隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)鋼材的產(chǎn)量和產(chǎn)業(yè)規(guī)模近幾十年來(lái)一直穩(wěn)居世界前列，2015年我國(guó)年鋼產(chǎn)量已突破8億噸，鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)量已將近達(dá)到5000萬(wàn)噸，也相繼建成了一大批具有世界領(lǐng)先水平的鋼結(jié)構(gòu)標(biāo)志性工程（見(jiàn)圖5-1）：以“鳥(niǎo)巢”和“水立方”為代表的城市體育項(xiàng)目，以國(guó)家大劇院和北京鳳凰傳媒中心為代表的劇院文化項(xiàng)目，以上海金茂大廈和北京中央電視臺(tái)總部大樓為代表的超高層建筑等。但從客觀角度看，我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展依然十分滯后，“十二五”期間鋼結(jié)構(gòu)用鋼量占鋼產(chǎn)量的比例不到6%，且鋼結(jié)構(gòu)建筑面積在總建筑面積中的比例不到5%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國(guó)家水平；從全球范圍看，綠色化、信息化和工業(yè)化是建筑產(chǎn)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，鋼結(jié)構(gòu)建筑具有綠色環(huán)保、可循環(huán)利用、抗震性能良好的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，在其全壽命周期內(nèi)具有綠色建筑和工業(yè)化建筑的顯著特征，應(yīng)該說(shuō)在我國(guó)發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)空間巨大。
鋼結(jié)構(gòu)的受力鋼構(gòu)件均是在鋼構(gòu)廠加工，現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行通過(guò)螺栓連接或焊接連接成整體。鋼構(gòu)件在工廠的加工拆分原則主要考慮受力合理、運(yùn)輸條件、起重能力、加工制作簡(jiǎn)單、安裝方便等因素；鋼結(jié)構(gòu)的樓板、外墻板及樓梯等構(gòu)件的拆分則應(yīng)根據(jù)構(gòu)件的種類，遵循受力合理、連接簡(jiǎn)單、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、施工高效的原則，在方便加工和節(jié)省成本的基礎(chǔ)上，確保工程質(zhì)量。
裝配式鋼框架結(jié)構(gòu)的鋼框架柱、鋼梁、樓板、外墻板、樓梯等構(gòu)件的拆分如下詳述。
Ø 鋼框架柱的拆分
鋼框架柱一般按2～3層進(jìn)行分段做為一個(gè)安裝單元，在運(yùn)輸和吊裝能力許可的情況下，對(duì)層高不高的住宅建筑，也可按4層進(jìn)行分段，分段位置通常設(shè)置在樓層梁頂標(biāo)高以上1.2m～1.3m，以方便現(xiàn)場(chǎng)工人進(jìn)行柱的拼接，見(jiàn)圖5-4（a）。設(shè)計(jì)時(shí)為避免梁柱在工地現(xiàn)場(chǎng)的節(jié)點(diǎn)連接，可在柱邊設(shè)置懸臂梁段，懸臂梁段與柱之間采用工廠全焊接連接，則柱拆分時(shí)是帶有短梁頭的，見(jiàn)圖5-4（b）。這種拆分可將梁柱的節(jié)點(diǎn)連接轉(zhuǎn)變?yōu)榱号c梁的拼接，有效避免了強(qiáng)節(jié)點(diǎn)的驗(yàn)算，梁端內(nèi)力傳遞性能較好且現(xiàn)場(chǎng)操作方便，設(shè)計(jì)和施工均相對(duì)簡(jiǎn)單，短懸臂梁段的長(zhǎng)度一般為柱邊外2倍梁高及梁跨度1/10的較小值。但由于帶短梁頭的柱運(yùn)輸、堆放、吊裝和定位都比較困難，同時(shí)梁端的焊接性能也直接影響節(jié)點(diǎn)的抗震性能，1995年阪神地震表明懸臂梁段式連接的梁端節(jié)點(diǎn)破壞率是梁腹板螺栓連接時(shí)的3倍，因此目前鋼框架工程中以不帶懸臂梁的柱拆分較為常見(jiàn)。
（a）框架柱拆分現(xiàn)場(chǎng)照片
（b）框架柱帶短梁頭拆分示意
Ø 鋼梁的拆分
鋼框架主梁一般按柱網(wǎng)拆分為單跨梁，鋼次梁以主梁間距為單元?jiǎng)澐譃閱慰缌�，�?jiàn)圖5-5。
Ø 樓板的拆分
為滿足工業(yè)化建造的要求，鋼結(jié)構(gòu)中樓板所用的類型主要有鋼筋桁架樓承板組合樓板和桁架鋼筋混凝土疊合板等。
鋼筋桁架樓承板是將樓板中的鋼筋在工廠加工成鋼筋桁架，并將鋼筋桁架與鍍鋅鋼板在工廠焊接成一體的組合模板，見(jiàn)圖5-6。施工中，可將鋼筋桁架樓承板直接鋪設(shè)在鋼梁上，底部鍍鋅鋼板可做模板使用，無(wú)需另外支模及架手架，同時(shí)也減少了現(xiàn)場(chǎng)鋼筋綁扎工程量，既加快了施工進(jìn)度，又保證了施工質(zhì)量。但當(dāng)鋼筋桁架樓承板的底板采用鍍鋅鋼板時(shí)，樓板板底的裝修（抹灰粉刷）存在一定的困難，所以帶鍍鋅底板的鋼筋桁架樓承板一般多用在有吊頂?shù)墓ㄖ休^多；當(dāng)用在住宅中時(shí)，可結(jié)合節(jié)能計(jì)算先在樓承板的板底鋪敷一層保溫板，再進(jìn)行粉刷。
鋼筋桁架樓承板的寬度一般為576mm或600mm，長(zhǎng)度可達(dá)12m，在設(shè)計(jì)時(shí)一般沿樓板短邊受力方向連續(xù)鋪設(shè)，將鋼筋桁架樓承板支撐在長(zhǎng)邊方向的鋼梁上，然后綁扎桁架連接鋼筋，支座附加鋼筋和板底分布鋼筋，澆筑混凝土形成鋼筋桁架樓承板組合樓板，組合樓板的剖面圖見(jiàn)圖5-7。
桁架鋼筋混凝土疊合板是利用混凝土樓板的上下層縱向鋼筋與彎折成型的鋼筋焊接，組成能夠承受荷載的桁架，結(jié)合預(yù)制混凝土底板，形成在施工階段無(wú)需模板、板底不加支撐能夠承受施工階段荷載的樓板。桁架鋼筋混凝土疊合板的預(yù)制底板厚度一般為60mm，后澆的混凝土疊合層一般不小于70mm，考慮到鋪設(shè)管線的方便，一般不小于80mm。在進(jìn)行樓板拆分設(shè)計(jì)時(shí)，預(yù)制混凝土底板應(yīng)等寬拆分，盡量拆分為標(biāo)準(zhǔn)板型。單向疊合板拆分設(shè)計(jì)時(shí)，預(yù)制底板之間采用分離式接縫，拼縫位置可任意設(shè)置；雙向疊合板拆分設(shè)計(jì)時(shí)，預(yù)制底板之間采用整體式接縫，接縫位置宜設(shè)置在疊合板受力較小處。桁架鋼筋混凝土疊合板平面布置見(jiàn)圖5-8，其中DBS板為雙向板，DBD板為單向板。板的接縫構(gòu)造見(jiàn)圖5-9。
Ø 外墻板的拆分
目前民用鋼結(jié)構(gòu)外墻板應(yīng)用較多的主要為蒸壓加氣混凝土外條板和預(yù)制混凝土夾心保溫外墻板。蒸壓加氣混凝土條板應(yīng)用在居住建筑中通常的布置形式為豎板安裝，采取分層承托方式，因此應(yīng)分層進(jìn)行排板，條板的寬度一般為600mm，為避免材料浪費(fèi)，建筑設(shè)計(jì)時(shí)，開(kāi)間尺寸應(yīng)盡量符合300mm模數(shù)要求，窗戶與墻體的分割也宜考慮條板的布板模數(shù)，見(jiàn)圖5-10。
預(yù)制混凝土夾心保溫外墻板拆分時(shí)高度通常不超過(guò)一個(gè)層高，在每層范圍內(nèi)墻板尺寸的確定應(yīng)綜合考慮建筑立面、結(jié)構(gòu)布置、制作工藝、運(yùn)輸能力以及施工吊裝等多方面的因素，同時(shí)為節(jié)省工廠制作的鋼模費(fèi)用，墻板拆分時(shí)應(yīng)盡量符合標(biāo)準(zhǔn)化要求，以少規(guī)格、多組合的方式實(shí)現(xiàn)建筑外圍護(hù)體系，見(jiàn)圖5-11。相對(duì)來(lái)說(shuō)，目前預(yù)制混凝土夾心保溫外墻板應(yīng)用在鋼結(jié)構(gòu)上，存在自重偏大、與主體鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的構(gòu)造連接不夠成熟等問(wèn)題，研發(fā)輕質(zhì)的預(yù)制混凝土夾心保溫外墻板以及合理的連接構(gòu)造措施是大力推廣預(yù)制混凝土夾心保溫外墻板在鋼結(jié)構(gòu)工程中應(yīng)用的前提和基礎(chǔ)。
Ø 樓梯的拆分
裝配式鋼結(jié)構(gòu)的樓梯可采用預(yù)制鋼樓梯或預(yù)制混凝土樓梯。預(yù)制鋼樓梯一般為梁式樓梯，樓梯踏步上宜鋪設(shè)預(yù)制混凝土面層；預(yù)制混凝土樓梯一般為板式樓梯。樓梯設(shè)計(jì)時(shí)通常以一跑樓梯作為一個(gè)單元進(jìn)行拆分，拆分示意圖見(jiàn)5-12，鋼樓梯自重輕，一般帶平臺(tái)板拆分；混凝土樓梯自重較大，拆分時(shí)是否帶有平臺(tái)板應(yīng)根據(jù)吊裝能力確定。為減少混凝土樓梯剛度對(duì)主體結(jié)構(gòu)受力的影響，裝配式混凝土樓梯與主體鋼結(jié)構(gòu)通常采用柔性連接，樓梯和主體結(jié)構(gòu)之間不傳遞水平力，見(jiàn)圖5-13（a），而鋼樓梯由于其剛度較小與與主體結(jié)構(gòu)的連接通常采用固定式連接，見(jiàn)圖5-13（b）。
