浅谈住宅建筑工业化与新型住宅结构体系

浅谈住宅建筑工业化与新型住宅结构体系

齐特

中铁建工集团建筑安装有限公司， 北京100071

摘要：随着可持续稳定发展的不断推进，建筑技术也迎来了全新的挑战，提升机械化技术水平，推进住宅建筑产业化与现代性的快速发展，已作为中国住房经济发展的途径。为此，我们从住房建筑工业化蓬勃发展的形势与技术水平入手，研究了符合工业化经济蓬勃发展的新式住宅结构系统，并强调了在中国机械化不等同于全装配化，进一步发展切实机械化的建筑结构机制，需要重视基于当前资源、吸取国内外经验教训、基于国内和引入国外先进技术相融合，以实现可持续稳定发展的目标。通过将规范化和多样化融合在一起，以及采用可持续发展的标准，新型钢混凝土组合框架应当作为当前国内住房机械化蓬勃发展的组成部分，以满足社会的需求。

关键词：可持续发展；住宅建筑工业化；新型住宅结构体系

引言

近一段时间以来，我国建筑行业执行的均是以资源换取效益的高消耗生产模式，此种生产形式显然看出不能与时代共进，建筑行业必须走可持续发展的渠道。可持续发展的条件将为建筑技术的创新和完善提供强有力的支持：框架设计和框架系统层面，可持续性框架设计理论将视为当前建筑技术创新的重点，它可以有效地保温节能，降低结构自重，构件的模块化等等，而施工层面，构件工厂化制造技术、装配化施工技术、迅速施工技术等，将为建筑技术的蓬勃发展提供更多的可能性，从而促进建筑技术的创新和完善。由于城市化的加快，居住产品已视为带动我国经济快速健康发展的主要经济支柱产业，而提升工业技术水平、推进居民建筑的产业化与现代化，则是达成这一目标的关键[1]。因此，利用再生材料和先进建筑结构部品技术，已变成当前建筑技术的主要领域。

1住宅建筑工业化的技术发展水平

现阶段我国的住宅广泛上均是粗放型的，暂且没有构成规范效益，存在严重的浪费情况，还是在大量的应用陈旧传统的技能，具备相对低的科技贡献度，住宅建筑标准化工作发展速度还需进一步提升，部件标准化程度偏低，不能有效发挥新材料与其优越性，新型的建筑框架还是处在发展摸索的时期，工业化标准不能获得实现，施工机械化、科学化以及合理化程度较低。没有推广应用各种先进的环保技能，存在可持续发展问题。如此这样，住宅生产周期就会比较长，缺少全面功能[2]。

2住宅建筑工业化背景下的新型住宅结构系统

2.1钢框架住宅系统

（1）钢框架体系与钢框架-混凝土剪力墙系统

采用全钢结构机制，钢框架-支撑系统，在框架体系层数较多的情况下，为了减少梁柱等部件的尺寸，增加支撑，从而形成一个结构支撑系统，以抵抗侧向作用力的影响。钢框架-核心筒体系作为经外部的钢结构与混凝土剪力墙组成。钢框架在工厂创建,现场组装,便于工厂规模生产与标准化、系列化。

（2）轻钢轻板结构住宅体系

不同的结构方式可以用来构建不同的结构，例如框架结构和框架结构。这些结构通常由热轧或连接H型钢、冷弯型钢以及它们的组合构件组成。这些构件的产品设计规范定型，组合方式灵活性多样化。构件的制造采用工厂化生产方式，加工精确度高，质量优良。组装起重设施的运输方便，但要求技术标准较高。结构部件尺寸较小,全部管线能够预埋在墙体及楼板框架中。能够应用大开间布置，使得建筑面积可以科学分离，灵活运用，因为降低框架面积而加大应用面积约百分之八。楼盖的构造可能是由压型钢板和水泥构成的复合构件，也可能是预制、现浇或叠合式构造，而且可能在轻钢框架上铺设板材，或者在上面安装压型钢板-水泥复合楼面[3]。

（3）轻钢龙骨系统

这种体制的工业化水平非常高，在国外已经有了成熟的技术和广泛的应用，例如在美洲，冷弯薄壁型钢住房的比重已经从20世纪90时代初的5%提高到了2002年的25%左右。此外，冷弯薄壁型钢住房的研究已经被列为欧盟的重中之重研发计划。随着冷弯轻木构架技术的发展，建筑行业已经实现了从手动操作到单机制作、流水线制作、甚至柔性制造体系的转变，这种技术的应用使得建筑行业的生产模式和技能措施与制造业完全融合，构成了一个完整的产业链。在我国，MB-1型轻便屋面钢结构建筑体制和薄板钢骨住房体系是最具代表性的。它们使用工字钢或热度锌钢板辗轧而成的C形和U形薄壁轻钢龙骨，经过场地快速组合，构成了一个板肋承重系统，楼盖建筑也使用轻钢轻板体系。框架结构使用了多种材料，包括镀锌轻钢龙骨和热轧型钢增强的承重构件。这种建筑具备自重轻、地基基础成本低、自振周期长、对地震作用不敏感性等优势，并且拥有牢固的半肋构造，能够提高抗风抗震能力。

2.2砌块砌体框架

通过在混凝土空心砌块的局部空心位置浇筑配钢筋混凝土芯柱和水平灰缝，可以有效地提升砌筑的承载力、综合性能和耐震能，从而明显增强砖墙砖墙的耐震能。随着替代黏土砖的出现，新型墙体材料近些年来取得了长足的进步，尤其是引入和吸收国外先进的砌筑技术，如舒布洛克砌块加芯墙，它不仅具有承重、保暖和室内装饰的功能，而且施工简单，还可以与现浇混凝土融合构成内浇外砌框架系统，使得新型砌筑材料的砌筑框架具有更好的应用前景。砌块住宅建筑体系是一种值得称赞的建筑技术，它由SP预应力空心板和混凝土小型空心砌块组成，可以满足大开间住宅建筑的需要，有效地推动了国家建筑墙改革政策的实施，大大提升了建筑工业化水平，并且房屋建造速度也更快。

2.3预制预应力框架系统

此种框架系统使用预应力技能将预制构件衔接组成框架整体。因为构件工厂预制,可以提升施工速度,缓解工人劳动强度,确保框架水平,与此同时,预制预应力混凝土还是降低混凝土变形裂缝、提升框架耐久性的一项渠道。预制预应力框架具有结构转变的优势，因为它们采用了简支部件，二次受载后负力矩大大降低，使得它们更易于构成梁铰体系。尽管预制预应力框架的抗震性能仍处于研究阶段，但随着国内工程使用预制预应力混凝土装配综合式房屋的不断提高，它的工业化程度也会有所提升，但在住宅领域的应用仍有待进一步研究。

3对发展工业化新型框架系统的思考

3.1对住宅建筑工业化的再认识

很多研究将住宅工业化界定为全预制装配,则将目前大量使用的现浇及预制与现浇融合的施工技术作为陈旧技能，就要加以丢弃。我相信，组装式作为未来发展的导向，但是现阶段中国住房产业化的进程不仅仅是全组装化，而是要重视发展具有现浇及其他混合技术的结构体系和创造模式，以及合理保存现场作业量，并且利用施工科学化和提升现场施工机械化的水平，以提高产业化质量。近年来，预制与现浇技术的融合开发迅速，一些现浇与部分挂、砌技术的应用，虽然尚未完全实现产业化，但已经显示出了其强大的实用性[4]。

3.2基于当前条件、立足于本国和引入国外先进技术相融合

从国外的住宅框架体系来看，我国的实际情况与欧美的木框架住宅明显不同，轻钢框架的应用仅限于低层，因此，我们应该根据当前的条件和资源，结合本国的实际情况，找到一个合适的入手点。在当前的情况下，我们应该重视工业化，但不能忽视全装配化。我认为，在当前阶段，我国工业化需要科学调节现有的技能、设施和人员资源，寻找合理的应用方式，探索工厂制造和现场作业的科学融合。因此，我们不应该一步到位地完成全装配化[5]。

结束语

综上所述，针对住宅建筑工业化和新型住宅的框架展开综合的探讨，希望能够发挥有效的参考作用。发展住宅建筑工业化，将一些国外先进化的框架体系融入进来，使用创新的模式，进一步实现建筑行业的要求与发展水平。使用环保与节能技术的结合，从而实现可持续发展的各种需要，统一规范化与多种化。

参考文献

[1]潘赛.建筑工业化与钢结构住宅产业化发展研究[J].中国建筑金属结构,2021(09):100-101.

[2]刘东卫,蔡昆洋,王唯博,贾丽.基于开放建筑的OFB建筑体系与济南鲁能项目装配式建筑易建性设计创新[J].建筑技艺,2021,27(02):20-24.

[3]方丽,张余力,赵春梅,史艳琨.建筑工业化形式下城镇住宅设计建造模式研究[J].居舍,2021(04):89-90.

[4]夏海山,李敏.中日住宅建筑工业化技术体系比较研究[J].建筑师,2019(06):90-95.

[5]郑华海,李元齐,刘匀.基于标准化系列化部品的工业化住宅设计思考[J].建筑钢结构进展,2019,21(03):23-32.