钢结构工程的示范效应
2002-09-23 00:00 来源： 我的钢铁
2001年5月，建设部组织有关专家对全国各地报批的钢结构住宅科研课题进行审查后，确定了18个具有代表性的钢结构住宅研究课题，作为建设部在全国的示范试点，全面展开多层次、小高层钢结构住宅建筑体系的研究。山东省莱芜钢铁集团樱花园住宅小区名列其中。该项目同时被山东省建设厅批准为“山东省钢结构节能环保住宅示范试点工程”。
项目由山东省冶金设计院设计、山东莱芜钢铁集团冶金建设公司承建、莱芜三控冶金建设监理事务所监理。工程于2001年3月1日破土动工建设，2001年8月31日竣工验收后交付使用。经建设部委托山东省建设厅验收认定为：研究项目成果“达到国内领先水平”。实践说明，该项目性能可靠，质量稳定，特别是其具备的节能、保温、抗震、环保等优势，深
受用户的欢迎，也为开发商和承建方与社会带来了良好的经济效益和社会效益。
我国最早应用钢结构是在1968年建设首都体育场，该工程是采用了钢结构正交斜放的桁架网络。其后，钢结构住宅以其所具有的大开间灵活分割、强度高、重量轻、抗震性能好、施工速度快、结构占用面积小、无污染、废料可以回收再利用以及投资省、使用效益高，备受业内人士的关注，引起了国家和相关部门的高度重视。我国自1994年起，在上海、新疆、天津、长沙、涿州、北京等城市先后建设了不同形式和类型的钢结构民用住宅工程，并初步形成了框架结构、钢框架―――剪力墙结构、钢框架―――支撑结构、钢框架筒体结构、错列桁架结构等适应不同类型的住宅建筑体系的新型结构形式。莱钢集团樱花园工程采用的是钢框架结构、钢框架―――剪力墙结构的混合型新型探索性结构形式。其总建筑面积为17920平方米，分为6层、10层、13层三栋住宅、商住楼建设。
●项目应用结构材料为：
热轧H型钢：工程所用的主要规格为H298×149、H200×150、H98×99、H175×175等，钢种为Q345，进行结构制作。其性能为抗震、占用面积小、再利用价值高等。
钢管砼柱：ΦM300×7～300×6钢管，Q345灌C45砼。
围护材料：1．外墙材料
剪力墙、叠合板、SRC外墙板配用。其性能为轻质、保温、防水、隔音、防火、施工简便；蒸压轻质加气砼板，ALC板；墙体砌筑，其性能为：导热系数低、耐水、施工简便；0．6级蒸压加气砼砌块。
2．内墙材料
玻璃纤维增强水泥板（GRC）；改型石膏砌块；75cm厚蒸压加气轻质砼内墙板（与钢结构连接）。
3．楼板
普通现浇砼楼板，预制钢筋砼叠合楼板，大跨度预应力空心叠合楼板，预应力空心楼板（其中部分传统材料与新材料结合预制，现场新技术、新工艺施工）。
门窗：
采用单框双玻塑钢保温窗。气密为II级，空气渗透系数≤2．5，平均传热系数为2．7w／m 2?K。
屋面材料：保温采用现喷硬质聚氨脂发泡保温技术。其性能为保温、轻质、使用寿命长（用从德国进口的M SE―150B―B大型自动喷涂设备喷涂）。
防火、防腐材料：
钢管混凝土柱和钢梁翼缘的防火均采用GF――1100硅酸钙防火板，使柱和梁翼缘的耐火极限分别达到2．5小时和1．5小时。
防腐材料：
钢结构表面经抛丸除锈使金属光洁度达标，喷刷漆膜达到一定的厚度。其性能特点是钢结构构件大部分被包裹在墙内，因而受环境影响极小，能满足耐久性的要求。
新材料、新技术、新工艺在项目中
应用产生了积极效应
●施工建设工期缩短，工程质量提高
1．在砼浇注中掺加超早强剂和FDN减水剂，72小时后，其强度即可达到80％，即可拆除模板。
2．钢结构梁、柱、框架等金属结构全部工厂化制作，在地面连接成大型模块，到现场吊装，特别是二至三层，一次高精度吊装到位，施工速度可提高二至三倍。以上层次逐层一次性吊装就位，施工速度提高20％～40％。
3．在楼层砼的浇注中采用酚醛膜板，提高了其光洁度和平整度，既减少了顶棚的粉刷层和湿作业量，也达到了直接装修的要求。
4．针对不同用途和设计要求，采用大型酚醛板和预应力空心叠合板，使传统的粉刷和抹灰工序可以省去，提高了施工速度和工程调度对时间和空间的利用。
5．屋面防水采用聚氨脂发泡技术，彻底解决了露出层面的管道和女儿墙处易渗水的质量通病。
6．消音采用UPVC塑料排水管道，供水采用新型水箱，既具备了轻质、耐腐蚀、机械强度高的特点，也减少了噪音和水的污染程度。
●经济和社会效益显著
该项目建筑面积17920平方米，设计为住宅、商住三栋建设。其单楼综合造价分别为933元／m 2、1140元／m 2、1090元／m 2。若将其采用热轧H型钢等一系列新材料带来使用面积增加等因素计加计算，则其单栋综合造价分别为788元／m 2、986元／m 2、943元／m 2，与规模相同的混凝土剪力墙结构构造价格基本相当。
项目有效使用面积平均增加3％～5％。
大开间的设计，用户可根据各自的需求多方案自行设计分隔居住使用。
节能50％。由于其墙体采用新材料标准化预制墙板取代粘土转，其节能保温性能大大增强，一般用户可节省取暖、纳凉费18元／m 2。
基础费用低。由于整体建筑总重减轻30％～50％，其处理费用也相应降低。
抗灾能力强。特别是在遇到罕见的地震、台风的情况下，能避免建筑物的倒塌。
环保和资源再利用效果好。钢结构住宅将新材料、新技术、新工艺综合利用所带来的环保三大优势是：其一，沙、石、石灰的用量大大减少，极大地减少了对不可再生资源的损坏和掠夺。其二，基础工程完成后，湿法施工量减少，施工几乎不用水，既节约了用水，也保持了现场整洁有序。因为全部用吊装法施工，传统的施工现场手脚架林立现象为之一扫，不但为施工现场提供了充足的作业空间，也节省了加板、架管、架杆、卡口等大综周转材料的多次倒运费用。其三，如果遇到不可抗拒的因素（如：超强地震和台风、政府动迁、建筑物服务期满）等情况拆迁拆除时，其钢材可以全部回收再利用，有利于环保。
施工速度和资金周转加快，资金利用效益提高。以热轧H型钢为主体的新型材料全部以工厂化、产业化形成制作，其运输、吊装速度快，综合工期较用传统材料、传统施工技术工期缩短30％～50％，且在严冬初春寒冷、结冰季节能照常施工，资金周转也随之加快，其利用率可相应提高3％～5％。
今后需注意和研究的问题
1．热轧H型钢结构构件与内、外墙体的连接方式，特别是其与外墙板的连接需要进一步从技术上探讨优化方法，使其性能价格比率更需进一步细化，选择最优方案。
2．节能和室内观感的改善，尤其是大开间结构的设计处理；节能方面的内、外墙、屋面及门窗等与外墙板连接带来的处理技术，还有待研究。
3．住宅智能化水平还有较大的提高空间。
4．水、电、暖等各种管线的敷设与建筑体系如何进一步完美结合，这一课题对进一步优化施工调度，缩短施工工期，增强建筑物的设计艺术感，提高工程整体质量和整体效益，都将起到重要作用。
需要特别指出的是：第一，价格偏高的墙体材料不宜大批量使用，应以价格适中、能使工程质量达到设计要求且取得整体同步优质优化为宜；第二，水泥保温防水墙板价格低廉、节能效果显著、轻质防水、构造简单，在现阶段可以大批量应用。
以热轧H钢结构为代表，配置以多种新材料，以新技术、新工艺从事工程建设的各个钢结构建筑体系，虽然在我国还处在示范试点阶段，但这一现代产业化的发展，也定会像欧、美、日本那样，必将引发我国建筑业的一场崭新的革命。它不单单应用于住宅工程，而是向着所有工程建设领域大规模进军。我国西部大开发战略的实施、西气东输工程的全面启动、北京会场馆建设以及南水北调等举世闻名的大型后续工程逐步展开，为建筑业和钢结构的发展提供了广阔的空间。2002年5月27日召开的全国钢结构制作安装行业会议上，经过专家评审，中国建筑钢结构协会钢结构委员会向全国52家企业颁发了“中国建筑钢结构协会建筑钢结构工程制作安装定点企业”证书和牌匾，掀起了我国建设工程向钢结构进军的大潮。作为我国四大支柱产业之一的建筑业，也将起到龙头作用，必将进一步巩固冶金、信息、科研、设计、加工制造、施工等行业的骨干作用，再次拉动其相关的新型建筑材料产业及其产品的大发展。人们有理由和充分的实践论据推定：新材料、新技术、新工艺应用于建筑领域，将在为我国社会贡献不可估量的经济效益的同时，也将在我国推行可持续发展战略中，为提高人们的居住水平和我国生态环境的质量作出巨大贡献。
项目由山东省冶金设计院设计、山东莱芜钢铁集团冶金建设公司承建、莱芜三控冶金建设监理事务所监理。工程于2001年3月1日破土动工建设，2001年8月31日竣工验收后交付使用。经建设部委托山东省建设厅验收认定为：研究项目成果“达到国内领先水平”。实践说明，该项目性能可靠，质量稳定，特别是其具备的节能、保温、抗震、环保等优势，深
受用户的欢迎，也为开发商和承建方与社会带来了良好的经济效益和社会效益。
我国最早应用钢结构是在1968年建设首都体育场，该工程是采用了钢结构正交斜放的桁架网络。其后，钢结构住宅以其所具有的大开间灵活分割、强度高、重量轻、抗震性能好、施工速度快、结构占用面积小、无污染、废料可以回收再利用以及投资省、使用效益高，备受业内人士的关注，引起了国家和相关部门的高度重视。我国自1994年起，在上海、新疆、天津、长沙、涿州、北京等城市先后建设了不同形式和类型的钢结构民用住宅工程，并初步形成了框架结构、钢框架―――剪力墙结构、钢框架―――支撑结构、钢框架筒体结构、错列桁架结构等适应不同类型的住宅建筑体系的新型结构形式。莱钢集团樱花园工程采用的是钢框架结构、钢框架―――剪力墙结构的混合型新型探索性结构形式。其总建筑面积为17920平方米，分为6层、10层、13层三栋住宅、商住楼建设。
●项目应用结构材料为：
热轧H型钢：工程所用的主要规格为H298×149、H200×150、H98×99、H175×175等，钢种为Q345，进行结构制作。其性能为抗震、占用面积小、再利用价值高等。
钢管砼柱：ΦM300×7～300×6钢管，Q345灌C45砼。
围护材料：1．外墙材料
剪力墙、叠合板、SRC外墙板配用。其性能为轻质、保温、防水、隔音、防火、施工简便；蒸压轻质加气砼板，ALC板；墙体砌筑，其性能为：导热系数低、耐水、施工简便；0．6级蒸压加气砼砌块。
2．内墙材料
玻璃纤维增强水泥板（GRC）；改型石膏砌块；75cm厚蒸压加气轻质砼内墙板（与钢结构连接）。
3．楼板
普通现浇砼楼板，预制钢筋砼叠合楼板，大跨度预应力空心叠合楼板，预应力空心楼板（其中部分传统材料与新材料结合预制，现场新技术、新工艺施工）。
门窗：
采用单框双玻塑钢保温窗。气密为II级，空气渗透系数≤2．5，平均传热系数为2．7w／m 2?K。
屋面材料：保温采用现喷硬质聚氨脂发泡保温技术。其性能为保温、轻质、使用寿命长（用从德国进口的M SE―150B―B大型自动喷涂设备喷涂）。
防火、防腐材料：
钢管混凝土柱和钢梁翼缘的防火均采用GF――1100硅酸钙防火板，使柱和梁翼缘的耐火极限分别达到2．5小时和1．5小时。
防腐材料：
钢结构表面经抛丸除锈使金属光洁度达标，喷刷漆膜达到一定的厚度。其性能特点是钢结构构件大部分被包裹在墙内，因而受环境影响极小，能满足耐久性的要求。
新材料、新技术、新工艺在项目中
应用产生了积极效应
●施工建设工期缩短，工程质量提高
1．在砼浇注中掺加超早强剂和FDN减水剂，72小时后，其强度即可达到80％，即可拆除模板。
2．钢结构梁、柱、框架等金属结构全部工厂化制作，在地面连接成大型模块，到现场吊装，特别是二至三层，一次高精度吊装到位，施工速度可提高二至三倍。以上层次逐层一次性吊装就位，施工速度提高20％～40％。
3．在楼层砼的浇注中采用酚醛膜板，提高了其光洁度和平整度，既减少了顶棚的粉刷层和湿作业量，也达到了直接装修的要求。
4．针对不同用途和设计要求，采用大型酚醛板和预应力空心叠合板，使传统的粉刷和抹灰工序可以省去，提高了施工速度和工程调度对时间和空间的利用。
5．屋面防水采用聚氨脂发泡技术，彻底解决了露出层面的管道和女儿墙处易渗水的质量通病。
6．消音采用UPVC塑料排水管道，供水采用新型水箱，既具备了轻质、耐腐蚀、机械强度高的特点，也减少了噪音和水的污染程度。
●经济和社会效益显著
该项目建筑面积17920平方米，设计为住宅、商住三栋建设。其单楼综合造价分别为933元／m 2、1140元／m 2、1090元／m 2。若将其采用热轧H型钢等一系列新材料带来使用面积增加等因素计加计算，则其单栋综合造价分别为788元／m 2、986元／m 2、943元／m 2，与规模相同的混凝土剪力墙结构构造价格基本相当。
项目有效使用面积平均增加3％～5％。
大开间的设计，用户可根据各自的需求多方案自行设计分隔居住使用。
节能50％。由于其墙体采用新材料标准化预制墙板取代粘土转，其节能保温性能大大增强，一般用户可节省取暖、纳凉费18元／m 2。
基础费用低。由于整体建筑总重减轻30％～50％，其处理费用也相应降低。
抗灾能力强。特别是在遇到罕见的地震、台风的情况下，能避免建筑物的倒塌。
环保和资源再利用效果好。钢结构住宅将新材料、新技术、新工艺综合利用所带来的环保三大优势是：其一，沙、石、石灰的用量大大减少，极大地减少了对不可再生资源的损坏和掠夺。其二，基础工程完成后，湿法施工量减少，施工几乎不用水，既节约了用水，也保持了现场整洁有序。因为全部用吊装法施工，传统的施工现场手脚架林立现象为之一扫，不但为施工现场提供了充足的作业空间，也节省了加板、架管、架杆、卡口等大综周转材料的多次倒运费用。其三，如果遇到不可抗拒的因素（如：超强地震和台风、政府动迁、建筑物服务期满）等情况拆迁拆除时，其钢材可以全部回收再利用，有利于环保。
施工速度和资金周转加快，资金利用效益提高。以热轧H型钢为主体的新型材料全部以工厂化、产业化形成制作，其运输、吊装速度快，综合工期较用传统材料、传统施工技术工期缩短30％～50％，且在严冬初春寒冷、结冰季节能照常施工，资金周转也随之加快，其利用率可相应提高3％～5％。
今后需注意和研究的问题
1．热轧H型钢结构构件与内、外墙体的连接方式，特别是其与外墙板的连接需要进一步从技术上探讨优化方法，使其性能价格比率更需进一步细化，选择最优方案。
2．节能和室内观感的改善，尤其是大开间结构的设计处理；节能方面的内、外墙、屋面及门窗等与外墙板连接带来的处理技术，还有待研究。
3．住宅智能化水平还有较大的提高空间。
4．水、电、暖等各种管线的敷设与建筑体系如何进一步完美结合，这一课题对进一步优化施工调度，缩短施工工期，增强建筑物的设计艺术感，提高工程整体质量和整体效益，都将起到重要作用。
需要特别指出的是：第一，价格偏高的墙体材料不宜大批量使用，应以价格适中、能使工程质量达到设计要求且取得整体同步优质优化为宜；第二，水泥保温防水墙板价格低廉、节能效果显著、轻质防水、构造简单，在现阶段可以大批量应用。
以热轧H钢结构为代表，配置以多种新材料，以新技术、新工艺从事工程建设的各个钢结构建筑体系，虽然在我国还处在示范试点阶段，但这一现代产业化的发展，也定会像欧、美、日本那样，必将引发我国建筑业的一场崭新的革命。它不单单应用于住宅工程，而是向着所有工程建设领域大规模进军。我国西部大开发战略的实施、西气东输工程的全面启动、北京会场馆建设以及南水北调等举世闻名的大型后续工程逐步展开，为建筑业和钢结构的发展提供了广阔的空间。2002年5月27日召开的全国钢结构制作安装行业会议上，经过专家评审，中国建筑钢结构协会钢结构委员会向全国52家企业颁发了“中国建筑钢结构协会建筑钢结构工程制作安装定点企业”证书和牌匾，掀起了我国建设工程向钢结构进军的大潮。作为我国四大支柱产业之一的建筑业，也将起到龙头作用，必将进一步巩固冶金、信息、科研、设计、加工制造、施工等行业的骨干作用，再次拉动其相关的新型建筑材料产业及其产品的大发展。人们有理由和充分的实践论据推定：新材料、新技术、新工艺应用于建筑领域，将在为我国社会贡献不可估量的经济效益的同时，也将在我国推行可持续发展战略中，为提高人们的居住水平和我国生态环境的质量作出巨大贡献。
