綠色裝配式鋼結構建筑體系研究與應用

于兵

摘 要：裝配式鋼結構作為一種新型的綠色、環(huán)保、高效的建筑體系，在建筑業(yè)中得到了越來越廣泛的應用。我國裝配式鋼結構的發(fā)展正從傳統(tǒng)的建筑形式向現(xiàn)代化工集成新體系的轉變。在這種情況下，預制混凝土的新型結構和新型的維修體系改變了傳統(tǒng)的建筑形式。全裝配鋼框架模塊化建筑體系采用新的功能單元和基本構件的設計思想，貫穿于生產和新型鋼結構體系的施工與裝配。它被廣泛應用于建筑領域。

關鍵詞：綠色；裝配式鋼結構；實際應用

各種形式的建筑構成了我國形態(tài)各異的城市文化，更是凸顯我國城市綜合實力的主要表現(xiàn)形式，在節(jié)能環(huán)保的全球背景下，建筑行業(yè)迎來了巨大的發(fā)展機遇，但也帶來了更大的挑戰(zhàn)。綠色裝配式鋼結構建筑體系，不僅滿足了改善生態(tài)環(huán)境的大要求，還適應了國家社會經濟發(fā)展的需要，更在一定程度上推動了建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，對我國的城市化建設起到了相當重要的作用。

1 綠色裝配式鋼結構建筑體系的研究

隨著我國正在政策與資金的大力支持下，當前我國裝配式鋼結構建筑體系已經從1.0時代迅速向2.0時代邁進，改善了原有以鋼結構為基礎的建筑體系，形成現(xiàn)代化模塊建筑體系和工業(yè)化住宅建筑體系。新型裝配式鋼結構建筑體系的建立，實現(xiàn)了建筑布局。結構體系、維護體系、內裝與機電設備的統(tǒng)合統(tǒng)一，從分散單一建筑結構形式向專業(yè)集約化建筑體系方向發(fā)展，增強了建筑價值。現(xiàn)階段，在我國發(fā)展較好的綠色裝配式鋼結構建筑體系主要有以下三種：

1.1傳統(tǒng)與現(xiàn)代裝配式鋼結構建筑的有機融合

這種建筑體系是吸取了傳統(tǒng)裝配式鋼結構建筑的優(yōu)勢，摒棄其缺點，將先進的裝配式鋼結構融進建筑改造中，創(chuàng)新外圍結構形式，更新設計與施工理念，轉變注重經濟利益而忽視社會效益與生態(tài)環(huán)境效益的傳統(tǒng)觀念，打造新型的裝配式鋼結構建筑體系。這種新型的建筑體系，在實際改造中，一定要緊密結合忼測力構件進行，充分考慮建筑建設的實際需求，優(yōu)化改善措施，并不斷創(chuàng)新技術，降低施工成本，提升建筑的使用空間以及安全系數(shù)。

1.2現(xiàn)代模塊化綠色裝配式鋼結構建筑體系

這種建筑體系主要特點就是建筑具有較強的模塊化、工廠化，在綠色裝配式鋼結構建筑體系中非常具有代表性，主要包括兩方面建筑，一種是方便拆裝的可活動性建筑，另一種是模塊化廂型建筑。這兩種建筑的材料都采用了輕鋼結構以及薄壁型鋼建造而成，不僅防火安全性能高，成本造價還很低，便于居住者使用，對于企業(yè)來說更具有經濟性。

1.3工業(yè)化住宅綠色裝配式鋼結構建筑體系

住宅建筑可以說是任何建筑體系中的重中之重，它是提高人們生活質量的主要載體，更是國家經濟發(fā)展水平的重要體現(xiàn)。傳統(tǒng)鋼結構建筑體系中突出的問題就是梁柱承重問題，通過各方研究開發(fā)出的工業(yè)化住宅綠色裝配式鋼結構建筑體系解決這一問題，通過在平面打造鋼板剪力墻結構體系，增加承重能力，更易于結構布局，減少了鋼材的用量，節(jié)約了資源，更為住戶節(jié)省了大部分使用面積，是當前住宅建設的主要體系。

2 綠色裝配式鋼結構建筑體系的應用

2.1應用優(yōu)勢

綠色裝配式鋼結構建筑體系的應用優(yōu)勢包括兩個：①效率提升；②建筑剛度提升。限于篇幅，無法一一介紹，文章以效率提升為例進行簡述。在應用綠色裝配式鋼結構的建筑中，大部分鋼結構均是預制的，將材料運至施工地點后，可以直接進行裝配，省去了現(xiàn)場制作的麻煩，效率因此得以提升。比如大型路橋中的箱梁等，除少數(shù)特殊箱梁外，其他幾乎均為預制。

2.2住宅建筑中綠色裝配式鋼結構建筑體系的應用

住宅建筑中，綠色裝配式鋼結構建筑應用十分廣泛。其應用能夠更好的解決梁柱剛度不足等問題，具體而言，如杭蕭鋼構股份有限公司研發(fā)的鋼管束組合結構體系，其以標準化、模數(shù)化的鋼管部件為核心，形成鋼管束，在內部澆筑混凝土保持剛度作為承重構件，以鋼筋作為材料建設樓板，鋼梁為低碳合金鋼，剛度優(yōu)良。這一系統(tǒng)解決了傳統(tǒng)鋼結構體系造價較高、又不能適應結構復雜的平面戶型和梁柱裸露的問題，以中空混凝土灌注鋼束的方式建設剪力墻等結構，承重部位的性能大為增加，鋼材用量也得到了控制，相關技術值得借鑒和推廣。

2.3商業(yè)建筑中綠色裝配式鋼結構建筑體系的應用

商業(yè)建筑中，綠色裝配式鋼結構建筑體系的應用與民用建筑相關應用存在一定區(qū)別，這是由其使用方面的差異決定的，結合現(xiàn)有成果和實際需要，可以在商業(yè)建筑中使用模塊化綠色裝配式鋼結構建筑體系。所謂模塊化綠色裝配式鋼結構建筑體系是指鋼材料等在預制的基礎上進行組合，之后以成型模塊的方式應用于商業(yè)建筑中，比如方形鋼制小型建筑，可以作為商場中不同用戶的閣段，在建設時便于安裝，拆卸時也很方便。同時，采用輕鋼結構或薄壁型鋼，圍護材料均防火，造價也因此得到了降低。模塊化綠色裝配式鋼結構建筑體系的實際應用需嚴格把控質量，對部品從設計到出廠每道工序都嚴格審查，做到每一件產品都合格，之后才能允許材料流入市場、實際應用，在得到推廣的同時，保證相關產品的質量。

3 綠色裝配式鋼結構建筑發(fā)展方向

3.1+PC構件

縱使鋼結構體系具有多方面優(yōu)勢，但也有一定的缺點。為了能夠更好地解決這些問題，可以在施工中通過應用PC（precastconcrete）預制混凝土，確保建筑所需的質量，大大增加生產效率。由于預制混凝土澆灌于別處而成，不是直接在施工現(xiàn)場澆制形成的建筑部件，可以提前在別處制作完成然后運輸至施工現(xiàn)場，能夠更好地縮短建筑施工的時間，確保工程的及時完工，且環(huán)?？煽?，目前已在世界各地得以推廣應用。預制混凝土不但能夠在樓梯、樓板等建筑構件中得以應用，還能在鋼結構的建筑上作為最好的補充材料，在裝配式鋼結構建筑中具有極其重要的作用。

3.2做法交叉

墻體作為建筑物中的重要組成部分，在建筑框架結構完工的最后才構筑圍護墻體，確保整體建筑框架的完整性。隨著建筑行業(yè)的快速發(fā)展，近年來建筑結構的功能性也得以提升，比如說建筑結構的防潮防火功能變得更完善，承重能力變得更強等。然而由于建筑墻體大小不同，且每種墻體的設計也各有優(yōu)缺點，若想進一步避免所有弊端便需要做到防止墻體的單一化。為順應時代的發(fā)展與用戶的需要，圍護墻體需要把其他各類的墻體材料進行混合使用，且參考構造法將兩者進行融合應用。其中，把保溫裝飾一體板裝在新建筑的外墻里，不但能裝飾建筑外觀，起到很好的視覺作用，其應用涉及面還更加廣泛，可以借此設計用于優(yōu)化老式建筑的外觀裝飾，同時也能起到很好的外墻保溫效果，不論是對于南方還是北方的氣候環(huán)境，這種圍護設計結構的墻體都能通過采用保溫裝飾一體板，為室內帶來保溫隔熱的效果。冬天保溫，夏天隔熱，使室內冬暖夏涼，更適合人群居住。另外，應用保溫裝飾一體板也能很好地為住戶節(jié)約能源，減少用電，節(jié)能降耗，實現(xiàn)綠色住行，在一定程度上起到保護環(huán)境的作用。

總結：隨著全球大力倡導節(jié)能降耗，帶動綠色產業(yè)的發(fā)展，我國對于綠色資源的控制與發(fā)展也有嚴格的要求。綠色裝配式鋼結構建筑在眾多結構建筑體系中具有節(jié)能環(huán)保的出眾優(yōu)點，存在較大的市場潛能與發(fā)展空間。所以需要大力推廣，并不斷發(fā)展其性能，完善設計，提高量，讓其建筑結構能夠更加符合群眾的工作生活要求，力求在保質保量的基礎上，以綠色節(jié)能的理念不斷創(chuàng)新，以便能夠在市場中占有更高的份額，并推動建筑行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻：

[1]趙彧洋.裝配式鋼結構建筑體系發(fā)展與應用[N].建筑時報，2017-11-23（008）.