鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)與施工技術(shù)

中國(guó)建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究院教授級(jí)高工、鋼結(jié)構(gòu)所所長(zhǎng) 王喆

據(jù)王喆介紹，鋼結(jié)構(gòu)住宅2.0是標(biāo)準(zhǔn)院首先提出來的。相對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)2.0時(shí)代來講，鋼結(jié)構(gòu)1.0時(shí)代涵蓋了現(xiàn)如今鋼結(jié)構(gòu)住宅技術(shù)，鋼結(jié)構(gòu)1.0時(shí)代主要推動(dòng)作用是來自于鋼結(jié)構(gòu)的加工廠，他們預(yù)見了鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展，并推動(dòng)產(chǎn)業(yè)向前走，但是單單從結(jié)構(gòu)方面推進(jìn)鋼結(jié)構(gòu)住宅，也會(huì)帶來隔聲性能差、防雨性能差、衛(wèi)生間防水性差等問題，影響住戶居住品質(zhì)。

鋼結(jié)構(gòu)2.0時(shí)代以建筑和內(nèi)裝為本質(zhì)

鋼結(jié)構(gòu)住宅的落腳點(diǎn)應(yīng)該是在住宅上，鋼結(jié)構(gòu)2.0時(shí)代是以建筑和內(nèi)裝為本質(zhì)，在鋼結(jié)構(gòu)1.0時(shí)代的基礎(chǔ)上總結(jié)提升的。鋼結(jié)構(gòu)2.0時(shí)代應(yīng)該定義為以建筑功能為核心，以鋼結(jié)構(gòu)布置為基礎(chǔ)，以工業(yè)化圍護(hù)和內(nèi)裝部品為支撐的一種住宅體系。鋼結(jié)構(gòu)2.0時(shí)代由三大系統(tǒng)組成，第一個(gè)是鋼結(jié)構(gòu)本身，鋼結(jié)構(gòu)住宅的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)是比較成熟的，問題也是最少的;第二個(gè)是外圍護(hù)系統(tǒng)，外墻系統(tǒng)是鋼結(jié)構(gòu)目前存在的問題比較多的，鋼結(jié)構(gòu)的外圍護(hù)種類比較多，不同的外圍護(hù)有不同的特點(diǎn)。第三個(gè)是建筑和內(nèi)裝設(shè)計(jì)，隨著鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展，未來老百姓意識(shí)的提高，這個(gè)問題將會(huì)受到越來越多的關(guān)注。

談到BIM技術(shù)對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)住宅的影響，王喆表示，鋼結(jié)構(gòu)建筑是需要標(biāo)準(zhǔn)化來進(jìn)行設(shè)計(jì)，現(xiàn)在談的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)與十年前的本質(zhì)區(qū)別是BIM技術(shù)的參與。如果沒有BIM技術(shù)介入，鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)只是停留在單一戶型風(fēng)格上，而以這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)出來的住宅是沒有市場(chǎng)的。BIM技術(shù)的出現(xiàn)彌補(bǔ)了戶型單一的缺憾，為鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件、部品部件預(yù)制加工及裝配提供支撐，減少現(xiàn)場(chǎng)裁板及材料浪費(fèi)。

BIM技術(shù)改變鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化格局

中國(guó)建筑之所以奇特是希望造型有變化，而國(guó)外的鋼結(jié)構(gòu)住宅的柱網(wǎng)是非常標(biāo)準(zhǔn)的，造型卻也是很豐富的，原因就是國(guó)外有大量的部品部件。想實(shí)現(xiàn)國(guó)外這種既基于標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì)，同時(shí)又可以提供給客戶豐富多彩的選擇，必須要有BIM部品庫(kù)的支持才可以很好的實(shí)現(xiàn)，所以BIM在鋼結(jié)構(gòu)住宅中也是很重要的。

標(biāo)準(zhǔn)院今年承擔(dān)著住建部鋼結(jié)構(gòu)建筑課題，在對(duì)鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)體系梳理的過程中發(fā)現(xiàn)，目前鋼結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)要么頒布時(shí)間比較早，要么使用范圍有一定的限定，很難滿足要求。王喆談到，“十三五”標(biāo)準(zhǔn)院對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)住宅方面戰(zhàn)略規(guī)劃主要有兩方面：一方面是致力于鋼結(jié)構(gòu)住宅產(chǎn)業(yè)化技術(shù)發(fā)展的推動(dòng);另一方面，是推廣前沿技術(shù)，例如鋼結(jié)構(gòu)抗震技術(shù)、優(yōu)質(zhì)鋼材的運(yùn)用等。另外就是結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)住宅合規(guī)編制提出建議，供行業(yè)參考。

1.鋼結(jié)構(gòu)住宅能夠合理布置功能區(qū)間。鋼結(jié)構(gòu)住宅可以利用鋼材強(qiáng)度高的特點(diǎn)，采用大開間柱網(wǎng)布置，使建筑平面分割靈活，既為建筑師提供了設(shè)計(jì)的回旋余地，又給用戶提供了根據(jù)不同用途改變結(jié)構(gòu)的可能。

2.鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)制造周期短，設(shè)計(jì)生產(chǎn)一體化。現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)借助于計(jì)算機(jī)和專業(yè)化結(jié)構(gòu)分析軟件，使得設(shè)計(jì)周期大大縮短，設(shè)計(jì)中的修改和調(diào)整非常方便。

3.鋼結(jié)構(gòu)住宅承載強(qiáng)度高，抗震性能優(yōu)越。相同的荷載，鋼結(jié)構(gòu)截面最小，相同的截面，鋼結(jié)構(gòu)承載力最大，6層輕鋼住宅的重量?jī)H相當(dāng)于4層磚混結(jié)構(gòu)的重量，所受的地震作用小。

4.鋼結(jié)構(gòu)住宅綜合造價(jià)低?；A(chǔ)在工程造價(jià)中占有比重較大，上部結(jié)構(gòu)重量輕可以降低基礎(chǔ)造價(jià)，從而減少整個(gè)項(xiàng)目的投資。

5.鋼結(jié)構(gòu)施工機(jī)械化高的特點(diǎn)，減少了人工費(fèi)用和模板等其他輔助材料費(fèi)用。鋼結(jié)構(gòu)住宅在施工方面優(yōu)勢(shì)突出?，F(xiàn)澆砼需要連續(xù)施工，在我國(guó)北方地區(qū)受到施工季節(jié)的影響。而鋼結(jié)構(gòu)的大部分構(gòu)建在工廠生產(chǎn)，整體組裝可全天候作業(yè)。

6.鋼結(jié)構(gòu)住宅符合住宅產(chǎn)業(yè)化和可持續(xù)發(fā)展的要求，適宜工廠大批量生產(chǎn)，工業(yè)化、商品化程度高。它將節(jié)能、防水、隔熱等先進(jìn)的成品集合在一起，實(shí)現(xiàn)綜合成套應(yīng)用，將設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工安裝一體化，提高住宅的產(chǎn)業(yè)化水平。隨著城市建設(shè)的發(fā)展，城市改造需要拆除大量舊建筑，鋼結(jié)構(gòu)拆除更容易實(shí)施，鋼材回收利用率高、拆除成本低、污染小，符合可持續(xù)發(fā)展的要求。