装配式钢结构体系研究成果

随着我国国民经济的发展，我国钢材的产量和产业规模近几十年来一直稳居世界前列，2015年我国年钢产量已突破8亿t，钢结构产量已将近达到5 000万t，也相继建成了一大批具有世界领先水平的钢结构标志性工程（图5-1）：以国家体育场为代表的城市体育项目，以国家大剧院为代表的剧院文化项目，以北京银泰中心为代表的超高层建筑等。但从客观角度看，我国钢结构的发展依然十分滞后，“十二五”期间钢结构用钢量占钢产量的比例不到6%，且钢结构建筑面积在总建筑面积中的比例不到5%，远远低于发达国家水平；从全球范围看，绿色化、信息化和工业化是建筑产业发展的必然趋势，钢结构建筑具有绿色环保、可循环利用、抗震性能良好的独特优势，在其全寿命周期内具有绿色建筑和工业化建筑的显著特征，应该说在我国发展钢结构空间巨大。

图5-1　标志性钢结构建筑(www.xing528.com)

2015年11　月，李克强总理主持召开国务院常务工作会议，明确指出“结合棚改和抗震安居工程等，开展钢结构建筑试点，扩大绿色建材等的使用”；2016年3月，李克强总理在《政府工作报告》中提出，“大力发展钢结构和装配式建筑，提高建筑工程标准和质量”，推动产业结构的调整升级。推广应用钢结构，不仅可以提高建设效率、提升建筑品质、低碳节能、减少建筑垃圾的排放，符合可持续发展的要求，还能化解钢铁产能过剩，推动建筑产业化发展，促进建筑部品更新换代和上档升级，具有重大的现实意义。

钢结构建筑从定义上来看是指建筑的结构系统由钢部（构）件构成的建筑；就结构体系而言钢结构天生具有装配式的特点，组成结构系统的梁、柱、支撑等构件均是在工厂加工制作，现场安装而成的；但仅仅因为结构体系的装配化就认为钢结构建筑是装配化建筑，这个观点是不充分的。因为建筑的装配化绝非单一结构构件装配的简单要求，而是对整体的构配件生产的配套体系和现场装配化程度的综合要求。与传统钢结构建筑相比，装配化钢结构建筑更加强调设计的模数化和工厂的预制化，不论是结构系统还是外围护系统、设备和管线系统和内装系统，整个建筑过程中的主要部分都应采取预制部品构件集成；更加强调部品件安装的整体化和集成化，如整体式厨房和整体式卫生间，以及设备管道的科学集成和模块化安装，以实现建筑过程的一体化；更加强调管理系统的信息化和建筑工人的技术化，通过信息化的科学管理和专业化技术操作，来保证装配式建筑的施工质量，从传统建筑粗犷化的生产模式转变为装配式建筑精细化的生产模式，促进建筑产业的优化和升级。

本章主要结合目前钢结构建筑常用的结构体系类型，考虑装配化建筑的特点，对钢框架结构体系、钢框架-支撑（延性墙板）结构体系以及钢束筒结构体系等进行拆分和研究，以推动装配式钢结构建筑在工程中的应用和推广。