2016年，國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見(jiàn)》，《意見(jiàn)》提出，要以京津冀、長(cháng)三角、珠三角三大城市群為重點(diǎn)推進(jìn)地區，常住人口超過(guò)300萬(wàn)的其他城市為積極推進(jìn)地區，其余城市為鼓勵推進(jìn)地區，因地制宜發(fā)展裝配式混凝土結構、鋼結構和現代木結構等裝配式建筑。力爭用10年左右的時(shí)間，使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%。

近幾年，隨著(zhù)一批PC項目的實(shí)踐，裝配式混凝土結構受到結構工程師越來(lái)越多的質(zhì)疑，并一度風(fēng)傳將會(huì )取消，究其原因，混凝土雖是現代建筑結構的主流，且早已形成一條完整的市場(chǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，但其缺點(diǎn)是施工速度慢、施工現場(chǎng)亂、且經(jīng)常伴隨資源浪費。這些缺點(diǎn)即使在大力倡導裝配式建筑的今天，想要完全解決也顯得任重而道遠，在大力倡導綠色建筑的今天，傳統意義上的建筑類(lèi)型顯然不能滿(mǎn)足綠色、環(huán)保發(fā)展的需要。

鋼結構建筑相比較混凝土或者預制混凝土結構具有無(wú)與倫比的優(yōu)勢：首先是我國鋼材產(chǎn)量豐富，鋼材質(zhì)量可靠，這為鋼結構建筑提供了材料優(yōu)勢。其次，鋼結構建筑標準化程度高，其自身的裝配式屬性使得其綜合造價(jià)低，設計周期短，施工速度快，回收利用率高。再次，鋼結構建筑能最大限度的滿(mǎn)足綠色環(huán)保的要求，鋼材本身就是一種環(huán)保材料，鋼結構建筑無(wú)論從構件生產(chǎn)、加工到后期的現場(chǎng)安裝都不會(huì )對自然環(huán)境造成損害。最后，鋼結構住宅可更好的實(shí)現私人訂制的要求，北美及歐洲地區的“住宅超市”現已相當成熟。

近年來(lái)，鋼結構建筑已被建設部列為重點(diǎn)推廣項目。建設部先后開(kāi)展了30多項關(guān)于鋼結構建筑的課題研究項目，興建了許多試點(diǎn)工程。與此同時(shí)，許多高校和企業(yè)也紛紛加入到了鋼結構建筑體系及關(guān)鍵技術(shù)的研究行列。

傳統意義上的鋼結構建筑體系主要有五種：輕型冷彎薄壁型鋼體系、鋼框架體系、鋼框架剪力墻體系、鋼框架核心筒體系等。

冷彎薄壁型鋼住宅在北美應用較多，目前已經(jīng)達到商品化生產(chǎn)的程度。該體系是以冷彎薄壁型鋼作為結構的受力骨架，以自攻螺釘連接節點(diǎn)的鉸接體系。其優(yōu)點(diǎn)是自重輕、抗震性能好、施工速度快、綠色環(huán)保，但基本只限于低層住宅或聯(lián)排別墅，在多層和高層建筑中應用不多。

鋼框架體系受力骨架為傳統意義上的梁、柱等構件組成的鋼框架。該體系適合于建造多層住宅，在多層范圍內的經(jīng)濟效益較好；但當層數較高時(shí)，則表現為側向剛度不足且稍顯浪費。其優(yōu)點(diǎn)是構造簡(jiǎn)單、梁柱剛接、安裝方便。

鋼框架支撐體系是鋼框架和支撐協(xié)同工作的體系，鋼框架主要提供結構的豎向承載力，而支撐體系主要提供結構的側向剛度。相比較鋼框架體系來(lái)說(shuō)，由于支撐的作用，其抗側剛度更高，因此適用的建筑物層數較鋼框架體系更高，一般在6～12層之間；且其梁柱尺寸較鋼框架體系小得多，因此是一種較為經(jīng)濟合理的結構體系。

鋼框架剪力墻體系是將鋼框架支撐體系中的支撐換成了抗側剛度更大的剪力墻，剪力墻承擔80%～85%的水平力。當前比較流行的鋼板混凝土組合剪力墻，可以同時(shí)發(fā)揮混凝土抗側剛度大和鋼板剪力墻的延性好、耗能能力強的特點(diǎn)。其適用的建筑層數比鋼框架支撐體系更高。

鋼框架核心筒結構與鋼框架剪力墻結構類(lèi)似，只是將剪力墻做成封閉的核心內筒，而鋼框架在外圍。該體系能承擔的水平力更高，接近90%，適用的建筑物層數在理論上也更高，但更高的層數將降低其經(jīng)濟性，因此一般認為還是12層以下最適宜。

在傳統鋼結構體系研究的基礎上，國內的研究機構和眾多學(xué)者開(kāi)始嘗試開(kāi)發(fā)集成化程度更高、設計周期更短、可操作性更強的新型裝配式鋼結構體系。具有代表性的是以下五種：

（1）遠大可建集團研發(fā)的多高層裝配式鋼結構體系

該體系主要由鋼結構立柱和一體化樓板組成，鋼結構立柱與一體化樓板之間采用套筒+螺栓連接，立柱帶有斜撐與樓板相連。其主要特色在于一體化樓板，樓板預先在工廠(chǎng)做好，在結構上將桁架梁融合在內，桁架梁很高，這樣就保證了一體化樓板內有足夠的空間可以將管道、電線(xiàn)等預先埋設其中。同時(shí)遠大在設計時(shí)充分考慮車(chē)輛的運輸寬度，樓板都是寬度不大而長(cháng)度很長(cháng)的細長(cháng)條形。該體系不僅在傳統鋼結構體系基礎上作了很大創(chuàng )新，最重要的是它大大提升了房屋營(yíng)造速度，現場(chǎng)只需少量人力即可完成房屋建造，集成化程度相當高。

（2）山東萊鋼采用的盒子型——集裝箱式方案

盒子型的優(yōu)點(diǎn)：整體性強，可以最大限度的集成，甚至可以在房子中集成家具等物品，實(shí)現真正的拎包入??；其工業(yè)化程度高，結構密封性能好。缺點(diǎn)是運輸較為困難；限于運輸尺寸，不可能做的過(guò)大；適合三層以下，保證三層以上的多高層結構的安全性，有很多問(wèn)題需要解決。

（3）萬(wàn)科等企業(yè)的墻板組裝型鋼結構體系

萬(wàn)科的裝配式房屋的研究主要集中在混凝土結構中，他們提出了“主體和填充部品分離體系”，即所謂的“VSI體系”。萬(wàn)科完成的項目中多為裝配式剪力墻結構，采用外墻預制，內墻現澆，連接部位現澆的模式。雖然萬(wàn)科開(kāi)發(fā)的是裝配式混凝土結構，但其體系的營(yíng)造方式、施工現場(chǎng)管理方式等方面對于裝配式鋼結構體系的研發(fā)具有很好的借鑒意義。

（4）同濟大學(xué)陳以一教授等開(kāi)發(fā)的分層裝配式支撐鋼結構建筑體系

該體系將房屋拆分成鋼框架支撐系統和樓面系統兩部分，其主要特點(diǎn)是密柱、梁貫通、柱梁鉸接，水平力主要由柱間支撐承擔，實(shí)現了標準化設計和高度裝配化施工。該體系雖然還需要進(jìn)一步的研究，但其新穎的形式或將成為我國裝配式鋼結構體系的一個(gè)重要分支，對研究裝配式鋼結構體系及其連接構造具有很好的借鑒意義。

（5）交錯桁架結構體系

交錯桁架體系是20世紀60年代麻省理工學(xué)院開(kāi)發(fā)的一種新型結構體系，主要應用于酒店、公寓等房間劃分比較規則的建筑中，在美國和澳大利亞等國家已有很多應用。將其歸為新型鋼結構體系是因為這種體系在我國的應用還極少，還有很大的發(fā)展潛力。

雖然該體系在我國的應用很少，但很多學(xué)者都對其進(jìn)行了研究并取得了豐富成果。目前我國已先后于2012年和2015年制定了兩本相關(guān)的行業(yè)標準和技術(shù)規程。

交錯桁架體系的優(yōu)點(diǎn)很多，它是一種環(huán)保型綠色建筑，可工廠(chǎng)制作，現場(chǎng)安裝，濕作業(yè)少。與普通鋼結構相比，施工速度更快、工期短、綜合效益好；且該體系抗側性能優(yōu)異，能夠滿(mǎn)足多、高層建筑的受力需求。

綜上，國內很多鋼結構企業(yè)和學(xué)者都紛紛加入到鋼結構體系的研究中，鋼結構在建筑產(chǎn)業(yè)化、綠色建筑等方面較混凝土結構具有得天獨厚的優(yōu)勢。然而，當前我國鋼結構建筑的發(fā)展還很不充分，鋼結構建筑自身不好解決的防腐、防火、隔音等問(wèn)題導致一些優(yōu)異的鋼結構體系沒(méi)能與時(shí)俱進(jìn)地發(fā)展起來(lái)。盡管如此，以筆者愚見(jiàn)，鋼結構建筑因其自身強大的裝配屬性而不應被社會(huì )和時(shí)代遺忘，與其大力發(fā)展一直令結構工程師們詬病的裝配式混凝土結構，不如充分發(fā)揮鋼結構建筑自身的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，揚長(cháng)避短，開(kāi)發(fā)出更多符合當下發(fā)展需要的裝配式鋼結構建筑體系及其相應的節點(diǎn)連接形式。

筆者水平有限，本文是筆者對于當前我國裝配式建筑及鋼結構建筑發(fā)展的一絲感悟與感嘆，不足之處歡迎指正。

未完待續。。。。。。

參考文獻：

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