钢结构住宅设计与施工技术

中国建筑标准设计研究院教授级高工、钢结构所所长 王喆

据王喆介绍，钢结构住宅2.0是标准院首先提出来的。相对于钢结构2.0时代来讲，钢结构1.0时代涵盖了现如今钢结构住宅技术，钢结构1.0时代主要推动作用是来自于钢结构的加工厂，他们预见了钢结构产业未来的发展，并推动产业向前走，但是单单从结构方面推进钢结构住宅，也会带来隔声性能差、防雨性能差、卫生间防水性差等问题，影响住户居住品质。

钢结构2.0时代以建筑和内装为本质

钢结构住宅的落脚点应该是在住宅上，钢结构2.0时代是以建筑和内装为本质，在钢结构1.0时代的基础上总结提升的。钢结构2.0时代应该定义为以建筑功能为核心，以钢结构布置为基础，以工业化围护和内装部品为支撑的一种住宅体系。钢结构2.0时代由三大系统组成，第一个是钢结构本身，钢结构住宅的结构系统是比较成熟的，问题也是最少的;第二个是外围护系统，外墙系统是钢结构目前存在的问题比较多的，钢结构的外围护种类比较多，不同的外围护有不同的特点。第三个是建筑和内装设计，随着钢结构的发展，未来老百姓意识的提高，这个问题将会受到越来越多的关注。

谈到BIM技术对于钢结构住宅的影响，王喆表示，钢结构建筑是需要标准化来进行设计，现在谈的标准化设计与十年前的本质区别是BIM技术的参与。如果没有BIM技术介入，钢结构标准只是停留在单一户型风格上，而以这个标准设计出来的住宅是没有市场的。BIM技术的出现弥补了户型单一的缺憾，为钢结构构件、部品部件预制加工及装配提供支撑，减少现场裁板及材料浪费。

BIM技术改变钢结构住宅产业化格局

中国建筑之所以奇特是希望造型有变化，而国外的钢结构住宅的柱网是非常标准的，造型却也是很丰富的，原因就是国外有大量的部品部件。想实现国外这种既基于标准化的设计，同时又可以提供给客户丰富多彩的选择，必须要有BIM部品库的支持才可以很好的实现，所以BIM在钢结构住宅中也是很重要的。

标准院今年承担着住建部钢结构建筑课题，在对钢结构标准体系梳理的过程中发现，目前钢结构的标准要么颁布时间比较早，要么使用范围有一定的限定，很难满足要求。王喆谈到，“十三五”标准院对于钢结构住宅方面战略规划主要有两方面：一方面是致力于钢结构住宅产业化技术发展的推动;另一方面，是推广前沿技术，例如钢结构抗震技术、优质钢材的运用等。另外就是结合钢结构住宅合规编制提出建议，供行业参考。

1.钢结构住宅能够合理布置功能区间。钢结构住宅可以利用钢材强度高的特点，采用大开间柱网布置，使建筑平面分割灵活，既为建筑师提供了设计的回旋余地，又给用户提供了根据不同用途改变结构的可能。

2.钢结构住宅设计制造周期短，设计生产一体化。现代结构设计借助于计算机和专业化结构分析软件，使得设计周期大大缩短，设计中的修改和调整非常方便。

3.钢结构住宅承载强度高，抗震性能优越。相同的荷载，钢结构截面最小，相同的截面，钢结构承载力最大，6层轻钢住宅的重量仅相当于4层砖混结构的重量，所受的地震作用小。

4.钢结构住宅综合造价低。基础在工程造价中占有比重较大，上部结构重量轻可以降低基础造价，从而减少整个项目的投资。

5.钢结构施工机械化高的特点，减少了人工费用和模板等其他辅助材料费用。钢结构住宅在施工方面优势突出。现浇砼需要连续施工，在我国北方地区受到施工季节的影响。而钢结构的大部分构建在工厂生产，整体组装可全天候作业。

6.钢结构住宅符合住宅产业化和可持续发展的要求，适宜工厂大批量生产，工业化、商品化程度高。它将节能、防水、隔热等先进的成品集合在一起，实现综合成套应用，将设计、生产、施工安装一体化，提高住宅的产业化水平。随着城市建设的发展，城市改造需要拆除大量旧建筑，钢结构拆除更容易实施，钢材回收利用率高、拆除成本低、污染小，符合可持续发展的要求。