装配式钢结构体系发展现状及应用前景分析

蒲盛 尹青 谢伟

摘   要：装配式建筑近年来发展迅猛，随着我“一带一路”建设深入实施，装配式钢结构建筑以其绿色环保、质量优良、抗震性好，建设简易等优点必将在海外工程建设中发挥更为重要作用。本文详细介绍了装配式钢结构建筑的基本概念、分类特点和主要优势，并进一步分析了装配式钢结构体系目前存在的问题和应用前景等。

关键词：装配式钢结构  海外工程  应用前景

中图分类号：TU318                                 文献标识码：A                        文章编号：1674-098X（2019）10（a）-0165-02

1  装配式钢结构建筑体系的特点及分类

我国装配式钢结构建筑历经多年快速发展后，呈现多元化趋势，具有空间布置灵活，绿色环保、可持续发展，自重轻、承载力高，质量优良、抗震性能好，建设简易、施工工期短以及经济适用等特点[2]。通过现地调研，有以下4种形式不仅应用较为广泛、技术相对成熟，而且与海外工程建设需求相适应。

1.1 钢框架-围护体系建筑

该形式以钢框架为主体、预制内外墙、楼板等作为围护结构。抗震耐久、施工快捷，可建多层、高层及以上建筑，设计使用年限25年或50年。可用于中长期海外工程设施。

1.2 冷弯薄壁型钢建筑

该形式主要采用1.5～6mm冷弯薄壁型钢作为主要建材。全预制化，自重更轻，材料可回收。可建3层以下建筑，设计使用年限25年或50年。可用于中长期海外工程设施。

1.3 模块建筑

该形式由集成化预制模块组成，主体全钢结构，工厂预制，现场拼装，组合形式多样。标准模块尺寸：长6m×宽3m×高2.8～3.3m。设计使用年限25年或50年。可用于中长期海外工程设施。

1.4 箱式房

箱式房包含整体式、折叠式、拆分式。整体轻量化、可反复拆装、回收利用。标准模块尺寸：长6m×宽3m×高2.8～3.3m。设计使用年限15年。可用于短期海外工程设施。

2  装配式钢结构建筑体系优势分析

海外工程建设具有以下几方面特点：一是建设风险高，使用不确定性大。海外工程受当地政局影响大，国际外交不确定因素多，工程建设必须要适应政局变化。二是工期紧张，效益优先。海外工程建设周期越长，投入使用的周期就越长，土地租约内实际使用时间越短，工程整体效益越低，会让国家遭受政治权益和经济利益的双重损失。三是依托条件差，前期投入大。大部分工程所在国属于欠发达或发展中国家，其建筑业尚处在发展初期，建筑主材和大型机械设备相对匮乏，需要施工单位从邻国或国内采购运输，提高了时间成本和运输风险。加之工程所在地现场条件复杂，基本无市政条件，场地三通一平工程量大，耗时较长且花费较大。四是用工条件差，劳务成本高。工程所在国为了带动当地经济发展，增加就业岗位，对工程用中国工人的数量有严格限制，一般中国工人与当地劳工用工比为1：6，甚至更高。且中国工人的出境、工作等相关手续耗时较长，成本很高。而当地缺乏技术工人，劳工素质较低，工作效率低、管理难度大，加上宗教信仰等问题，导致工作质量和效率均难以保证。

装配式钢结构建筑结构体系与其他装配式建筑结构体系相比，具有明显优势，并且与海外工程特点相适应，具体表现为：一是与传统钢筋混凝土建筑施工相比，装配化施工摆脱了以往需要耗费大量人工的钢筋绑扎、手工砌筑和浇筑湿作业等传统建造方式。装配式钢结构建筑的部品部件是在工厂通过工业标准化的生产步骤和质量标准严格把关下生产出来的。它能够大幅减少施工失误和人为错误，保证安装精度和施工质量。二是装配式钢结构建筑部品部件通过工厂化生产预制，极大提高了劳动生产率，这样既相应减少了现场施工时间，又降低了如天氣等影响工期的不可控因素影响。三是装配式钢结构建筑有效降低环境污染，实现节能环保，与国外对工程建设的环保绿化理念和相关要求相向而行。四是装配式钢结构建筑是一体化集成设计，满足现代化功能的需要，且建筑整体可实现反复拆装与重复利用，可有效规避政治风险，降低拆卸式的建设损失。

3  装配式钢结构建筑海外工程应用前景展望

2016年中共中央、国务院将装配式建筑的发展上升为国家战略性发展重点。党的十九大报告明确指出要推进绿色发展，装配式建筑是建筑领域践行绿色发展理念的重要着力点。“一带一路”建设作为国家发展战略的重要组成部分，采用产业化的装配式建筑，是践行国家重要发展战略，是为推进建筑领域产业化的全面发展做出贡献[3]。

3.1 建筑类型适宜，功能品质保证

海外工程中的主要建筑类型按功能分类主要包括办公楼、住宅楼、公共设施（食堂、医院、礼堂等）、车库、厂房以及配套服务用房、设备机房等建筑类型。工程内容根据使用人数、等级的不同，对建筑空间大小、布局、功能、装修、设备、家具配置等有严格的固定的建造标准，在不同海外工程中基本相同。这种标准化、模式化的建筑功能，非常适宜采用装配式建筑。

3.2 减少现场用工，缩短建设周期

海外工程用工条件差，人工成本高。以某海外工程5万平米规模项目建设为例，当采用钢结构模块建筑建设时，相对于传统土建建造方式，钢结构模块建筑的现场安装所需工人数量比传统建筑减少至少1/2，项目建设周期也可比传统建造方式节省1/3～1/2。所需的工时大幅度降低，可有效节约劳务成本，降低劳务风险，减轻管理压力。

3.3 方便拆卸回收，实现资源节约

海外工程建设受国际环境影响大，风险大、不确定性高。采用装配式建造方式，建筑的可拆卸性能强。选用装配式钢结构建筑体系与模块建筑体系时，建筑整体可实现反复拆装与重复利用，可有效规避政治风险，降低海外工程拆卸时的建设损失。也可在工程用地租约到期后，有选择进行回收，节约资源，可持续发展。在无工程项目建设时，可对上述拟采用装配式的建筑类型进行预先生产，作为工程储备，在工程开始时直接运输至工程现场组装，可大大缩短工程工期，提高工程整体效益。

3.4 应对多变环境，保证建筑质量

海外工程建设地点环境多变，欠发达地区工程建设依托条件差。装配式建筑采用构件工厂化生产，现场标准化快速组装方式成型，施工质量受外部环境影响小，主要构件、部品均可一次性完成加工采购，建筑建成性能更易得到保证，建筑品质更可靠。

3.5 资源配备成熟，产业供应充足

3.6 运输方式灵活，运输成本可控

采用装配式建筑时，建筑材料、部品、构件主要以海运结合陆路运输的方式从材料供应地发至工程现场。可根据当地的运输条件选择不同形式的建筑体系，设计制造尺寸适宜、标准化程度高的运输构件或模块化单元体。运输周期也可结合当地港口的堆放期、货轮的运输能力、现场的堆放条件和建设速度统筹考虑设计。

结语：目前，我国装配式建筑发展处在初级阶段，虽然装配式钢结构建筑优势较为突出，但由于客观原因仍存在着一系列问题。通过对装配式钢结构建筑体系的深入研究，使我们不仅对相关技术加深了认识，更清楚的看到装配式钢结构体系良好的应用前景。我们相信伴随相关技术的日趋成熟，装配式钢结构体系未来必定能够在海外工程建筑中发挥重要作用。

参考文献

[1] 河北省装配式建筑“十三五”发展规划研究课题组编著.装配式建筑创新与发展.北京：中国建筑工业出版社，2017.

[2] 尹青，谢伟，等.钢结构预制装配式建筑设计策略探讨[J].科技创新导报，2018，9（27）：166-167.

[3] 住房和城乡建设部住宅产业化促进中心编著.大力推广装配式建筑必读——技术·标准·成本与效益.北京：中国建筑工业出版社，2016.