鋼管束組合剪力墻結構在裝配式建筑中的應用研究

田春鵬

（遼寧建筑職業(yè)學院 遼寧遼陽 111000）

所謂鋼管束，就是幾個標準化、模數(shù)化的部件鋼管，并排連接在一起形成鋼管束，內(nèi)部澆筑混凝土形成鋼管束組合結構構件，作為主要承重構件和抗側立構件。鋼管束組合剪力墻結構，就是將傳統(tǒng)鋼筋混凝土結構中現(xiàn)場澆筑的剪力墻、梁用工廠預制加工的鋼管束、鋼梁替代。由預制部品部件在工地裝配而成的建筑，稱為裝配式建筑，其具有批量生產(chǎn)、批量作業(yè)、建筑裝修一體化、設計標準化、管理信息化、綠色節(jié)能環(huán)保等特點，在我國從2015年起陸續(xù)出臺裝配式建筑相關政策與規(guī)劃，近年來呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展之勢。本文旨在研究鋼管束剪力墻結構在裝配式建筑中的應用，從而為建筑行業(yè)的發(fā)展提供一些新的思考。

1 鋼管束剪力墻結構與裝配式建筑相契合

鋼管束剪力墻結構與裝配式建筑是相互契合的，首先從思路上，都運用著以“整體”代替“部分”的建筑思路，目前裝配式建筑的發(fā)展，已經(jīng)愈發(fā)向著整體性的方向邁進，更加整體、完善、具體的裝配式建筑逐漸進入我們的視野，以后的建筑風格將會更加“拼接化”，建筑過程從由點到面逐漸向由面到面的方向發(fā)展。

其次從特征上，二者都具有更加體系化、環(huán)境友好化等特征，建筑過程由零散變整合，生產(chǎn)過程、裝拼過程都更加傾向于由零到整，這種體系化的發(fā)展具有節(jié)約成本、提高效率、提高質量等優(yōu)勢，這在下文當中我們將詳細介紹。而正是由于成本、效率、質量的提高，使得建筑工程更加具有環(huán)境友好性，與生態(tài)文明建設的倡議相契合，更有利于得到政策的扶持，因此更加容易形成良性循環(huán)。

鋼管束剪力墻結構與裝配式建筑能夠有效契合，兩者不僅是部分與整體的關系，更是一種共同建筑理念下的不同表達方式。

2 鋼管束剪力墻結構的特征與優(yōu)勢

鋼管束剪力墻結構區(qū)分于鋼筋混凝土結構，不采用現(xiàn)場澆筑的方式，而是采用預制加工的鋼管束、鋼梁材質，因此其區(qū)分于傳統(tǒng)結構，具有一定的優(yōu)勢，“該體系具有墻體承載力高、延性好、施工方便等優(yōu)點，符合住宅產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展方向，在多高層住宅建筑中具有廣闊的應用前景?！盵1]具體而言，具有以下幾個較為明顯的優(yōu)勢和特點：

（1）鋼管束剪力墻結構，具有更高的建筑效率，建造更加省時，鋼管束墻體可實現(xiàn)多層梁同時安裝，節(jié)約了很大一部分時間成本，并且能夠保持更好的穩(wěn)定性；鋼管束剪力墻的鋼筋綁扎由工廠機械化制造，減少了現(xiàn)場鋼筋綁扎量的約70%，大大提升了生產(chǎn)效率；此外，鋼管束剪力墻結構在建造過程中無需搭建腳手架，且可同時完成多層混凝土澆筑，區(qū)分于傳統(tǒng)的鋼筋混凝土現(xiàn)場澆筑，在澆筑過程中也能夠結約大量的時間成本。

（2）鋼管束剪力墻結構，具有更好的經(jīng)濟效益。相對于傳統(tǒng)混凝土結構，由于上述等幾個方面的因素，多層作業(yè)、同時澆筑，通過縮減時間成本大大縮減了人工成本；此外，有學者指出，鋼管束剪力墻結構具有更強的防震水平，由于“鋼管束混凝土組合結構中鋼管束混凝土剪力墻是主要的承受豎向作用和水平作用的構件，滿足現(xiàn)行規(guī)范及標準的要求。”[2]因此在防震性能上具有更高水準，有學者研究了鋼管束剪力墻的受力原理，指出“鋼管束混凝土組合剪力墻是一種新型剪力墻結構.鋼管束尺寸及其剪跨比影響剪力墻的受力性能.”[3]并進一步“得到鋼管束組合剪力墻的恢復力模型。經(jīng)驗證，該恢復力模型模擬效果良好，可以較好地反映構件的抗震性能，為鋼管束組合剪力墻結構進行彈塑性地震分析奠定了理論基礎。”[4]因此，在對防震烈度要求更高的建筑當中，鋼管束剪力墻結構的經(jīng)濟效益就更加能夠凸顯；同理，在樓層較高的建筑當中，由于鋼管束剪力墻結構的穩(wěn)定性優(yōu)勢，因此樓層越高，其經(jīng)濟性也就越好。

（3）鋼管束剪力墻結構的建筑質量更高，其模數(shù)化、標準化、批量生產(chǎn)的特征，大大提高了生產(chǎn)效率，保證了生產(chǎn)的機械化、自動化水平，從而減少人工生產(chǎn)導致的誤差，從而更好地保證建筑質量；另外，無鋼筋阻攔更容易灌漿，因此相比較于傳統(tǒng)鋼筋混凝土而言，混凝土更加密實，保證了建筑質量。

總體而言，鋼管束剪力墻結構具有效率高、經(jīng)濟效益好、建筑質量更高的特點，應當廣為運用，積極推廣綠色建筑和建材，大力發(fā)展鋼結構和裝配式建筑，加快標準化建設，提高建筑技術水平和工程質量。

3 鋼管束組合剪力墻結構在未來的運用與發(fā)展方向

有學者指出，“隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，每年新建住宅面積持續(xù)增加，而傳統(tǒng)結構體系帶來的能源消耗、環(huán)境污染和資源浪費問題卻愈發(fā)嚴重。而鋼管混凝土組合結構兼具鋼與混凝土的優(yōu)勢，因其可實現(xiàn)工廠預制化、施工裝配化、材料回收利用等優(yōu)點而成為房屋住宅發(fā)展的新趨勢。”[5]由此可見，鋼管束剪力墻結構在未來的發(fā)展與運用上，具有較強的發(fā)展空間與發(fā)展?jié)摿Α?/p>

（1）鋼管束剪力墻在裝配式建筑中的運用，符合生態(tài)友好的新的發(fā)展理念，符合發(fā)展趨勢，對未來建筑行業(yè)的發(fā)展具有良好的導向性，因此，在政策支持上，鋼管束組合剪力墻結構無疑占據(jù)著一定的優(yōu)勢。

（2）鋼管束組合剪力墻結構，能夠提高生產(chǎn)效率，擴大經(jīng)濟效益，在目前高層建筑、防震建筑等的運用上，具有廣闊的運用空間，鋼管束組合剪力墻結構應當以此為契機，進行材料上、運用思路上的革新，在不斷創(chuàng)新中擴展自身的應用面。

（3）鋼管束組合剪力墻結構應當同裝配式建筑的發(fā)展并軌，形成新的發(fā)展格局。不斷適應新形勢、新任務、新政策下的發(fā)展需求，將研發(fā)創(chuàng)新與應用創(chuàng)新作為主要指導，不斷拓展應用渠道和應用領域，不斷推陳出新，朝著更加省時、高效、環(huán)境友好的方向不斷前進。

總而言之，鋼管束組合剪力墻結構在未來的運用于發(fā)展中具有廣闊的空間與深厚的潛力，如不斷開拓創(chuàng)新，將會在未來具有更廣闊的運用領域。

4 結語

縱覽全文，鋼管束組合剪力墻結構，是裝配式建筑當中較為常用的一種建筑結構類型，兩者具有相似的特征，因此也具有較好的契合性。鋼管束組合剪力墻結構具有耗時較少、節(jié)約成本、質量較高等特點，具有傳統(tǒng)鋼筋混凝土結構所不具備的優(yōu)勢，因此能夠在裝配式建筑當中大量運用。在未來，通過裝配式建筑的不斷發(fā)展創(chuàng)新，鋼管束組合剪力墻結構的用途將會進一步拓展，發(fā)揮更大的作用，本文通過分析鋼管束組合剪力墻結構在裝配式建筑只能怪的運用，旨在為未來建筑發(fā)展提供更加廣闊的視野，明確生態(tài)友好型的發(fā)展方向。