装配式钢结构作为装配式建筑三大结构体系之一，具有抗震性能好、建筑品质高、制作简单、施工快、绿色、环保等优点。本文结合北京建谊集团承建的成寿寺项目实际工程，详述装配式钢结构在保障房项目中的应用优势。

项目概况

北京丰台区成寿寺B5地块定向安置房项目是全国装配式建筑科技示范项目，北京市首个装配式钢结构住宅项目的示范工程。本项目总用地面积6691.2㎡，拟建4栋9~16层装配式钢结构住宅，总建筑面积31685.49㎡，其中地上建筑面积20055.49㎡（包含住宅建筑面积18655.49㎡，配套公建面积1400.00㎡），地下建筑面积为11630.00㎡，绿地率30%，容积率3.0。本项目采用开发、设计、施工运维全生命周期管理模式。

工程采用装配化全钢结构，所有钢柱、钢梁及钢筋桁架楼承板均为工厂化生产，现场装配化安装，比传统现浇混凝土结构缩短工期50%以上。在确保施工质量的前提下，绝对建造时间仅用60天。目前已完成封顶，正处于二次结构施工阶段。

装配式技术应用情况

1、主要部品标准化设计

根据标准化的模块，再进一步进行标准化的部品设计，形成标准化的钢结构楼梯构件（图2.2）、预制PC外墙（图2.3）、预制蒸压砂加气条板内、外墙（图2.4），大大减少结构构件数量，为建筑规模量化生产提供基础，显著提高构配件的生产效率，有效地减少材料浪费，节约资源，节能降耗。

图 2.2 标准钢结构楼梯构件

图 2.3 预制PC外墙构件

图2.4预制蒸压砂加气条板内、外墙构件

2、 结构专业

装配式钢结构

结构形式采用钢框架-钢板剪力墙及阻尼器结构形式。柱网采用标准柱网6.6m*6.6m，钢柱：主要采用口400、 口350方管柱/箱型柱并内灌C50自密实混凝土；钢梁主要采用H350*150焊接H型钢梁，并将梁偏心布置将保证室内无梁无柱。抗侧力构件采用阻尼器和钢板剪力墙，楼板采用钢筋桁架楼承板及钢筋桁架叠合楼板。外墙体系采用砂加气条板+保温装饰一体板及预制混凝土挂板。

结构特点及装配化设计

所有楼屋面均采用钢筋桁架楼承板，无底模、免支撑，大大提高了楼屋面板的施工效率，比传统脚手架支模现浇楼板节省40%以上的工期；

BIM模型中的钢筋桁架楼承板

工程1#楼和4#楼采用墙板式阻尼器这一新技术，既提高了结构的安全性，又避免了对住宅户型的影响，建筑空间可以灵活分割；2#楼和3#楼采用组合钢板剪力墙这一抗侧力体系，既有效地解决了结构的抗侧力问题，提高了结构延性和抗震性能的同时也降低了结构用钢量。

墙板式阻尼器（实物）

本工程采用装配化全钢结构，所有钢柱、钢梁及钢筋桁架楼承板均为工厂化生产，现场装配化安装，比传统现浇混凝土结构缩短工期50%以上。

装配化钢结构住宅部品部件

本工程框架梁柱连接节点采用高强螺栓和焊接结合的复合形式，既照顾了装配化施工的要求，相比全螺栓连接也降低了造价。

钢结构与现浇相结合的结构设计

（1）地脚螺栓结构设计（钢柱生根）

本工程地脚螺栓分为两种型号：D24*810共计864支，材质为Q235B;D36*1260共计108支,材质为Q345B。 现场施工采用单层定位板及钢筋连接固定。本工程地脚锚形式多样，剪力墙部位锚栓较多，控制需更为精确，作为锚栓施工作业的重点，项目部将加大管控力度，确保每支锚栓的施工质量。

（2）桩墙一体结构设计

本工程地下室外墙采用现浇混凝土，无肥槽，使用单侧支模架进行单侧支模。次梁通过地下室外墙中预留的连接板进行连接。外墙钢筋通过与钢柱连接板焊接连接，混凝土浇筑完成后钢柱与外墙及支护桩形成一体。 

水暖电专业

装配式建筑的设计应是涵盖主体结构、水暖电专业、装饰装修集成一体的装配式设计，采用BIM三维软件将建筑、结构、水暖电、装饰等专业通过信息化技术的应用，将水暖电位与主体装配式结构、装饰装修实现集成一体化的设计，并预先解决各专业间在设计、生产、装配施工过程中的协同问题。

水平方向的水暖电设计

竖直方向的水暖电设计

信息化技术应用

工程项目设计阶段：通过同图软公司的合作开发的BIMCloud云，将三维数字模型传输到建谊ChinaBIM的系统平台上，各专业的设计人员通过数据无缝的对接、全视角可视化的设计协同完成装配式建筑钢梁、钢柱、墙板、楼板、水暖电、装饰装修的设计，并实时增量传输各自专业的设计信息。通过智能化的预警提示、全流程的是智能识别与监控，自动分析出各专业之间的设计信息不对等，主动提示处理方案，帮助各专业设计人员迅速完成全专业的设计协同工作。

装配式构件生产阶段：将BIM模型实时获取构件的尺寸、材料、性能等参数信息，通过建谊ChinaBIM平台将参数信息转换为符合CNC的加工数据，并制定相应的构件生产计划，向施工单位实时传递构件生产的进度信息。在建谊ChinaBIM平台上将设计模型与装配式构件所需信息互联，有效的保证装配式构件参数、质量、生产过程的全流程的备案机制，为交付后的物业运维提供详实可靠的数据支撑。

项目施工阶段：通过建谊ChinaBIMCloud平台对装配式建筑的施工开展全视角和多重进度匹配的虚拟施工，对包含施工现场场平布置、运输车辆往来路线、施工机械、塔吊布置在内的施工全流程进行优化。提高装配式建筑的施工效率，缩短整个项目的施工周期。

建谊BIMCloud云

  基于BIM的虚拟施工优化及管理

简约：简单留给用户、后台综合管控、精致的标准化部品部件、住宅产品标准化、组装方式简单。

快捷：用数据进行设计，用数据进行生产、工厂化加工（不受季节影响）、现场组装、干作业、施工速度快，工程时间节省50%。

优质：双模检验，内置标准可视化过程监控，通过协同共享平台、广纳优质人才资源、部品部件资源，甄选优良部品部件，产品更优质。

价廉：资源整合，平台经济，成本降低30%，设计施工数据一体化，高效的生产效率、批量生产带来综合成本的降低。

基于BIM的虚拟施工管理：

（1）粗放式管理向精细化管理转变：过往项目管理过程中，在经济投入、成本控制、人员管理、质量监管等生产环节中没有一套合理有效的运行体制，管理中只是为了完成某一既定目标，而没有一个科学有效的过程。而工程项目精细化管理体系包含一系列管理制度和办法。BIM技术的引入，使得虚拟施工成为可实施项，在施工之前，将施工模型、劳动力模型、进度模型、质量模型、安全模型、成本模型建立完成，以指导现场施工。它使得岗位分工越来越精细化，工程质量的精细化对现代管理的必然要求，是建立在常规管理的基础上，并将常规管理引向深入的基本思想和管理模式，是一种以最大限度地减少管理所占用的资源和降低管理成本为主要目标的管理方式。

（2）前台管理向后台管控转变：以“大后台、小前端”的项目管理方式，项目成本管控、质量管理、安全管理、技术支持、虚拟施工模型指导等更多的依托于后台管理与支撑，以便于前台更加快捷、高效的执行。前、后台工作利用同一个平台，包括：微信平台、企业邮箱、建华一体机、BIMcloud等。根据各岗位工作内容相互对接与协同。达到精细化、标准化的目的。

团队管理：

后台虚拟团队——前台执行团队——产业化工人团队。

产业化领导成员——产业化项目班子——产业化工人。

建谊集团成立组以装式钢结构住宅产业化，采用BIM模型及云平台管理模式，组件一支产业化团队，打造精品 过程管理。

钢结构住宅产品的实施落地源于模型及虚拟的支撑、大数据的支撑、标准的支撑、岗位工作流的支撑以及内外部资源的整合利用。BIM技术的实施应用离不开平台的支持。

项目实施过程

钢构件加工工艺流程

钢梁加工流程

钢柱加工流程

施工安装

墙板安装

楼板安装

效益分析

表1 成寿寺B5项目钢结构住宅与传统现浇结构的成本增量分析表

表2.成寿寺B5项目钢结构住宅与传统现浇结构材料消耗比较分析