精選論文推薦：裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)住宅現(xiàn)狀及發(fā)展瓶頸研究

1.1 產(chǎn)業(yè)政策

1.1.1 中央層面政策

國務(wù)院和住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部(以下簡稱住建部)近年來發(fā)布了一系列政策

1.1.2 地方政府層面政策

在中央政府大力推動裝配式建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時(shí)，各級地方政府也積極制定裝配式建筑發(fā)展目標(biāo)，其中，北京、河北和江西等地比較有代表性。北京要求到2018年實(shí)現(xiàn)裝配式建筑占新建建筑面積的比例達(dá)到20%以上，到2020年實(shí)現(xiàn)裝配式建筑比例達(dá)30%以上;河北省要求到2020年全省裝配式建筑占新建建筑面積的比例達(dá)到20%以上，其中鋼結(jié)構(gòu)建筑占新建建筑面積的比例不低于10%，到2025年裝配式建筑面積占比達(dá)到30%以上;江西省要求到2018年，全省采用裝配式施工的建筑占新建建筑的比例達(dá)到10%，其中政府投資項(xiàng)目達(dá)到30%，2020年達(dá)到30%，其中政府投資項(xiàng)目達(dá)到50%，到2025年力爭達(dá)到50%，符合條件的政府投資項(xiàng)目全部采用裝配式施工……

除了制定發(fā)展目標(biāo)，各級地方政府也制定了側(cè)重點(diǎn)不同的扶持政策，北京、廣西、河北石家莊、安徽等省市比較有代表性.

1.2 政策分析

對搜集到的政策進(jìn)行分類、歸納、整理之后可以發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)業(yè)政策(圖3)基本上分成三大方面：發(fā)展目標(biāo)、扶持政策、EPC(工程總承包)及監(jiān)管。

1.2.1 發(fā)展目標(biāo)

在裝配式建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)方面，國務(wù)院及各地方政府基本上均明確了近期目標(biāo)和中遠(yuǎn)期目標(biāo)，其中海南省要求最高，其裝配率達(dá)到30%，被較多省份作為裝配式建筑的中遠(yuǎn)期目標(biāo)。

1.2.2 扶持政策

在各級政府制定的扶持政策中，經(jīng)過梳理，基本上可以分為經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)勵(lì)、金融支持和行政支持三類。其中，經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)勵(lì)包括財(cái)政獎(jiǎng)勵(lì)、面積獎(jiǎng)勵(lì)增值稅即征即退等;金融支持分為資金補(bǔ)助、貸款額度上浮等;行政支持涵蓋縮短審批時(shí)間、稅收優(yōu)惠、優(yōu)先保障用地等。

1.2.3 EPC及監(jiān)管

裝配式建筑作為近年來新興的產(chǎn)業(yè)，傳統(tǒng)的建造模式已經(jīng)難以適應(yīng)項(xiàng)目的整體協(xié)調(diào)，根據(jù)其自身特點(diǎn)，工程總承包模式則成功地被借鑒過來，作為各級政府主推的裝配式建筑的建造模式。同時(shí)，各省市都在著力健全監(jiān)管體制，制定適應(yīng)裝配式建筑推廣應(yīng)用的審批、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、驗(yàn)收、運(yùn)營等的技術(shù)導(dǎo)則，建立并完善結(jié)構(gòu)體系、現(xiàn)場裝配與施工、部品部件與整體建筑評價(jià)認(rèn)證制度和監(jiān)督檢查制度。

2 產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)及優(yōu)勢

2014年，住建部發(fā)布《裝配式混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》;2016年，住建部發(fā)布《裝配式木結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》;2017年，住建部發(fā)布《裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》;2017年底，住建部發(fā)布《裝配式建筑評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)》，并給出裝配式建筑的定義：由預(yù)制部品部件在工地裝配而成的建筑。無論是從建筑的建造流程，還是從組成建筑物各個(gè)專業(yè)的角度，裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)住宅都有著區(qū)別于傳統(tǒng)建筑的鮮明特點(diǎn)。

2.1 建造流程特點(diǎn)

2.1.1 建筑設(shè)計(jì)模塊化

裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)住宅，在設(shè)計(jì)階段便要考慮生產(chǎn)與施工的環(huán)節(jié)，盡可能做到模塊化，從而實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化、一體化設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)過程中，與構(gòu)件加工廠緊密結(jié)合，不再像傳統(tǒng)住宅設(shè)計(jì)時(shí)與施工相脫節(jié)。

2.1.2 部品生產(chǎn)工業(yè)化

同傳統(tǒng)建筑相比，在工廠生產(chǎn)這一階段，不再是僅僅生產(chǎn)原材料，而是進(jìn)行構(gòu)件生產(chǎn)，從而增加產(chǎn)業(yè)工人的工作崗位，也使得構(gòu)件生產(chǎn)過程中的污染控制更易于實(shí)現(xiàn)，同時(shí)構(gòu)件精度大大提升，為高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的質(zhì)量奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

2.1.3 現(xiàn)場施工裝配化

在施工階段，傳統(tǒng)的現(xiàn)澆混凝土高層住宅，以現(xiàn)場濕作業(yè)、手工操作為主，工人以農(nóng)民工為主，綜合素質(zhì)偏低，專業(yè)化程度也很低。裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)住宅則不同，由于設(shè)計(jì)階段充分考慮了施工中可能遇到的問題，同時(shí)實(shí)現(xiàn)模塊化設(shè)計(jì)，從而使施工階段的難度極大降低，也使得濕作業(yè)大量減少，現(xiàn)場施工實(shí)現(xiàn)裝配化，施工隊(duì)伍的專業(yè)化水平得到明顯提升。

2.1.4 裝飾裝修一體化

進(jìn)入裝修階段，傳統(tǒng)的住宅，多以毛坯房為主，住戶通過二次裝修后入住。二次裝修的過程中消耗大量人力物力，且噪聲污染嚴(yán)重。高層鋼結(jié)構(gòu)住宅則可以實(shí)現(xiàn)裝修與建筑設(shè)計(jì)同步進(jìn)行，從而達(dá)到裝飾裝修一體化的效果，最大限度地給住戶提供良好的居住體驗(yàn)。

2.1.5 生命周期信息化

裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)住宅，通過工程總承包(EPC)的管理模式，改變以往以包代管、專業(yè)化協(xié)同不順暢的局面，結(jié)合BIM技術(shù)和平臺，實(shí)現(xiàn)建筑全過程的信息化管理，從而使整體效益達(dá)到最優(yōu)。

2.2 各專業(yè)特點(diǎn)

對于裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)住宅，從建筑、結(jié)構(gòu)、給排水、暖通、電氣這幾個(gè)專業(yè)角度來看，也有著區(qū)別于傳統(tǒng)建筑的顯著特點(diǎn)。

2.2.1 建筑專業(yè)特點(diǎn)

從建筑專業(yè)看，從戶型設(shè)計(jì)到平立面布局，裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)住宅所遵循的原則是模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、SI設(shè)計(jì)理念(圖4)。這些原則可以使得住宅在部品部件生產(chǎn)及施工過程中快速高效，同時(shí)便于住戶隨著家庭人口數(shù)量的變動自主更改戶型。

2.2.2 結(jié)構(gòu)專業(yè)特點(diǎn)

裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)住宅采用“框架+抗側(cè)力構(gòu)件”作為承重骨架，同時(shí)采用疊合樓板、鋼筋桁架樓承板作為樓板，加上預(yù)制樓梯、預(yù)制陽臺板、預(yù)制空調(diào)板等附屬構(gòu)件，一起構(gòu)成了裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)住宅的結(jié)構(gòu)主體(圖5)，使得整個(gè)設(shè)計(jì)建造過程中工業(yè)化程度大大提升。

2.2.3 水暖電專業(yè)特點(diǎn)

裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)住宅中的水暖電專業(yè)，區(qū)別于傳統(tǒng)現(xiàn)澆住宅，常采用整體廚房、整體衛(wèi)生間，采用同層排水技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)管線分離(圖6)。這些特點(diǎn)有效避免跨層漏水問題，并且產(chǎn)權(quán)明晰，不會造成糾紛。

3 產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢

裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)住宅作為新興產(chǎn)業(yè)，給相關(guān)各方帶來不同層面的利益。對政府而言，它帶來的是產(chǎn)業(yè)升級，使建筑業(yè)走上綠色發(fā)展的道路，由此將產(chǎn)生巨大的社會效益和環(huán)境效益;對開發(fā)商而言，它將縮短開發(fā)周期，提高資金利用率;對住戶而言，它易于裝修，且戶型調(diào)整幾乎不受空間限制，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)安全性更高;對于設(shè)計(jì)方而言，由于采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，施工圖階段的設(shè)計(jì)周期大大縮短，設(shè)計(jì)師可將更多精力投入到項(xiàng)目的方案設(shè)計(jì)中;對于施工方而言，裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)住宅施工快速高效、機(jī)械化程度高，同時(shí)由于模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)的引入，建造過程中避免大量的碰撞問題，可有效節(jié)約資源和時(shí)間;對監(jiān)理方而言，BIM信息化技術(shù)可以全流程、全方位實(shí)時(shí)監(jiān)控;對于運(yùn)維方，可實(shí)現(xiàn)BIM信息化、智能化管理。

3.1 工程案例

3.1.1 鑄造村4號、7號鋼住宅工程

該項(xiàng)目位于北京市石景山區(qū)鑄造村， 4號、7號鋼結(jié)構(gòu)住宅總建筑面積為35 164 m2，其中地上建筑面積為30 711 m2(4號樓為14 272 m2，7號樓為16 439 m2)，地下建筑面積4 453 m2。4號樓地上13層，地下2層;7號樓地上15層，地下2層。地上部分為住宅，住宅層高2.9 m;地下1層為自行車庫;地下2層戰(zhàn)時(shí)為人防掩蔽所，平時(shí)為辦公用房。

該項(xiàng)目主體結(jié)構(gòu)采用鋼框架-支撐結(jié)構(gòu)體系，樓板采用疊合樓板，陽臺、樓梯、空調(diào)板采用預(yù)制構(gòu)件，外墻采用新型200 mm厚新型加氣條板，室內(nèi)采用裝飾裝修一體化技術(shù)，包括：同層排水、架空地板、整體衛(wèi)生間、整體廚房等，屋頂采用太陽能集熱器。

3.1.2 二通廠南區(qū)棚改安置房工程

該項(xiàng)目總建設(shè)用地規(guī)模20 770.75 m2，總建筑面積73 772.31 m2，其中包含4棟一類高層住宅、配套公建、幼兒園和垃圾站，地下為大型車庫，其中高層鋼結(jié)構(gòu)住宅地下2層，地上分別為24、24、21、22層，層高為2.9 m;地下車庫為3層，含人防。小區(qū)全部建筑均采用鋼結(jié)構(gòu)，為全國首例(圖9)。高層住宅的墻板采用裝飾裝修一體化板,并在高層鋼住宅中首次應(yīng)用鋼框架-防屈曲鋼板剪力墻結(jié)構(gòu)體系，還應(yīng)用了裝飾裝修一體化、BIM等技術(shù)。本項(xiàng)目的建設(shè)具有建筑工業(yè)化里程碑式的意義。

3.2 發(fā)展瓶頸

通過工程實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)目前制約裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的瓶頸主要在于結(jié)構(gòu)主體的防腐性能和外墻板的綜合性能。目前，雖然結(jié)構(gòu)主體的防腐性能可以通過采用耐候鋼得到加強(qiáng)，并且通過耐候試驗(yàn)也證明了其耐久性滿足相關(guān)要求，但由于缺乏工程實(shí)例，故工程界尚存在一定的疑慮。

外墻的性能指標(biāo)主要包括保溫、隔聲、防滲、防裂、防火、建筑美學(xué)幾個(gè)方面;經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要包括原材料、生產(chǎn)工藝、運(yùn)輸機(jī)安裝三方面;制作及安裝分為工廠制作和現(xiàn)場施工兩部分。目前，市場上缺乏一種能夠在各項(xiàng)性能指標(biāo)之間取得平衡的墻板產(chǎn)生。

目前，通過金字塔原理分析了墻板的各項(xiàng)性能指標(biāo)要求后，研發(fā)方向直指新的墻板主體材料和連接節(jié)點(diǎn)的研發(fā)。

總體而言，同發(fā)達(dá)國家相比，我國的裝配式建筑還處在起步階段，同時(shí)由于國情特殊，我國的高層鋼結(jié)構(gòu)住宅很難參照國外的案例，但從長遠(yuǎn)來看，高層鋼結(jié)構(gòu)住宅既能大幅度提升建筑工業(yè)化水平，實(shí)現(xiàn)綠色建筑的理念，又能為國家進(jìn)行鋼材的戰(zhàn)略儲備，應(yīng)加大推廣力度，通過產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的方式，搭建新產(chǎn)品的研發(fā)平臺，推動高層鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。以上內(nèi)容就是“精選論文推薦：裝配式高層鋼結(jié)構(gòu)住宅現(xiàn)狀及發(fā)展瓶頸研究”，更多裝配式新發(fā)展新資訊，歡迎繼續(xù)關(guān)注環(huán)球網(wǎng)校裝配式建筑行業(yè)頻道!點(diǎn)擊下方免費(fèi)下載，獲取裝配式精華考點(diǎn)/課程講義。