钢结构住宅产业化建造模式探究

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1、钢结构住宅产业化建造模式探究　　摘要：民用建筑住宅产业化是我国建筑业发展的趋势，而钢结构则是其最佳的载体。在进行钢结构住宅建造过程中引入现代制造业的思想，通过钢构件的标准化制造和深化设计以及施工方案设计前移等方法优化钢结构建造模式。最后，并在对比项目模式和生产基地模式二者对施工场地占用、设计精度要求以及对项目进度控制等优劣势的基础上，结合DEA方法分析传统钢筋混凝土结构建造模式、钢结构项目模式和生产基地模式三者的有效性，得出生产基地模式是适应住宅产业化和节能环保要求的最佳建造模式。关键词：钢结构；住宅产业化；标准化建造1.序言9钢筋混凝土作为传统的建造方法，由于其建

2、筑形式、建筑材料成型方式及防水、施工的要求，很难全部采用预制构件的形式来完成建造行为。因此为实现我国建筑业的产业化发展，民用建筑中钢结构的推广已成为不可逆的趋势。钢结构住宅的优点包括：节能环保、建筑可用面积大，且钢结构最重要的节能方面体现在钢构件的制作环节以及钢材的回收利用方面，钢结构建筑比钢筋混凝土建筑采用的材料在制作阶段的能源节约率达到40%左右[1]。而真正在建筑物使用阶段钢结构住宅的能源节约效果相对于传统钢筋混凝土结构则并不明显，其能源节约的效果主要还是来自于围护结构和门窗气密性等因素，和钢结构住宅结构主体无关。而在现有研究过程中却较少关注到钢结构构件的标准

3、化制造所带来的对工期的缩短、对施工场地的节省。在研究钢结构住宅建造模式时，可以将现代制造业的集成制造思想引入到钢结构住宅建造过程当中去，通过钢构件的工厂化制造和现场装配一体化建造思想来实现钢结构住宅的产业化建造模式。将项目现场的构件制作转移到生产基地，并且通过生产基地的工业化生产模式，提高构件的制造效率，实现项目工期的节省；此外，由于钢构件生产的转移，将大大节约项目现场钢构件制造所占用的施工场地，也更符合现代城市发展对施工现场空间狭小的限制。而在考虑钢结构住宅产业化实施的过程中结合精益化制造、供应链管理和信息化管理的制造业管理思想。考虑钢结构住宅项目实施过程中各阶段

4、界面的搭接，把握中间产品成品化和工序前移和对设计水平优化及合同、施工方案的深化设计，而不仅仅是传统建筑形式各阶段的前后承接。2.钢结构住宅产业化特点2.1钢构件的标准化生产9此部分包括部品标准化设计的前移和部品部件的标准化制造。前者是指设计单位在生产基地对钢构件进行制造之前，即进行深化设计，通过虚拟建造等技术手段，在设计阶段规划好项目所需要采用的钢构件形式和种类，以及施工装配方式，在钢构件制造阶段可以计划好项目所需的钢构件，以及装配所需要的螺栓孔等安装节点位置。当然并不能因为住宅产业化而追求钢构件制造基地的加工深度，而应该在充分考虑项目企业的核心资源的情况出发，考虑

5、项目所在区域的配套资源和企业所能筹措到的社会资源；以降低成本、缩短项目建设周期为目标，考虑项目经济性，通过外包或专业分工的形式将钢构件的制造任务分配出去，提高企业的生产能力和专业化水平。2.2钢构件的模块化设计标准化并不是钢结构产品的单一化。标准化是为了提高建造效率而对建筑实施阶段所需的差异性不大的钢构件，按照一定得规则（包括：构件的使用功能、构件制造工艺、构件的物流运输限制、构件安装的便易性），而对钢构件进行分类并按照一定的范围对钢构件产品进行合并简化，从而减少构件产品类型数量，实现钢构件产品的产业化生产制造。9但标准化并不是对建筑形式的限制和单一化，并且消费市场

6、不会满足简单规则的矩形式建筑形式，因此不同的建筑形式必然要求钢构件产品的多样化，以满足现代建筑外形多样性的需求。而建筑模块化则是解决建筑构件标准化和建筑形式多样化矛盾的最佳途径，通过特殊性分解为“普通加特殊”的思路，将钢构件分为主体部分、连接部分和装饰部分。其中运用连接部分和主体部分来实现建筑的标准化，运用装饰部分来完成建筑物的多样化，从而实现标准化元素和非标准元素的结合。2.3施工方案设计的前移通过施工方案设计的前移即将施工方案的设计选取由传统的项目施工阶段前移至建筑设计阶段，在设计阶段运用虚拟建造等技术模拟钢结构建筑装配安装的全过程[2]，分析施工过程中可能会出

7、现的问题，根据施工模拟结果，改进构件的设计形式和节点设计，合理调整优化施工方案，在整个项目的设计阶段就实现建筑设计、钢构件及节点形式、施工方案的统一协调设计优化，减少施工过程中的变更及其所带来的工期延误和成本增加等问题。2.4钢构件住宅的标准化施工工艺传统钢筋混凝土结构住宅的建造流程复杂，包括了支模、绑扎钢筋、浇筑混凝土等工艺。而钢结构住宅的装配化施工则由于工厂钢构件制作的原因，简化了施工流程和工艺。但同时也由于钢构件的工厂预制和现场的装配化施工也造成了一下的高要求：对生产工人和现场施工工人能力的要求，施工场地的限制对钢构件物流配送的要求，装配施工的施工组织的要