裝配式鋼結(jié)構(gòu)在教育建筑中的應(yīng)用

李濱

【摘要】本文通過對滕州市首例裝配式鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)樓工程的應(yīng)用分析，總結(jié)裝配式鋼結(jié)構(gòu)在教育建筑中的利與弊，同時對裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系的應(yīng)用提出個人建議，其中困惑也期望權(quán)威專家指點解惑，為裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑的推廣應(yīng)用盡自己綿薄之力。

【關(guān)鍵詞】教育建筑;裝配式鋼結(jié)構(gòu);裝配式建筑;模數(shù)化;工業(yè)化;多快好省

當(dāng)前，借著國家政策利好的東風(fēng)，裝配式建筑在全國各地落地開花。其中，裝配式混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用多，裝配式鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用少;裝配式鋼結(jié)構(gòu)在公共建筑中應(yīng)用多，住宅領(lǐng)域應(yīng)用寥寥。對于教育類建筑而言，布局的模數(shù)化、規(guī)則性，以及設(shè)備的集成化是其主要特征，因此，裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系是能適應(yīng)教育建筑的。本文通過滕州市首例裝配式鋼結(jié)構(gòu)教學(xué)樓工程案例，客觀分析了裝配式鋼結(jié)構(gòu)在教育類建筑中的利與弊。我國裝配式建筑技術(shù)體系仍不完備，面臨著成本、人才、技術(shù)等方面的挑戰(zhàn)，只有技術(shù)改進，揚長避短，積極穩(wěn)妥的促進裝配式建筑發(fā)展，才能真正實現(xiàn)所謂的“多快好省”。

1、政策扶持

2017年，隨著《中共中央國務(wù)院關(guān)于進一步加強城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見》、國務(wù)院辦公廳《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》（國辦發(fā)[2016]71號）的頒布，裝配式建筑進入高速發(fā)展階段。

裝配式建筑在國內(nèi)應(yīng)用歷史已久，近年來國家政策利好，相關(guān)標準相繼出臺，為其推廣奠定了堅實的理論基礎(chǔ)。然而現(xiàn)狀卻出現(xiàn)了兩個極端狀況：裝配式混凝土結(jié)構(gòu)應(yīng)用多，裝配式鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)用少;裝配式鋼結(jié)構(gòu)在公共建筑中應(yīng)用多;住宅領(lǐng)域應(yīng)用寥寥。近年來，我國成為世界鋼材產(chǎn)量大國，國家經(jīng)濟調(diào)整中產(chǎn)能嚴重過剩的問題頗為突出。 據(jù)2015年調(diào)查數(shù)據(jù)顯示：我國鋼結(jié)構(gòu)建筑占新建比例不足5%，遠遠低于發(fā)達國家。裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑是裝配式建筑的重要組成部分，發(fā)展裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑在一定程度上可化解鋼鐵產(chǎn)能過剩、促進建筑產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級。因此，大力推廣裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑，具有長效環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟效益。

2017年，山東省人民政府辦公廳發(fā)布魯政辦發(fā)〔2017〕28號文，為深入貫徹《國務(wù)院辦公廳關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》（國辦發(fā)〔2016〕71號），從發(fā)展目標、重點任務(wù)、支持政策、保障措施四個層面提出了明確而詳實的指導(dǎo)準則。意見指出：2017年，全省設(shè)區(qū)城市規(guī)劃區(qū)內(nèi)新建公共租賃住房、棚戶區(qū)改造安置住房等項目全面實施裝配式建造，政府投資工程應(yīng)使用裝配式技術(shù)進行建設(shè)，裝配式建筑占新建建筑面積比例達到10%左右;到2020年，建立健全適應(yīng)裝配式建筑發(fā)展的技術(shù)、標準和監(jiān)管體系，濟南、青島市裝配式建筑占新建建筑比例達到30%以上，其他設(shè)區(qū)城市和縣（市）分別達到25%、15%以上;到2025年，全省裝配式建筑占新建建筑比例達到40%以上，形成一批以優(yōu)勢企業(yè)為核心、涵蓋全產(chǎn)業(yè)鏈的裝配式建筑產(chǎn)業(yè)集群。

山東省裝配式建筑的春天來到了！

2、技術(shù)層面

什么是裝配式建筑？

通俗地說：裝配式建筑就是建造房子需要的柱、梁、板、墻等構(gòu)件在工廠里生產(chǎn)，然后運輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，像搭積木一樣搭建房子。

規(guī)范言之：裝配式建筑是一個系統(tǒng)工程，包括結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、設(shè)備與管線系統(tǒng)、外圍護系統(tǒng)、內(nèi)裝系統(tǒng)四大系統(tǒng)，是將預(yù)制部品部件在工地可靠、高效裝配并做到主體結(jié)構(gòu)、機電裝修、建筑圍護一體化，實現(xiàn)以規(guī)?；S生產(chǎn)代替勞動密集型的手工生產(chǎn)方式，以工業(yè)化部品部件現(xiàn)場裝配代替現(xiàn)場濕作業(yè)施工的建筑。

裝配式建筑有幾個方面的特點：建筑體系化、設(shè)計標準化、生產(chǎn)工廠化、施工裝配化、裝修部品化和管理信息化。根據(jù)結(jié)構(gòu)主材不同，分為裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系、裝配式鋼結(jié)構(gòu)體系、裝配式木結(jié)構(gòu)體系。

什么是裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑？

所謂裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑，是建筑的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)由鋼部（構(gòu)）件構(gòu)成，在施工現(xiàn)場通過組裝和連接而成的建筑。鋼結(jié)構(gòu)本身具有重量輕，成本低，造型美觀，節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢，加上裝配式的節(jié)省模板和縮短工期，優(yōu)勢就更加突出，而相對于裝配式混凝土建筑而言，裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑具有以下優(yōu)點：

（1）抗震性能好，使用安全：鋼結(jié)構(gòu)是彈性材料，強度高延性好。同樣的結(jié)構(gòu)形式，鋼結(jié)構(gòu)梁柱截面小，結(jié)構(gòu)自重輕，具有更好的抗震性能;1985年墨西哥8.1級大地震鋼結(jié)構(gòu)建筑的倒塌比例遠低于混凝土建筑。1995年日本7.1級阪神大地震的震害統(tǒng)計也顯示了同樣的結(jié)果。

（2）工期加快，影響降低：裝配式鋼結(jié)構(gòu)框架梁柱現(xiàn)場拼裝，樓板多采用裝配式鋼筋桁架自承式樓板，即可承重當(dāng)作底模，又節(jié)省了傳統(tǒng)腳手架體系的材料成本和空間成本?？赏瑫r多層施工，也可主體、內(nèi)裝同步施工，實現(xiàn)立體交叉作業(yè)，施工速度更快，比傳統(tǒng)建筑節(jié)省建筑工期。（由于大量的墻板及預(yù)制疊合板都在工廠模臺生產(chǎn)，表面平整度極高，甚至省去了砌筑和抹灰工序，大大縮短了整體工期）

（3）作業(yè)安全，施工誤差低：裝配式鋼結(jié)構(gòu)部件采用了工廠高精度加工生產(chǎn) ，由高科技生產(chǎn)設(shè)備把控，最大程度降低混凝土澆筑的人為誤差，使建筑質(zhì)量更有保障，施工更安全。

（4）建筑材料輕薄，得房率高：裝配式鋼結(jié)構(gòu)梁柱截面小，輕型節(jié)能標準化預(yù)制墻板常用厚度為100、120、150，而混凝土結(jié)構(gòu)中傳統(tǒng)砌筑填充墻厚度多為200，因而同樣建筑面積，裝配式鋼結(jié)構(gòu)將獲得更高的使用面積。

（5）綠色建筑，施工環(huán)保：傳統(tǒng)建筑每平方米產(chǎn)生約兩百公斤的建筑垃圾。建筑垃圾占近一半城市垃圾，建筑物料運輸及施工揚塵占城市空氣污染三分之一，耗水極大，并污染水源。

（6）鋼結(jié)構(gòu)建筑是環(huán)保型建筑，不僅減少了施工現(xiàn)場土方開挖、砂石、水泥堆放場地，還減少了模板儲運、現(xiàn)場構(gòu)件預(yù)制及現(xiàn)澆鋼筋混凝土施工等濕作業(yè)的噪聲、粉塵污染。

（7）保溫性好，節(jié)能高效：裝配式鋼結(jié)構(gòu)采用疊合板做樓板底模，外掛板作剪力墻的一側(cè)模板，節(jié)省了大量的模板支撐體系;鋼結(jié)構(gòu)主體和部分部品可重復(fù)循環(huán)利用;輕型節(jié)能標準化預(yù)制外墻保溫層穩(wěn)定可靠，良好的保溫性能完全符合我國綠色建筑的建造理念。