2016年，国务院办公厅印发了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》，《意见》提出，要以京津冀、长三角、珠三角三大城市群为重点推进地区，常住人口超过300万的其他城市为积极推进地区，其余城市为鼓励推进地区，因地制宜发展装配式混凝土结构、钢结构和现代木结构等装配式建筑。力争用10年左右的时间，使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。

近几年，随着一批PC项目的实践，装配式混凝土结构受到结构工程师越来越多的质疑，并一度风传将会取消，究其原因，混凝土虽是现代建筑结构的主流，且早已形成一条完整的市场产业链，但其缺点是施工速度慢、施工现场乱、且经常伴随资源浪费。这些缺点即使在大力倡导装配式建筑的今天，想要完全解决也显得任重而道远，在大力倡导绿色建筑的今天，传统意义上的建筑类型显然不能满足绿色、环保发展的需要。

钢结构建筑相比较混凝土或者预制混凝土结构具有无与伦比的优势：首先是我国钢材产量丰富，钢材质量可靠，这为钢结构建筑提供了材料优势。其次，钢结构建筑标准化程度高，其自身的装配式属性使得其综合造价低，设计周期短，施工速度快，回收利用率高。再次，钢结构建筑能最大限度的满足绿色环保的要求，钢材本身就是一种环保材料，钢结构建筑无论从构件生产、加工到后期的现场安装都不会对自然环境造成损害。最后，钢结构住宅可更好的实现私人订制的要求，北美及欧洲地区的“住宅超市”现已相当成熟。

近年来，钢结构建筑已被建设部列为重点推广项目。建设部先后开展了30多项关于钢结构建筑的课题研究项目，兴建了许多试点工程。与此同时，许多高校和企业也纷纷加入到了钢结构建筑体系及关键技术的研究行列。

图1  享誉世界的鸟巢和央视大裤衩

传统意义上的钢结构建筑体系主要有五种：轻型冷弯薄壁型钢体系、钢框架体系、钢框架剪力墙体系、钢框架核心筒体系等。

冷弯薄壁型钢住宅在北美应用较多，目前已经达到商品化生产的程度。该体系是以冷弯薄壁型钢作为结构的受力骨架，以自攻螺钉连接节点的铰接体系。其优点是自重轻、抗震性能好、施工速度快、绿色环保，但基本只限于低层住宅或联排别墅，在多层和高层建筑中应用不多。

图2  冷弯薄壁型钢体系

钢框架体系受力骨架为传统意义上的梁、柱等构件组成的钢框架。该体系适合于建造多层住宅，在多层范围内的经济效益较好；但当层数较高时，则表现为侧向刚度不足且稍显浪费。其优点是构造简单、梁柱刚接、安装方便。

图3  钢框架结构体系

钢框架支撑体系是钢框架和支撑协同工作的体系，钢框架主要提供结构的竖向承载力，而支撑体系主要提供结构的侧向刚度。相比较钢框架体系来说，由于支撑的作用，其抗侧刚度更高，因此适用的建筑物层数较钢框架体系更高，一般在6～12层之间；且其梁柱尺寸较钢框架体系小得多，因此是一种较为经济合理的结构体系。

图4  钢框架支撑体系

钢框架剪力墙体系是将钢框架支撑体系中的支撑换成了抗侧刚度更大的剪力墙，剪力墙承担80%～85%的水平力。当前比较流行的钢板混凝土组合剪力墙，可以同时发挥混凝土抗侧刚度大和钢板剪力墙的延性好、耗能能力强的特点。其适用的建筑层数比钢框架支撑体系更高。

图5  钢框架——钢板剪力墙体系

钢框架核心筒结构与钢框架剪力墙结构类似，只是将剪力墙做成封闭的核心内筒，而钢框架在外围。该体系能承担的水平力更高，接近90%，适用的建筑物层数在理论上也更高，但更高的层数将降低其经济性，因此一般认为还是12层以下最适宜。

图6 钢框架核心筒结构体系

在传统钢结构体系研究的基础上，国内的研究机构和众多学者开始尝试开发集成化程度更高、设计周期更短、可操作性更强的新型装配式钢结构体系。具有代表性的是以下五种：

（1）远大可建集团研发的多高层装配式钢结构体系

该体系主要由钢结构立柱和一体化楼板组成，钢结构立柱与一体化楼板之间采用套筒+螺栓连接，立柱带有斜撑与楼板相连。其主要特色在于一体化楼板，楼板预先在工厂做好，在结构上将桁架梁融合在内，桁架梁很高，这样就保证了一体化楼板内有足够的空间可以将管道、电线等预先埋设其中。同时远大在设计时充分考虑车辆的运输宽度，楼板都是宽度不大而长度很长的细长条形。该体系不仅在传统钢结构体系基础上作了很大创新，最重要的是它大大提升了房屋营造速度，现场只需少量人力即可完成房屋建造，集成化程度相当高。

图7  远大可建钢结构体系

（2）山东莱钢采用的盒子型——集装箱式方案

盒子型的优点：整体性强，可以最大限度的集成，甚至可以在房子中集成家具等物品，实现真正的拎包入住；其工业化程度高，结构密封性能好。缺点是运输较为困难；限于运输尺寸，不可能做的过大；适合三层以下，保证三层以上的多高层结构的安全性，有很多问题需要解决。

图8  山东莱钢的盒子型——集装箱式方案

（3）万科等企业的墙板组装型钢结构体系

万科的装配式房屋的研究主要集中在混凝土结构中，他们提出了“主体和填充部品分离体系”，即所谓的“VSI体系”。万科完成的项目中多为装配式剪力墙结构，采用外墙预制，内墙现浇，连接部位现浇的模式。虽然万科开发的是装配式混凝土结构，但其体系的营造方式、施工现场管理方式等方面对于装配式钢结构体系的研发具有很好的借鉴意义。

图9  万科VSI体系

（4）同济大学陈以一教授等开发的分层装配式支撑钢结构建筑体系

该体系将房屋拆分成钢框架支撑系统和楼面系统两部分，其主要特点是密柱、梁贯通、柱梁铰接，水平力主要由柱间支撑承担，实现了标准化设计和高度装配化施工。该体系虽然还需要进一步的研究，但其新颖的形式或将成为我国装配式钢结构体系的一个重要分支，对研究装配式钢结构体系及其连接构造具有很好的借鉴意义。

图10  分层装配式钢结构体系

（5）交错桁架结构体系

交错桁架体系是20世纪60年代麻省理工学院开发的一种新型结构体系，主要应用于酒店、公寓等房间划分比较规则的建筑中，在美国和澳大利亚等国家已有很多应用。将其归为新型钢结构体系是因为这种体系在我国的应用还极少，还有很大的发展潜力。

虽然该体系在我国的应用很少，但很多学者都对其进行了研究并取得了丰富成果。目前我国已先后于2012年和2015年制定了两本相关的行业标准和技术规程。

图11  我国交错桁架体系相关规程

交错桁架体系的优点很多，它是一种环保型绿色建筑，可工厂制作，现场安装，湿作业少。与普通钢结构相比，施工速度更快、工期短、综合效益好；且该体系抗侧性能优异，能够满足多、高层建筑的受力需求。

图12  某交错桁架建筑现场图

综上，国内很多钢结构企业和学者都纷纷加入到钢结构体系的研究中，钢结构在建筑产业化、绿色建筑等方面较混凝土结构具有得天独厚的优势。然而，当前我国钢结构建筑的发展还很不充分，钢结构建筑自身不好解决的防腐、防火、隔音等问题导致一些优异的钢结构体系没能与时俱进地发展起来。尽管如此，以笔者愚见，钢结构建筑因其自身强大的装配属性而不应被社会和时代遗忘，与其大力发展一直令结构工程师们诟病的装配式混凝土结构，不如充分发挥钢结构建筑自身的技术优点，扬长避短，开发出更多符合当下发展需要的装配式钢结构建筑体系及其相应的节点连接形式。

笔者水平有限，本文是笔者对于当前我国装配式建筑及钢结构建筑发展的一丝感悟与感叹，不足之处欢迎指正。

未完待续。。。。。。

参考文献：

[1] 百度百科

[2]张永和．我国钢结构节能住宅开发与推广应用研究-以山东莱钢建设有限公司为例[D]．中国海洋大学，学位论文，2008．

[3]孙绪东．装配式钢结构绿色建筑产业化研究与合作[J]．住宅产业，2013，(Z1)：53-56．

[4]王伟，陈以一等．分层装配式支撑钢结构工业化建筑体系[J]．建筑结构，2012，42(10)：48-52．

[5]周绪红，莫涛，蔡益燕．新型交错桁架结构体系的应用[J]．钢结构，2000，15(2)：16-18．

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