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钢结构在住宅建筑的应用优势及展望(二)

钢结构在住宅建筑的应用优势及展望(二)

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钢结构在住宅建筑中的应用优势


由于钢结构的材料特性,其连接方式不论是采用焊接连接还是螺栓连接,都可认为其结构本身是装配式的,所以称其为天然的装配式结构。当然除了结构主体本身的优势,与其配套的外围护结构、设备管线系统和内装系统也更容易达到高标准化、高效率、易安装、易维修的要求,从而形成一个完整的建筑体系,充分发挥装配式建筑的功能和优势。


1. 材料及抗震优势


钢结构本身有着自重轻、承载力高、抗震性能优越的特点。装配式钢结构住宅的主要承重构件大多采用薄壁钢管和轻型热轧型钢,截面受力更加合理,单位质量较轻。同时,墙体和楼面均采用轻质材料,在相同荷载作用下,可减轻建筑结构自重30%,质量是钢筋混凝土住宅的1 /2左右。这使得装配式钢结构住宅在地震中承受的地震作用较小,能充分发挥钢材强度高、延性好、塑性变形能力强的特点,提高了住宅的安全可靠性。同时,较轻的质量可以降低基础造价以及运输、安装等费用,节约大量现场成本,同时控制工程质量。


2. 户型设计优势


随着住宅“全生命周期”概念的引进,大家对于户型的认识和要求也不再是传统住宅设计里固定的几种设定好的方式,每个家庭甚至每个人在不同时期都对住宅有不同的需求,新的时代对于住宅空间的可变性、功能的转化性有了前所未有的期待。


钢结构住宅是框架结构,开间尺寸较大,维护墙体多为非承重墙,平面空间布置自由,相较于传统的砖混结构住宅、混凝土剪力墙结构住宅,其住宅空间布置灵活、集成化程度高,用户可根据需求进行二次分割和布置而不影响结构的可靠性,可以高效满足新时代家庭对户型设计的多样性要求。


国门商务区科研配套集体职工宿舍



在国门商务区科研配套集体职工宿舍项目中,华通国际在设计中采用了钢框架——混凝土核心筒结构体系。作为服务于国门商务区的集体宿舍,其使用者关注的不再仅仅是室内空间,对社区景观、配套设施等也有了更高的要求。基于项目定位,不仅要对户型进行设计,对于生活场景的设计也变得尤为重要。在裙房部分配置了商业、健身房、活动室等满足日常消费的需求;图书阅览、会议室等满足日常工作学习的需求;食堂、托老所、咖啡厅等满足日常生活交流的需求;医疗保健室满足日常健康的需求。除此之外,还在各层生活区域配置了共享交流空间,为居住者提供开放、高效、多样化的公共社交空间。当公共服务需要的大而可变的空间与小且灵活分隔的居住空间同时存在一栋建筑中时,相较于传统结构体系及传统材料来说,由于材料性质限制了空间布置的自由,如果开间过大会造成板厚、梁高、柱大的情况,不但影响美观,而且自重增大、增加造价;或者需要设置结构转换层来解决上下层平面不一致的问题。而利用钢材强度高的特点,设计可采用大开间布置,使建筑平面能够合理分隔,灵活方便,创造开放式住宅。钢框架核心筒结构体系成为了实现这个垂直社区综合体的最优解。



3. 外围护设计优势


装配式钢结构的框架结构形式决定了钢结构住宅的所有围护墙体几乎都是非承重墙体,大大丰富了住宅建筑外墙形式和材料的多样性。



从饰面角度,目前传统混凝土剪力墙住宅立面采用涂料、面砖等较为主流,通过在原有混凝土外墙喷涂、粘贴饰面的形式达到美观的立面效果,经济美观、施工简单、整体感强,缺点是易污染、易开裂、寿命较短,整体形式上较为单一。钢结构住宅可以打破传统的立面装饰形式,公共建筑立面的表现手法,积极采用各类玻璃、金属、石材幕墙,增强住宅表现力。


从节能环保角度,近年来多种保温装饰一体化墙板快速发展,随着装配式建筑的发展得到广泛应用,玻纤增强保温复合墙板、聚氨酯夹芯板等新型墙体材料,墙体轻、保温节能效果好、构造简单、饰面丰富、成本低,将保温材质、饰面材料与维护外墙粘结一次成型。


外围护的多选择提升设计人员的创造力,大大丰富城市住宅立面,提高环保节能效率,提升城市居住活力。


保温装饰一体化外墙


4. 内装工业化优势


装配式钢结构的框架结构形式决定建筑内墙可以是非承重轻质墙体,各种新型轻质内墙不仅有着更丰富的饰面、更环保的品质、更高效的施工速度,更重要的是经过合理的设计后,可将室内水电管线、各种设备管线融合于墙体和吊顶中,便于安装、检修,实现SI内装工业发展、智能化综合布线系统,保证空间完整性,大大提高住宅功能品质。



5. 标准化优势


装配式钢结构住宅以钢结构作为骨架,与多种复合材料进行配合装配而成,在这种建筑当中使用的材料,理论上都能够进行标准化、批量化以及系列化的生产。易于建立模数体系及标准化体系,优化控制构件种类,提高生产效率,实现构件技术集成化、住宅建设的工业化和产业化,提升住宅的科技含量和使用功能。


构件通过标准化设计,还可实现建材的循环利用,推动绿色设计的要求,对可持续发展战略也具有非常重要的意义。


6. 绿色节能优势


装配式钢结构住宅建筑有着绿色、环保、节能与可持续发展的优点。与传统混凝土结构不同,装配式钢结构住宅在生产、建造过程中不会产生大量的废料污染环境,取而代之的是工厂加工、现场装配,在降低能耗的同时,减少了现场工作量与施工噪声。此外,装配式钢结构住宅改建和拆迁较为容易,材料的回收和再生利用率高,可轻松实现建筑异地再生,是真正意义上的绿色建筑,符合国家对住宅绿色可持续发展的要求。



(责任编辑:奚雅青)


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