宅主要構(gòu)件尺寸指南已于2021年8月20日正式發(fā)布。依據(jù)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部標(biāo)準(zhǔn)定額司關(guān)于開展鋼結(jié)構(gòu)住宅評價標(biāo)準(zhǔn)編制工作的函（建司局函標(biāo)202177號）的要求，鋼結(jié)構(gòu)住宅評價標(biāo)準(zhǔn)編制組成立暨第一次工作會議于2021年7月8日進(jìn)行。 2021年12月21日召開的全國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)工作會議提出，加快進(jìn)展中國建筑，推動建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。加快推動智能建筑與新型建筑工業(yè)化協(xié)同進(jìn)展，建設(shè)建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺；完善裝配式建筑標(biāo)準(zhǔn)體系，大力推廣鋼結(jié)構(gòu)建筑。 一、鋼結(jié)構(gòu)住宅的技術(shù)體系分

3、析 （一）結(jié)構(gòu)系統(tǒng) 1豎向及抗側(cè)力體系 裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅應(yīng)采納大開間、戶內(nèi)空間敏捷可變的結(jié)構(gòu)布置形式，依據(jù)建筑功能、建筑物高度以及抗震設(shè)防烈度等條件選擇下列結(jié)構(gòu)體系（GB/T 51232）： （1）鋼框架結(jié)構(gòu)（適用于建筑高度30m以下的建筑） （2）鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)（支撐包括中心支撐、偏心支撐和屈曲約束支撐） （3）鋼框架-剪力墻（或延性墻板）結(jié)構(gòu)（剪力墻可以采納預(yù)制或現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻，延性墻板包括鋼板剪力墻、鋼板組合剪力墻、鋼框架內(nèi)填豎縫混凝土剪力墻等） （4）交叉桁架結(jié)構(gòu) （5）低層冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)（適用于不大于3層且檐口高度不大于12m的建筑） 2樓板體系 鋼結(jié)構(gòu)住宅的樓板和屋面板一

4、般采納裝配化程度較高的免支模的樓蓋和屋蓋體系，包括鋼筋桁架樓承板、預(yù)制疊合樓板及預(yù)應(yīng)力疊合樓板（PK板）等。 鋼筋桁架樓承板具有安裝便利、質(zhì)量輕、運輸成本低等優(yōu)點，底模可采納金屬薄板，也可采納非金屬材料。假如房間做吊頂時，底模不用拆除；住宅中不做吊頂?shù)膮^(qū)域采納可拆底模的鋼筋桁架樓承板。預(yù)制混凝土疊合樓板具有底面平整、跨度大等優(yōu)點，依據(jù)四周板支承條件設(shè)計為單向板或雙向板，板縫做密縫拼接和寬縫拼接連接。 （二）外圍護(hù)系統(tǒng) 外圍護(hù)系統(tǒng)包括外墻系統(tǒng)和屋面系統(tǒng)。外墻系統(tǒng)宜采納輕質(zhì)材料，并宜采納干式工法。外墻系統(tǒng)的材料種類多種多樣，施工工藝和節(jié)點構(gòu)造也不盡相同。 1外墻板的主要類型 根據(jù)外圍護(hù)系統(tǒng)構(gòu)造狀況

5、，可主要分為以下四種： （1）預(yù)制混凝土外掛墻板（簡稱大板） 包括預(yù)制混凝土外墻板、預(yù)制混凝土夾心保溫外墻板等。 （2）輕質(zhì)條板 包括蒸壓加氣混凝土板（ALC）、輕集料混凝土板、復(fù)合夾心條板等。 （3）鋼木骨架組合外墻板 包括金屬骨架組合外墻板、木骨架組合外墻板等。 （4）建筑幕墻 包括玻璃幕墻、金屬幕墻、石材幕墻、人造板幕墻等。 2外墻板的性能要求 外墻板的性能要求主要包括平安性、功能性和耐久性等。 （1）平安性要求（須關(guān)注牢靠連接和防裂） 平安性能要求是指關(guān)系到人身平安的關(guān)鍵性能指標(biāo)，對于鋼結(jié)構(gòu)住宅外圍護(hù)體系而言，應(yīng)符合基本的承載力要求以及防火要求，詳細(xì)可以分為抗風(fēng)壓性能、抗震性能、耐撞擊

6、性能以及防火性能四個方面。外墻板應(yīng)采納彈性方法確定承載力與變形，并明確荷載及作用效應(yīng)組合；在荷載及作用的標(biāo)準(zhǔn)組合作用下，外墻板不能因主體結(jié)構(gòu)的彈性層間位移而發(fā)生塑性變形、開裂及脫落；當(dāng)主體結(jié)構(gòu)層間位移角達(dá)到大震時，外墻板不應(yīng)發(fā)生掉落。 耐撞擊性能應(yīng)依據(jù)外圍護(hù)系統(tǒng)的構(gòu)成確定。對于幕墻體系，可參照現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)建筑幕墻GB/T 21086中的相關(guān)規(guī)定，撞擊能量最高為900J，降落高度最高為2m，試驗次數(shù)不小于10次，同時試件的跨度及邊界條件必需與實際工程相符。 除幕墻體系外的外圍護(hù)系統(tǒng)，應(yīng)提高耐撞擊的性能要求。外圍護(hù)系統(tǒng)的室內(nèi)外兩側(cè)裝飾面，尤其是類似薄抹灰做法的外墻保溫飾面層，還應(yīng)明確抗沖擊性能要求

7、。 （2）功能性要求（須關(guān)注防水和節(jié)能） 功能性要求是指作為外圍護(hù)體系應(yīng)當(dāng)滿意居住使用功能的基本要求。詳細(xì)包括水密性能、氣密性能、隔聲性能、熱工性能四個方面。 水密性能包括基層板的不透水性以及接縫處的止水、排水性能，詳細(xì)措施是構(gòu)造防水+材料防水（企口、凹凸縫、排水孔、專用膠）。氣密性能要求裝飾板接縫少，接縫處采納氣密材料封堵。隔聲性能應(yīng)符合現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)民用建筑隔聲設(shè)計規(guī)范GB 50118的相關(guān)規(guī)定，要求基層板密度大、少孔隙。熱工性能應(yīng)符合國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)公共建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)GB 50189、寒冷和寒冷地區(qū)居住建筑節(jié)能設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)JGJ 26的相關(guān)規(guī)定。輕質(zhì)混凝土條板均具有良好的保溫性能，詳細(xì)措施是條板

8、+保溫層（巖棉、EPS、石墨EPS等）。 （3）耐久性要求 耐久性要求直接影響到外圍護(hù)系統(tǒng)使用壽命和維護(hù)保養(yǎng)時限。不同的材料對耐久性的性能指標(biāo)要求也不盡相同。經(jīng)耐久性試驗后，還需對相關(guān)力學(xué)性能進(jìn)行復(fù)測，以保證使用的穩(wěn)定性。對于以水泥基類板材作為基層板的外墻板，應(yīng)符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)外墻用非承重纖維增加水泥板JG/T 396的相關(guān)規(guī)定，滿意抗凍性、耐熱雨性能、耐熱水性能以及耐干濕性能的要求。 3外墻板與主體結(jié)構(gòu)的連接 根據(jù)外墻板與主體結(jié)構(gòu)的連接形式可分為外掛式、內(nèi)嵌式及嵌掛結(jié)合式安裝。 （1）外掛式安裝 外掛式安裝具有施工速度快，能夠很好克服鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件撓度變形對墻體造成破壞的缺陷。同時墻板包裹鋼結(jié)構(gòu)

9、構(gòu)件，易于裝飾且不易形成冷橋。但是外掛式墻體安裝也存在一些缺點：對于墻板的構(gòu)造材料要求較高，導(dǎo)致墻體造價相對較高；墻體厚度及自重較大，專用金屬連接件造價會比較高；由于墻板在結(jié)構(gòu)構(gòu)件外側(cè)，室內(nèi)露梁露柱。 （2）內(nèi)嵌式安裝 內(nèi)嵌式安裝現(xiàn)場施工量較大，無法完全包裹住鋼結(jié)構(gòu)梁柱系統(tǒng)，易形成冷熱橋，因此要進(jìn)行二次包裹。但是，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在承受荷載時撓度變形較大，會對內(nèi)嵌式墻體產(chǎn)生破壞，易造成樓板與墻板的接縫處漏雨和滲水，影響居民使用。 1合肥下塘松林苑三期效果圖 2長春潤德雙豐裝配式鋼結(jié)構(gòu)住宅項目效果圖 （三）內(nèi)裝系統(tǒng) 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的內(nèi)裝系統(tǒng)應(yīng)采納輕質(zhì)材料，宜采納裝配式裝修；廚房和衛(wèi)生間宜采納集成式部

10、品。內(nèi)裝部品主要包括以下三個方面：隔墻應(yīng)采納裝配式輕質(zhì)隔墻，包括龍骨類隔墻、輕質(zhì)水泥基板類隔墻、輕質(zhì)復(fù)合板類隔墻等；吊頂應(yīng)采納裝配式部品，廚房、衛(wèi)生間的吊頂在管線集中部位應(yīng)設(shè)置檢修口；地面宜采納裝配式部品，宜采納可敷設(shè)管線的架空地板系統(tǒng)等集成化部品，以便利管線檢查和修理。 內(nèi)隔墻 鋼結(jié)構(gòu)住宅的內(nèi)墻板屬于非承重構(gòu)件，應(yīng)采納輕質(zhì)高強材料，宜采納免抹灰的隔墻板，主要包括分戶隔墻和戶內(nèi)隔墻。 （1）內(nèi)隔墻的主要類型 包括龍骨類隔墻、輕質(zhì)水泥基隔墻、輕質(zhì)復(fù)合隔墻等。 （2）內(nèi)墻板的性能要求（須關(guān)注隔音和防裂） 分戶隔墻的性能要求主要包括平安性、功能性和耐久性等，平安性能包括抗震性能、抗沖擊性能以及防火性

11、能三個方面；功能性能包括隔聲性能等（35dB）；耐久性要求是指內(nèi)隔墻的使用壽命和維護(hù)保養(yǎng)時限。 內(nèi)隔墻依據(jù)詳細(xì)位置和性能要求，選用不同的墻體類型。一般狀況下，分戶隔墻厚度為200mm，戶內(nèi)隔墻厚度為90mm、100mm。 快裝隔墻系統(tǒng)是以輕鋼龍骨隔墻體系為基礎(chǔ)，飾面板為硅酸鈣板，飾面材料可以是UV涂層也可以是傳統(tǒng)的墻面壁紙等裝飾材料，在工廠加工成型。針對有防水要求的衛(wèi)生間墻面，在龍骨內(nèi)側(cè)加裝PE防水層，面層板使用防水涂裝板，保證空間的防水要求。 （3）內(nèi)墻板與主體結(jié)構(gòu)的連接 內(nèi)墻板應(yīng)與主體結(jié)構(gòu)牢靠連接，在滿意吊掛荷載 （100kg）和抗沖擊性能的前提下，避開地震作用下倒塌，造成生命和財產(chǎn)的損失

12、。為了削減內(nèi)墻板的種類，鋼梁高度宜統(tǒng)一。內(nèi)墻板應(yīng)適應(yīng)鋼結(jié)構(gòu)的變形，板長應(yīng)預(yù)留5mm10mm安裝縫隙。安裝完成后采納柔性材料填實，避開影響隔聲性能。 （四）設(shè)備與管線系統(tǒng) 裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)備與管線系統(tǒng)應(yīng)以易檢修、可更換為原則；管線與結(jié)構(gòu)系統(tǒng)分別，修理更換管線時不應(yīng)影響主體結(jié)構(gòu)。各類設(shè)備與管線應(yīng)綜合設(shè)計、削減平面交叉、合理利用空間。 1給水排水系統(tǒng) 給水分水器與用水器具的管道應(yīng)一對一連接，管道中間不得有連接配件；排水管道宜采納同層排水技術(shù)。 2暖通空調(diào)與燃?xì)庀到y(tǒng) 室內(nèi)供暖系統(tǒng)采納低溫地板輻射供暖時，宜采納干法施工。 3電氣與智能化系統(tǒng) 電氣和智能化的設(shè)備與管線宜采納管線分別的方式。 二、鋼結(jié)構(gòu)住宅的進(jìn)展趨勢 （一）鋼結(jié)構(gòu)住宅應(yīng)向大開間大進(jìn)深、空間敏捷可變方向進(jìn)展 目前，很多鋼結(jié)構(gòu)住宅的平面和戶型仍沿用剪力墻結(jié)構(gòu)小開間布置，不僅結(jié)構(gòu)設(shè)置不合理，而且嚴(yán)峻影響了房間的使用功能。為了實現(xiàn)戶內(nèi)空間敏捷可變目標(biāo)，充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)大跨度的優(yōu)勢，鋼結(jié)構(gòu)住宅應(yīng)向大開間大進(jìn)深方向進(jìn)展，鋼框架優(yōu)先布置于外墻和分戶墻。 （二）鋼結(jié)構(gòu)住宅的健康進(jìn)展需要鋼結(jié)構(gòu)、外圍護(hù)及內(nèi)裝系統(tǒng)協(xié)同發(fā)力 近些年，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)過于重視鋼結(jié)構(gòu)主體的研發(fā)，忽視與之匹配的外圍護(hù)和內(nèi)裝部品的研發(fā)，這在肯定程度上制約了鋼結(jié)構(gòu)住宅的進(jìn)展。針對鋼結(jié)構(gòu)住宅的露梁露柱問題，國外很多項目采納合理的