装配式钢结构住宅产业化标准节点生产项目可行性研究报告(编辑修改稿)

装配式钢结构住宅产业化标准节点生产项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

件，组成多样化 住宅。 法国的住宅工业化体系在经历了约 30 年的发展完善后，已经完成由专用体系向通用体系过渡，促进了法国钢结构住宅产业化的全面发展。 装配式钢结构住宅产业化标准节点生产可行性研究报告 20 2) 英国住宅产业化的发展 英国住宅中的杆件在工厂加工制作，以单根杆件的形式运至现场，采用螺栓或自攻螺栓连接，该方式实现了一定程度上构件的工厂化生产，但现安装工程量大，生产效率低。 英国的钢结构住宅体系依据其工厂制作的程度不同分为多个等级，根据具体工程选择最经济的技术方案。 3) 芬兰住宅产业化的发展 芬兰的钢框架住宅采用两种结构体系，一种是采用Tremor 龙骨的轻钢龙骨结构体系 ，另一种是普通钢框架体系。 芬兰在 80 年代建造了 20 万栋单体别墅，同时还建造了大量的钢结构城市公寓，约占所建住宅的 1/3。 芬兰钢结构住宅的重点主要放在在结构形式的选择，龙骨及节点的标准化设计、加工制作上，但在模数标准化方面，考虑不多，使用的材料本身有特定的生产规格，钢结构住宅所需的构件要根据每栋建筑的具体尺寸定制，没有形成完善的标准化、系列化、通用化体系，没有形成构配件的市场供应体制。 4. 国外钢结构住宅产业化的启示 通过上述分析，比较日本、美国、西欧各国钢结构住宅产业化发展的模式和发展特点可以看出，尽管 各国的社会背景、经济状况、采取产业政策内容和侧重点等有所不同，但装配式钢结构住宅产业化标准节点生产可行性研究报告 21 是也存在一些共性的特点，如各国住宅产业化的发展都经历了两个阶段 :数量型增长阶段，数量与质量并重发展的阶段。 在不同的发展阶段里，人们的收入水平、消费理念及对住宅的要求不同，必须不断的调整住宅产业化的政策，适应市场的需求，才能促进住宅产业化的发展。 通过分析各国住宅产业化的发展模式，对国内钢结构住宅产业化的启示 : 1)住宅产业化的出现是建立在住宅市场大量需求的基础上的。 日本、西欧都是二战之后出现了住宅的大量短缺，美国是因为城市化与工业化进程加快出现了 城市住宅短缺，住宅需求的剧增是发展住宅产业化前提条件。 2)各国政府虽然最初都是为解决住宅的短缺问题而制定了一系列住宅产业化政策，但都是围绕着整个社会发展的总目标进行的，把住宅产业化的发展与社会的大发展结合起来，在一定时期内，将住宅产业作为国民经济的支柱产业，扩大内需，带动经济的增长。 各国政府在实施产业化的过程中起到了至关重要的作用 :建立了完善的住宅产业化政策，通过住宅银行信贷、抵押等方式扩大居民购买力，通过税收、法律等杠杆来规范和监督住宅市场体系的健康运行。 3)科技创新是实现住宅产业化的基础与关键。 各国 政府在实施产业化过程中，鼓励技术创新，建立了技术体系与技术保障体系，鼓励使用新材料、新工艺、新设备，鼓励科研机构研究新产品、新部件，加快科技成果转化为生产力的速度，装配式钢结构住宅产业化标准节点生产可行性研究报告 22 加大钢结构住宅的系列化、通用化研究，全面提高住宅节能环保，改善居民居住的生态环境。 4)大型住宅产业集团是实现产业化的支柱与主体。 在房地产开发或建材企业基础上联合形成的大型住宅产业集团为产业化的发展发挥了巨大作用，产业集团可充分发挥规模效益，优势互补，减少中间环节，提高生产效率。 四、 国内市场情况 1. 国内钢结构住宅工程现状 我国钢结构住宅处于研 究试点阶段，通过建设部认证的国家住宅产业化基地有四个 :两个为住宅建筑体系产业化基地：天津二建、北京北新建材集团，两个为住宅部品产业化基地青岛海尔、浙江正泰。 这些企业在北京、莱芜、马鞍山、上海、广州、武汉和深圳等地建造了许多低层、多层和高层钢结构住宅。 国内最早的钢结构住宅是在 1994 年 8 月建于上海浦东北蔡的 8 层钢结构住宅，该住宅采用冷弯成型的矩形钢管混凝土柱和 U 型冷弯薄壁组合梁组成钢框架，外墙和楼板采用稻草板，用钢量 34kg/m2，造价低廉。 1999 年，上海现代房地产公司在新疆库尔勒 建造了一幢8 层的框架轻钢住宅，在上海建造了一幢 5 层的交错绗架体系钢结构示范房，用钢量为 50kg/m2。 装配式钢结构住宅产业化标准节点生产可行性研究报告 23 2020 年，北京赛博思金属结构工程公司建成的北京西三旗水电工程处宿舍，建筑面积 2500m2，共 6 层，结构采用钢结构框架一混凝土剪力墙体系， H 型钢框架，压型钢板组合楼板，砌块砌注外墙，造价 1100 元 /m2。 2020 年 5 月杭萧钢构承建的全国最大的钢结构住宅示范工程一武汉世纪家园，建筑面积 万 m2，由 12 幢 24 层的高层住宅组成。 该工程主体结构采用钢结构，楼层板和内外墙板采用杭萧钢构研发的 CCA 隔音、保温、防火板。 2020 年长沙远大集团在长沙建造钢结构酒店，共 18 层，建筑面积 平方米，该酒店采用 H 钢框架结构体系，组合楼板，用钢量 40kg/m2，工期 6 天。 2. 我国钢结构住宅产业化现状分析 目前我国的钢结构住宅标准化程度低，相关钢结构住宅的规范、技术落后，工业化水平均低，呈现出“四低两高”的特点 :工业化水平低，成套技术集成度低，劳动力生产率低，住宅综合质量低。 资源消耗高，住宅生产造成的污染程度高。 住宅产业化还处于初级起步阶段，钢结构住宅产业化的行业现状可以通过下面几点来阐述 : (l)国 家仅仅是鼓励住宅产业化发展，缺乏强制性的政策文件，缺少资金的有力支持。 (2)企业的生产规模小，主要是定制生产，没有形成住宅构件、装配式钢结构住宅产业化标准节点生产可行性研究报告 24 部品的市场供应体系。 (3)没有统一的标准化模数体制，缺乏完善的钢结构住宅规范体系，住宅构件的配套性、通用化程度低，住宅构件之间的模数难以协调，住宅部品尚未形成配套系列。 (4)住宅建设仍是粗放型方式，科技贡献率低。 (5)节电、节能、节水等的先进环保技术在住宅上的应用少，资源浪费严重； (6)没有形成大的住宅产业化集团，没有形成规模化经营。 (7)科研投入少，相应的技术人才缺乏。 五、 钢结构住宅构件的标准化与标准单元设计 1. 标准化概述 1) 钢结构住宅的标准化 1)标准化的定义及特点 标准，就是对重复性生产活动做一个统一规定，大家都参照这个规定从事生产活动，它以科学技术研究和实战经验的综合成果为基础，标准的实施是为了获得最佳生产程序和效益。 标准化就是把这个统一的标准体系化、系列化、完整化，为钢结构住宅的设计、制作、施工安装提供必要的依据。 住宅标准化的基础工作是制定标准，包括技术标准、经济标准装配式钢结构住宅产业化标准节点生产可行性研究报告 25 和管理标准。 标准化的目的是合理利用原材料，促进构 配件的通用性和互换性，实现工业化生产，取得最佳经济效果。 标准化是钢结构住宅设计、生产、安装的一项重要基础性工作，为钢结构住宅的设计、生产、施工安装建立必要的程序和秩序，是钢结构住宅设计、生产、施工安装遵循其必要的准则，它使相关工作程序系统化、规范化、简单化，使钢结构设计、制作、施工安装这一产业链能够高效、准确、连续不断运行，以获得最佳的经济效益和社会效益。 住宅标准化要求建立完善的标准化住宅体系，包括住宅的构配件、零部件、制品、材料、工程和卫生技术设备以及与住宅各部位协调的统一参数，从而实 现住宅部品的通用化、系列化。 2)国内钢结构住宅标准化现状 钢结构住宅突出的优点是构配件的工厂化加工制作，机械化的现场安装，建设周期短。 目前大多数钢结构住宅尚未很好地体现出这些的优势，主要原因在于钢结构住宅的构配件尚未实现模数化、标准化，没有实现构配件的工厂化加工制作，造成现场作业太多，降低了生产效率，导致建设周期长。 目前国内钢结构住宅的标准化现状是 : (1)钢结构住宅标准化仅有纲领性文件，具体构配件的标准化规范没有颁布，缺少必要的标准化参考依据。 装配式钢结构住宅产业化标准节点生产可行性研究报告 26 (2)认为钢结构住宅应以标准化设计、工 业化生产为前提的，为做到住宅构配件的标准化，住宅平面和空间形态设计应尽可能的做到简单、规整，避免不规则的细部构造，但造成住宅的千篇一律，难以满足住宅需求多样化的要求。 (3)虽然在钢结构住宅设计中有意识的去实现住宅构配件的标准化，但并没有采用体系化的设计方法，而是在传统工业厂房设计基础上，对具体住宅工程进行局部的构、配件的标准化，很难实现工厂化的大批量生产。 3)钢结构住宅标准化的意义及实现途径 标准化是实现钢结构住宅产业化的基础。 钢材本身规则为标准化提供了前提条件，钢结构住宅的标准化就是构配件的标 准化设计、加工。 离开标准化去谈钢结构住宅产业化，那只能是一句空话，钢结构住宅产业化的发展能否取得突破，关键取决于其标准化程度的高低。 实现钢结构住宅标准化应从五个方面入手 : (1)规范标准化、体系化，尽快结束我国以建造工业钢结构厂房的思想来建造钢结构住宅，制定出适合钢结构住宅产业化的规范体系。 (2)设计标准化，参考民用住宅的规范，结合钢结构及钢材的特点，综合考虑，使构配件、住宅部品设计模数标准化，便于工厂加工制作和现场安装。 (3)生产标准化，对钢材进行标准化成批量加工制作，实现构装配式钢结构住宅产业化标准节点生产可行性研究报告 27 配件的工厂化、机 械化生产，减少现场的切割量和焊接量，最大限度的保证构件质量，提高生产效率和经济效益。 (4)安装标准化，标准化的安装，提高现场施工效率，缩短施工周期。 (5)装修标准化，标准化的设计、生产、安装为标准化的装修提供了很好的前提，装修标准化、一体化对避免二次装修造成的材料浪费，保护钢结构住宅的主体结构都有很大的意义。 4)构件的标准化设计应遵循的原则 (1)经济、适用、方便原则 (2)统一性、系列性原则 (3)通用性、互换性原则 (4)与国内市场的钢材尺寸协调原则 (5)钢结构住宅构件之间尺寸协调原则 2) 模数协调 体系 模数协调是钢结构住宅构配件标准化设计的基础，实现钢结构住宅的产业化就是要以模数化构建标准化，以标准化推动工业化，最终实现住宅产业化。 模数是一种参照的度量单位，通过一个基本的度量单位数值扩展成一个模数的度量体系，国际通用的法则是一个基本模数 :IM=100mm。 建筑物的设计模数通常采用基本模数的装配式钢结构住宅产业化标准节点生产可行性研究报告 28 倍数，根据我国的《建筑模数协调统一标准》 (GBJ2 一 86)，我国住宅建筑的水平设计模数为 3M=300mm，住宅的进深、开间、门窗洞口都采用 3M 的倍数，高度上则采用 IM 的倍数从 280mm~330nm 不等。 住宅产业化的前提条件之一就是要实现构、配件的模数标准化，因此选择适合钢结构住宅构、配件的基本模数是关键。 基本模数是住宅结构体系的基本度量单位，基本模数确定后，体系内的构、配件，住宅部品，应尽量为基本模数的倍数，以利于钢结构住宅构配件的工厂加工制作，现场安装。 因此，一个建筑体系的建构必须首先确定其适用性的基本模数，它有三个方面的功能 :作为建筑设计依据。 决定建筑构件的精确尺寸。 决定体系中建筑物本身和建筑构件的位置。 同时基本模数的建立也需要对已有的建筑设计规范、建筑材料、施工技术水平等因素进行深入 的研究，确定出最合理、最科学的基本模数。 模数协调的就是制定各种住宅部品的生产规格尺寸，使各种住宅部品能准确无误的安装到位，不同企业生产的同类部件产品可以通用互换。 其次，模数协调是指导建筑师在自己设计的住宅中，保证选择的部件、设备能合理地安装。 最后，利用模数协调组合多。