鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑發(fā)展問題與國外經(jīng)驗借鑒論文

　　一、概述

　　鋼結(jié)構(gòu)住宅在國外推廣較早且發(fā)展迅速，例如美國、瑞典、加拿大、日本等發(fā)達(dá)國家，特別是第二次世界大戰(zhàn)之后，為解決住宅短缺問題，歐美等國家走向了住宅產(chǎn)業(yè)化道路，加速了鋼結(jié)構(gòu)住宅在西方國家的發(fā)展以及工業(yè)化進(jìn)程。我國鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑起步晚，近年來，鋼結(jié)構(gòu)住宅才逐漸在我國發(fā)展起來，但由于國內(nèi)整個社會對鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系了解較少以及固有觀念，使得鋼結(jié)構(gòu)住宅在我國的發(fā)展速度較國外相對緩慢，我國現(xiàn)有住宅中，鋼結(jié)構(gòu)住宅所占比例不足1%,而發(fā)達(dá)國家基本建筑用鋼量遠(yuǎn)高于我國。

　　我國發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑，實現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)化是十分有利的，同時也是促進(jìn)我國工業(yè)化進(jìn)程的必要條件。目前，我國城市人口數(shù)量增加，城市化進(jìn)程加快，2000年我國城鎮(zhèn)化率為36.2%,之后的10年里年均提高約1個百分點(diǎn)，到2020年預(yù)計將達(dá)到56%,從居住環(huán)境及住宅數(shù)量來看，人們對住宅的潛在需求逐漸提高。在環(huán)境保護(hù)方面，建筑業(yè)是個高能耗的行業(yè)，國家制定了嚴(yán)格的土地政策，要求節(jié)約土地，節(jié)能減排，集約化發(fā)展，降低住宅建設(shè)對資源和能源的浪費(fèi)。此外，震害的發(fā)生更凸顯了推廣鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的必要性，例如，我國“5.12”8級汶川大地震死亡11.8萬人，而“3.11”日本9級大地震加海嘯死亡不到3萬人，死亡率相差如此懸殊，除了人口密度因素，專家分析日本鋼結(jié)構(gòu)住宅對減輕震害、降低人員傷亡起到了關(guān)鍵作用，日本住宅71%以上是鋼結(jié)構(gòu)住宅，一般都可抵抗7級以上地震。因此，大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑，加快住宅產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，改變傳統(tǒng)住宅設(shè)計建造方式，提高住宅防災(zāi)減災(zāi)性能，對我國走可持續(xù)發(fā)展道路具有重要意義。

　　二、鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系概念與優(yōu)勢分析

　　1 鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系概念

　　鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系與傳統(tǒng)住宅有較大區(qū)別，它是以鋼骨架作為主體支撐受力構(gòu)件，以復(fù)合墻體材料、門窗為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，再配合樓蓋結(jié)構(gòu)體系拼裝而成，體現(xiàn)了住宅的現(xiàn)代化。主體結(jié)構(gòu)體系分類方法主要有三種，分別按層數(shù)、結(jié)構(gòu)體系和截面形式劃分，詳細(xì)分類見表1.現(xiàn)階段行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)一般按照層數(shù)的分類方法劃分，這樣有利于制定規(guī)范和具體工作的開展。起圍護(hù)作用的墻體材料主要包括磚、板材和砌塊，其中，建筑板材的發(fā)展是未來墻體材料的主要發(fā)展方向，目前新型綠色墻板的開發(fā)與研究是國內(nèi)建筑領(lǐng)域較為關(guān)注的問題。樓板結(jié)構(gòu)主要有預(yù)制預(yù)應(yīng)力混凝土疊合樓板和壓型鋼板與混凝土組合樓板等形式。

　　2 鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系優(yōu)勢分析

　　鋼結(jié)構(gòu)住宅與傳統(tǒng)住宅相比，在結(jié)構(gòu)性能、使用功能、設(shè)計施工及綜合造價等方面具有很強(qiáng)的優(yōu)勢。主要表現(xiàn)在：

　　（1）抗震優(yōu)勢。鋼結(jié)構(gòu)住宅自重輕但承載力高，抗震性能強(qiáng)，具有較強(qiáng)的抵抗地震力破壞的能力，受震害影響小，災(zāi)后容易修復(fù)或重建。據(jù)有關(guān)資料調(diào)查顯示，國內(nèi)外發(fā)生大地震后受損的房屋中，鋼結(jié)構(gòu)住宅破壞和倒塌的數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于混凝土結(jié)構(gòu)住宅。

　�。�2）環(huán)保優(yōu)勢。鋼結(jié)構(gòu)住宅施工現(xiàn)場濕作業(yè)少，避免了水泥制品的燒制，建筑材料可回收再利用，構(gòu)件通過工廠預(yù)制加工，現(xiàn)場拼接，占用土地資源少，對環(huán)境影響小，施工過程較混凝土結(jié)構(gòu)更節(jié)約能源，屬于綠色建筑。

　�。�3）布局優(yōu)勢。鋼結(jié)構(gòu)住宅功能區(qū)間布局比較靈活，在梁高相同時，混凝土結(jié)構(gòu)的開間僅可做到鋼結(jié)構(gòu)開間的一半�；炷�土結(jié)構(gòu)住宅若要獲得大開間，則需要較大的梁柱截面，影響室內(nèi)整體美觀及功能使用，而鋼結(jié)構(gòu)住宅可以實現(xiàn)大跨度或大開間，室內(nèi)功能分區(qū)布局更加靈活自由。此外，鋼結(jié)構(gòu)住宅還具有施工速度快、施工周期短、工業(yè)化程度高、綜合效益高等優(yōu)點(diǎn)。

　　三、國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑研究發(fā)展對比

　　1國外鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的發(fā)展

　　國外鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的發(fā)展可追溯到18世紀(jì)末期，英國在建造房屋中應(yīng)用了鋼結(jié)構(gòu)。西方資本主義的發(fā)展使得鋼結(jié)構(gòu)生產(chǎn)和加工技術(shù)得以改進(jìn)，為鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的發(fā)展提供了物質(zhì)基礎(chǔ)�！岸�戰(zhàn)”后，美國、英國、日本、法國等國家城市化進(jìn)程加快，城市人口劇增，需要大量建設(shè)民用住宅，這段時期鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑得到推廣，同時也涌現(xiàn)了一批出色的建筑設(shè)計師，例如，英國的約瑟夫。帕克斯頓（Joseph Paxton），美國的路德維�！っ芩埂し病さ隆ち_（Ludwig Mies van der Rohe）等。到了20世紀(jì)60年代，國外已有較為完善的鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系，在結(jié)構(gòu)體系上也呈現(xiàn)多元化趨勢，主要包括桁架體系、框架體系和框架支撐體系等。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，國外發(fā)達(dá)國家工業(yè)化水平以及鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系已十分成熟，鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑已成為發(fā)達(dá)國家主要應(yīng)用的住宅建筑體系，如圖1、2是國外常見鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑形式。目前，世界上應(yīng)用鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系較多的國家有美國、英國、日本、瑞典、法國、加拿大、澳大利亞、丹麥、意大利等，而瑞典是世界上最大的鋼結(jié)構(gòu)住宅制造國，歐洲很多國家都到瑞典定制住宅再由集裝箱運(yùn)回國內(nèi)。

　　2 國內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑的發(fā)展

　　鋼結(jié)構(gòu)建筑在我國還是一個新興產(chǎn)業(yè)，鋼結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于工業(yè)廠房、大型公共建筑，但用于住宅的建造仍處于起步階段。近些年，由于鋼結(jié)構(gòu)具有抗震性能強(qiáng)、施工周期短、工業(yè)化程度高、節(jié)約土地等優(yōu)點(diǎn)，逐漸引起國內(nèi)建筑行業(yè)領(lǐng)域的關(guān)注，國家政策也進(jìn)行了大力扶持。1999年8月，國務(wù)院辦公廳轉(zhuǎn)發(fā)了建設(shè)部第72號文件，內(nèi)容是關(guān)于推進(jìn)住宅業(yè)現(xiàn)代化，提高住宅質(zhì)量，指出將鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系的開發(fā)和應(yīng)用正式列為國家重點(diǎn)技術(shù)創(chuàng)新項目。2001年12月，建設(shè)部印發(fā)第一部對鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系發(fā)展具有指導(dǎo)作用的文件《鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑技術(shù)導(dǎo)則》。2005年9月，《萊鋼鋼結(jié)構(gòu)綠色節(jié)能住宅建筑體系技術(shù)導(dǎo)則》在青島通過，是我國鋼結(jié)構(gòu)住宅領(lǐng)域較完整的企業(yè)技術(shù)導(dǎo)則。

　　在建設(shè)部的推動和政策的扶持下，全國各地正積極試驗建造鋼結(jié)構(gòu)住宅。有代表性的有天津麗苑小區(qū)試點(diǎn)工程、上海北蔡試點(diǎn)工程、山東萊鋼櫻花園小區(qū)H型鋼鋼結(jié)構(gòu)節(jié)能住宅試點(diǎn)工程等。近年來，鋼結(jié)構(gòu)住宅逐漸得到了應(yīng)用，例如北京市郭莊子住宅小區(qū)、四川都江堰幸福家園等。此外，湖南、安徽、新疆等地區(qū)也相繼建造了低層、多層及高層鋼結(jié)構(gòu)住宅試點(diǎn)工程，大量企業(yè)和科研單位進(jìn)行了鋼結(jié)構(gòu)住宅體系的開發(fā)和研究工作，走在行業(yè)前列的代表企業(yè)如萊鋼建設(shè)、寶鋼、杭蕭鋼構(gòu)、賽博斯等，科研單位如清華大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)等都在積極進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑體系的研究工作。

　　四、國內(nèi)發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑存在問題及影響因素分析

　　1 國內(nèi)發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑存在的問題分析

　　目前我國發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑有許多問題需要探討和解決。首先，國內(nèi)缺乏對鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計、施工和驗收的建筑規(guī)范和體系的建立，缺乏對建筑體系和結(jié)構(gòu)體系的系統(tǒng)化研究，雖然我國已經(jīng)發(fā)布了很多鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，但在深度、專業(yè)和系統(tǒng)化程度上較國外仍有很大差距，且不能完全滿足鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的需要。第二，研究人員主要集中于企業(yè)內(nèi)部和高校，而缺乏企業(yè)與企業(yè)、高校與高校以及企業(yè)與高校之間的聯(lián)系，研究成果實用性不強(qiáng)，不能滿足建筑市場發(fā)展的需要。同時，企業(yè)研究人員主要以結(jié)構(gòu)師為主，建筑師參與設(shè)計比較少，十分不利于我國鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑未來的發(fā)展。第三，鋼結(jié)構(gòu)住宅標(biāo)準(zhǔn)化程度低，因此我國住宅產(chǎn)業(yè)化基本沒有形成，如何加快構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化和設(shè)計模塊化進(jìn)程，提高預(yù)制裝配式構(gòu)件加工技術(shù)，是實現(xiàn)住宅產(chǎn)業(yè)化必須解決的問題。最后，鋼結(jié)構(gòu)住宅經(jīng)濟(jì)技術(shù)評價標(biāo)準(zhǔn)和評價系統(tǒng)的不統(tǒng)一，使得預(yù)估鋼結(jié)構(gòu)住宅項目造價困難，無法合理對比評估綜合造價。

　　2 影響我國鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑發(fā)展因素分析

　　從目前來看，影響和制約我國鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑發(fā)展的因素很多。首先是人們的意識問題，大多數(shù)人對鋼結(jié)構(gòu)住宅建筑概念是模糊的，不了解鋼結(jié)構(gòu)住宅的特點(diǎn)及優(yōu)勢，比如認(rèn)為鋼結(jié)構(gòu)住宅造價昂貴、鋼結(jié)構(gòu)住宅結(jié)構(gòu)不安全等誤區(qū)，導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)住宅在國內(nèi)的接受率不高。其次，鋼結(jié)構(gòu)住宅防火技術(shù)問題需得到合理解決，因鋼材防火性能較差，在高溫情況下承載力和穩(wěn)定性大幅度下降，合理經(jīng)濟(jì)地解決防火問題是發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)住宅的關(guān)鍵。最后是工程造價問題，也是影響我國鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展的主要原因，因國內(nèi)對鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計和施工的標(biāo)準(zhǔn)單一，配套體系不完善，經(jīng)驗不足，直接導(dǎo)致目前鋼結(jié)構(gòu)住宅造價較混凝土結(jié)構(gòu)高，影響鋼結(jié)構(gòu)住宅市場占有率。

　　結(jié)語

　　我國鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展與研究較發(fā)達(dá)國家有很大差距，但隨著我國經(jīng)濟(jì)實力的增長及可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實施，我國鋼結(jié)構(gòu)住宅有著很大的發(fā)展空間及廣闊的市場前景。展望未來，住宅產(chǎn)業(yè)化是我國加快工業(yè)化進(jìn)程的必經(jīng)之路，鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展必將帶動我國建筑設(shè)計施工行業(yè)的革新。我國應(yīng)結(jié)合國情，借鑒發(fā)達(dá)國家的發(fā)展道路，加快構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化和設(shè)計模塊化進(jìn)程，重視鋼結(jié)構(gòu)住宅施工技術(shù)研究與創(chuàng)新，開發(fā)我國住宅產(chǎn)業(yè)化發(fā)展基本模式，推進(jìn)我國鋼結(jié)構(gòu)住宅建設(shè)和住宅產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展。

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