大力推廣新型鋼結構住宅助力行業綠色可持續發展——中國二十二冶集團加快拓寬鋼鐵應用新場景探索紀實

來源：中國冶金報社

建築和鋼鐵兩大行業同屬於我國支柱產業，是拉動國民經濟發展的重要引擎，在我國“雙碳”重大戰略目標及“新型城鎮化建設”政策推動下，推進新型建築工業化、發展裝配式建築是建造方式的重大變革，也是推進供給側結構性改革和新型城鎮化發展的重要舉措。伴隨建築行業逐漸向工業化和綠色可持續發展轉型，鋼結構住宅所具備的綠色環保、節能高效、綜合效益好、裝配化率高、抗震性能好等優勢凸顯，成爲我國目前新型城鎮化建設的重要發展方向，大力推廣新型裝配式鋼結構住宅，有利於節約資源能源、減少施工污染，推動綠色建造，強有力地提升勞動生產效率和質量安全水平，也是鋼鐵行業“藏鋼於民”的最好路徑。加快發展綠色鋼結構住宅是能同時推動建築和鋼鐵兩個行業高質量發展的助推器，對促進國民經濟發展意義重大。

大力推廣新型裝配式鋼結構住宅，

不斷助力行業綠色可持續發展

據研究數據顯示，目前我國鋼結構建築在總建築量中佔比5%~7% ，其中鋼結構住宅佔比僅在1%左右。以河北省爲例，其出臺了《關於加快新型建築工業化發展的實施意見》等多項政策文件，大力發展裝配式鋼結構建築，明確提出政府投資的單體建築面積超過2萬平方米的新建公共建築率先採用鋼結構；2021年全省新建鋼結構建築項目面積約1721萬平方米，佔新建裝配式建築面積比例的62.12%，其中鋼結構住宅面積約17萬平方米。由此可見，綠色環保的新型鋼結構住宅發展空間和前景十分廣闊。

中冶綠建裝配式鋼-混凝土結構體系特點

以裝配式建築爲代表的新型工業化建造方式，具有鮮明的工業化特質，其特徵主要體現在標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、一體化裝修和信息化管理等系統性融合。中國二十二冶集團牢牢把握市場的窗口期，全力推進裝配式產、學、研、用深度融合，與清華大學、中國建築科學研究院、中冶建築研究總院等國內知名研究機構建立了長期合作關係，與中國工程院院士合作組建了院士重點合作單位。目前，中國二十二冶持續打造河北省新型建築工業化技術研究中心、唐山市裝配式建築技術研究中心、中國中冶裝配式建築（河北）技術研究院等多個科技創新平臺，多年來一直致力於“裝配式混凝土結構”“裝配式鋼-混凝土組合結構”“裝配式低能耗建築”三大體系技術及產品研發，以毫米級誤差引領綠色建築新風尚，並以“平臺打造”“智慧建造”“項目研發”及“科技人才培養”等爲核心，持續深入開展具有中冶特色的裝配式建築技術體系理論研究、行業應用研究和產品創新研發工作，推動裝配式鋼結構住宅不斷向着綠色化、數字化、集成化、智能化邁進。中國二十二冶通過聯合國內外專家和高級研究人才團隊，以嚴謹的技術研究爲根基，努力實現拓展“中冶綠建”技術研究的最大價值，以大力推廣新型裝配式鋼結構住宅，不斷助力行業綠色可持續發展。

解決共性技術問題，

不斷探索、拓寬鋼鐵應用新場景

中國二十二冶在充分發揮鋼結構本身的抗震性能好、跨度大、安裝快捷可靠、可實現綠色回收及“藏鋼於民”等優勢基礎上，還解決了傳統鋼結構建築產業化過程中存在的鋼結構樑柱外露引起防腐防火問題、鋼結構與圍護結構協同配套問題、鋼結構現場高效裝配連接問題、混凝土剪力牆住宅跨度小、戶型不可變和 PC 剪力牆鋼筋連接可靠性六大共性技術問題，並不斷探索、拓寬鋼鐵行業產業應用新場景，突破裝配式建築特別是裝配式鋼結構建築中的共性瓶頸，成爲國內前景最爲廣闊的技術體系，具有很好推廣應用價值。

中冶綠建裝配式鋼-混凝土結構體系示範工程——唐山市浭陽新城工程

針對傳統的裝配式鋼結構住宅體系存在內承重牆多、戶型改變困難、結構用鋼量大、不同家庭結構及室內空間需要進行的可變戶型鋼結構住宅體系等問題，中國二十二冶精研匠造，在唐山市浭陽新城浭陽錦園社區建設了中冶綠建裝配式鋼-混凝土結構體系示範工程。該工程位於河北省唐山市豐潤區，樓體建築面積約10850平方米，地下2層、地上22層，建築總高度爲66.9米；建築抗震設防烈度爲8度，抗震等級爲混凝土結構一級、鋼結構二級；鋼結構含鋼量爲76千克/平方米，總體鋼結構用鋼量爲800噸。其結構形式爲鋼框架-支撐-剪力牆結構，樓板和牆體均爲裝配式結構，牆體採用結構-保溫-裝飾一體化圍護牆板，樓板採用裝配式疊合密肋樓板；鋼樑鋼柱、樓板樓梯、圍護牆與保溫、內隔牆、分戶牆等構件均採用模塊化高度集成，裝配率在86%以上。

該工程建成後，經多方論證，完全符合裝配式建築2A級和綠色建築一星級標準，被列爲國家住建部科技示範工程、河北省建築業新技術應用示範工程、河北省建設科技示範工程。這強有力地證明了該體系是具有高安全性能、高使用性能、高施工性能、高環保性能、高耐久性能和高經濟性能的結構體系，並因此獲得專利58項，被列爲國家“十三五”重點研發課題計劃。

中國二十二冶集團國家鋼結構製作工程技術中試基地

其六大獨佔鰲頭的核心技術優勢顯著：一是中冶綠建裝配式混凝土結構體系是目前國內質量最直觀、連接最可靠、施工最便捷的混凝土結構技術體系。關鍵連接技術——“後澆段內搭接連接”技術是中冶綠建裝配式混凝土結構體系的核心技術，該技術被編入河北省行業技術標準，共申報相關專利75項，獲得省部級工法11個，獲得“中施企協工程建設行業科學技術獎一等獎” “河北省科技進步獎”等科技獎8項，科技鑑定成果5項；被中國工程院院士組鑑定達到國際領先水平，應用示範工程面積達50萬平方米。二是中冶綠建裝配式鋼結構體系是目前國內前景最廣闊技術體系。裝配式鋼-混凝土結構技術爲國家“十三五”重點課題計劃項目，共申報相關專利55項，獲得省部級工法4個，獲得“中冶集團科學技術獎特等獎”等科技獎4項，獲得科技鑑定成果2項；擁有“中冶綠建鋼構房”註冊商標，獲得業內廣泛認可。三是中冶綠建裝配式低能耗建築是裝配式與低能耗的完美結合。該技術將裝配式混凝土結構、裝配式鋼-混凝土結構與低能耗建築完美結合，充分發揮裝配式建築的施工優勢，解決了低能耗建築節能施工技術難度高的問題。申報相關專利11項，獲得省部級工法1個，獲得科技鑑定成果2項，獲得河北省專項技術課題2項，獲得河北省技術標準1項，擁有多項示範工程應用實例。四是國內裝配式建築行業最早應用智慧建造技術的企業。中國二十二冶利用多基地、多工廠及多個研發機構的整體優勢，自2018年起研究建築全生命週期智慧化建造技術，2019年實現“1個管控平臺+4個設計中心+4類智慧工廠+多個智慧工地”的新格局；不斷搭建智慧鋼結構、綠色建材等智慧建造平臺；擁有軟件著作權8項，先後完成4個工業化設計中心建設和3家大型裝配式智慧工廠建設。五是擁有國內最高效、最先進的裝配式建築PC生產線工藝。2012年，中國二十二冶同國內首家裝配式PC生產線企業——中山快而居（三一重工前身）共同開發國內首條生產線，經過多年的運營實踐研究，目前擁有國內產能最高效、分區最合理、能源最節約、物流最便捷的PC生產線工藝技術，隨着多個基地的建成，中冶綠建品牌工廠已經形成。其申報相關專利6項，完成淮北、邢臺、遵化等基地生產線工藝的優化實施，併爲上海、雄安、海南、山東等多地企業提供建廠工藝服務。六是擁有全產業鏈優勢，是國內裝配式建築產業鏈最全的企業。中國二十二冶擁有裝配式混凝土結構、裝配鋼結構、裝配式管道、裝配式電氣及模塊化等全體系產品，集研發、設計、工業化設計、部件生產工廠、智慧建造多項業務能力爲一體，形成了獨具特色的中冶綠建全產業鏈優勢。

中國二十二冶集團承建的雄安綠色建材供應基地

中國二十二冶裝配式建築體系五大技術創新也頗具亮點：一是豎向承重體系與抗側力體系相分離的新型裝配式板柱鋼結構體系，梁端採用鉸接連接，只承受豎向重力荷載，便於標準化設計；水平抗側力體系採用鋼支撐和混凝土核心筒，實現了豎向承重體系和水平抗側力體系分離；根據結構在地震作用下的受力特點，確定水平抗側構件在總體結構中的佈置方案。二是採用與牆板一體化的鋼管混凝土聯肢柱，提高了鋼柱抗側能力，避免了鋼柱外露，解決了鋼結構防火防腐的難題，現場施工三層一個模塊，施工速度快；採用預製疊合密肋樓板，增加了樓層淨空高度，提升了樓蓋剛度和使用舒適度，解決了住宅中鋼樑外露的難題。三是基於鋼管柱、H型鋼樑、鋼管支撐與混凝土牆連接構造及施工技術，研發出結構構件-保溫-裝飾一體化圍護牆板，既解決了外掛牆板與鋼結構變形協調的問題，又解決鋼構件冷橋問題。四是基於剛性、半剛性及鉸接節點連接構造，研發出連接剛度可調且可快速裝配的樑柱連接節點，避免了現場全熔透焊接作業，加快現場連接的速度，提高了連接質量。五是形成了鋼結構和複合圍護結構相結合的整體部品模塊，控制了鋼結構和複合圍護結構構件的製作、安裝偏差，形成了中冶綠色裝配式建築部品製造、安裝工藝。

中冶綠建產品體系綜合應用構件展示

目前，中國二十二冶集團已經通過了裝配式建築企業質量管理體系認證、高品質產品認證、預製混凝土構件企業星級評價、中冶檢測認證以及國家綠色建材產品三星級認證。中國二十二冶研發的裝配式鋼混組合結構體系被編入《北京市綠色建築和裝配式建築適宜技術指南》，被住建部評爲“2021年全國建設行業科技成果推廣項目”，爲科技成果轉化及市場開拓奠定堅實基礎。

加快智能化建設，率先推出鋼結構

全生命週期智慧建造管理平臺

作爲中國建築鋼結構行業50強企業、建築鋼結構行業科技創新優秀企業、中國建築鋼結構行業5A級誠信企業，中國二十二冶集團在大力推廣裝配式鋼結構住宅過程中，不斷精進BIM、二維碼、智能工業網、大數據分析等技術手段，率先推出鋼結構全生命週期智慧建造管理平臺，並聯閤中國建築研究科學院自主研發了鋼結構深化設計軟件——22MCC-DetailWorks（DW）。該軟件完全應用中國標準，更符合設計師操作習慣，具有完全自主知識產權，打破國外技術壟斷，填補了國內空白。

中國二十二冶集團自主研發的鋼結構深化軟件22MCC-DetailWorks（DW）

該軟件擁有強大的精細化建模功能，同時提供識圖建模、CAD參照等快速建模方案，可直接用於鋼結構生產加工，與各種MES、PLM、ERP系統直連，同時具有模型輕量化瀏覽等功能，並與IFC、RVT、DB等格式互相轉化。該軟件可進行實時碰撞檢查，快速發現設計中的碰撞問題並予以修正，同時能夠快速生成鋼結構零件圖、構件圖、佈置圖，對模型的調整可以實時反映到圖紙上，實現圖模聯動；可以自定義報表字段，按照用戶需求輸出詳細的統計報表。該軟件經過13個項目驗證應用，是目前市場上最簡潔、最高效和最易上手的鋼結構深化設計軟件，目前國內鋼結構行業的頭部企業均已加入到試用聯盟。

該軟件還提供了豐富的組件庫，與同類型軟件相比，部分節點形式建模效率提升15.5%，出圖效率提升21.2%，徹底實現工程數據安全可控，推動工業化與信息化深度融合。業內專家預言：“這個鋼結構深化軟件將在未來兩至三年內實現國產化替代，爲中國鋼結構行業解決軟件痛點，成爲最優秀的國產鋼結構深化軟件。”